CN219321390U - 一种氢燃料电池叉车的进排气系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型开了一种氢燃料电池叉车的进排气系统，包括与氢燃料电池系统连接的空压机、废气室，所述废气室包括氢气废气室和空气废气室，所述氢气废气室、空气废气室的出口均与混合气室连接；所述空压机的输出端连接有稳压阀，所述稳压阀的出口与所述空气废气室连接。氢燃料电池堆所需氧气通过本系统进行过滤、压缩处理，所产生的氢气废气和一定量的空气废气进行混合，达标后再进行排放，避免氢气含量过高而造成对人体不良的影响。

Description

一种氢燃料电池叉车的进排气系统

技术领域

本实用新型涉及新能源叉车技术领域，具体为一种氢燃料电池叉车的进排气系统。

背景技术

随着全球能源日益短缺，环境恶化日益严重，环境问题得到高度重视，工业发展需要加快推动绿色低碳发展，降低碳排放强度。在叉车行业，传统的内燃机系统的叉车因使用柴油，汽油或者液化石油气为燃料，存在较严重的尾气排放问题，且在处理尾气污染排放问题的技术升级也越来越难，成本投入也越来越大。而传统的纯电动叉车因使用的是蓄电池进行驱动，又面临着电池充电时间长、续航时间短等问题。目前新兴发展的氢燃料电池，是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置，其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给电池的阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极，然后产生电能。因为燃料电池最终只会产生水和热，对环境没有污染，且加氢时间在3分钟左右，能实现6-8小时续航时间，因此即能解决燃油叉车的排放问题做到真正的清洁能源，又能解决电动叉车充电时间长、续航时间短的问题。

目前氢燃料电池已逐渐应用到叉车上来，但由于其原料为氢气和氧气，反应后还会产生废气，废气中含有氢气和空气，虽然氢气无毒,在生理上对人体是惰性的,但若空气中氢气含量增高，将会引起人的缺氧性窒息，所以不能直接排放到空气中。故需要对叉车氢燃料电池的进排气进行处理。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种氢燃料电池叉车的进排气系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

本实用新型提供如下技术方案：

一种氢燃料电池叉车的进排气系统，包括与氢燃料电池系统连接的空压机、废气室，所述废气室包括氢气废气室和空气废气室，所述氢气废气室、空气废气室的出口均与混合气室连接；所述空压机的输出端连接有稳压阀，所述稳压阀的出口与所述空气废气室连接。

进一步方案，所述氢燃料电池系统包括供氢系统、氧气供给系统和氢燃料电池堆，所述氧气供给系统的进气端与空压机的出口连接；所述氢燃料电池堆的阳极反应室的出气管与氢气废气室连接，氢燃料电池堆的阴极反应室的出气管与空气废气室连接。

进一步方案，所述空压机的进气端连接有空滤器。

进一步方案，所述氢气废气室的出口通过排氢阀与混合气室连接；混合气室的出口安装有排气阀。

更进一步方案，所述氢燃料电池堆的电源输出端通过功率转制模块与叉车的驱动系统进行电连接；所述功率转制模与驱动系统之间连接有辅助能量源；所述驱动系统包括行走电机、转向电机、工作装置驱动电机。

优选的，所述辅助能量源包括锂电池、蓄电池或超级电容；所述供氢系统包括依次连接的过滤器、减压阀和循环泵，所述过滤器的进气端与储氢装置连接，循环泵的出口通过加湿器与氢燃料电池堆连接。

进一步方案，所述氢燃料电池堆连接有储水装置，所述储水装置的出水口与加湿器连接。

氢燃料电池堆将氢气和氧气反应生成水，同时还有部分的废气(氢气、空气)产生，并对外部电路提供所需的电能，再经功率转换模块DC-DC转制器把氢燃料电池电堆所发的电能转换为氢燃料电池叉车所需要的系统电压，供给叉车的驱动系统工作。其中氧气来源是压缩空气，把压缩后的空气导入到氢燃料电池电堆阴极反应室为氢燃料电池反应提供反应物。氢气是通过供氢系统把高压氢气进行减压引入到氢燃料电池电堆进行反应。反应后产生的水进行回收利用(用于加湿器)，产生的氢气废气和一定量的空气废气进行混合，达标后再进行排放，避免氢气含量过高而造成对人体不良的影响。

本实用新型通过氢燃料电池代替现有驱动能源，即能解决传统燃油叉车的排放问题，又能解决传统电动叉车的续航时间短充电时间长的问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意框图；

图2为本实用新型的进排气系统的示意框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

如图1-2所示，一种氢燃料电池叉车的进排气系统，进排气系统30包括与氢燃料电池系统10连接的空压机32、废气室，所述废气室包括氢气废气室34和空气废气室33，所述氢气废气室34、空气废气室33的出口均与混合气室36连接；所述空压机32的输出端连接有稳压阀38，所述稳压阀38的出口与所述空气废气室33连接；所述空压机32的进气端连接有空滤器31。

空滤器31把空气进行过滤，去除空气中的粉尘等杂质后，通过管路输送到空压机32进行压缩，然后输送给氢燃料电池系统10作为原料氧气，空压机32的输出端还连接有稳压阀38，其对压缩后的高压空气进行稳压，当压缩空气压力大于系统设定压力时，部分高压空气通过稳压阀38排入到空气废气室33中进行排放。氢燃料电池系统10产生的氢气废气和空气废气分别进入氢气废气室34、空气废气室33中进行储存，所述氢气废气室34的出口通过排氢阀35与混合气室36连接；混合气室36的出口安装有排气阀37。当氢气废气室34的压力达到系统设定压力后，打开排氢阀35把部分氢气废气排入混合气室36与空气废气进行混合，然后达到设定压力后排出。

进一步方案，所述氢燃料电池系统10包括供氢系统16、氧气供给系统17和氢燃料电池堆13，其中氢燃料电池堆13的工作原理及过程是本领域已知的，本申请对其结构、性能不做改进，本申请只是将其应用到叉车上，对其进排气进行设计和管理，以便更适应当前严环保的要求。

其中氧气供给系统17的进气端与空压机32的出口连接，空压机32将经空滤器31过滤后的空气进行压缩后导入氢燃料电池堆13的阴极反应室。供氢系统16包括依次连接的过滤器、减压阀、循环泵，所述循环泵的进气端与储氢装置16连接，储氢装置16中的气态高压氢气依次经过滤器过滤、减压阀进行降压后，再经循环泵导入加湿器14进行加湿到规定的湿度(一般湿度为60％)，最后导入氢燃料电池堆13的阳极反应室。产生的电源输出端通过功率转制模块12(本实施例为D-DC转换器)与叉车的驱动系统20进行电连接，供叉车的行走电机、转向电机、工作装置驱动电机进行工作；所述功率转制模块12与驱动系统20之间连接有辅助能量源11；辅助能量源11包括锂电池、蓄电池或超级电容；辅助能量源11一是用来稳定系统电压，另一方面是当叉车减速时，氢燃料电池堆13发电后进入辅助能量源中进行储存，从而进一步提高了能源利用率。

氢燃料电池堆13里进行反应后留下的低纯度氢气废气从氢燃料电池堆13的阳极反应室进入氢气废气室34，空气废气从氢燃料电池堆13的阴极反应室的进入空气废气室33，达到一定量后进入混合气室36；当氢气废气室34的压力达到设定压力后，打开排氢阀35把部分氢气废气排入混合气室36与空气废气进行混合，然后达到设定压力后排出，减少氢气含量高对人体的影响。另外，氢燃料电池堆13反应产生的水进入储水装置18中储存，并供加湿器14使用。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种氢燃料电池叉车的进排气系统，其特征在于：包括与氢燃料电池系统（10）连接的空压机（32）、废气室，所述废气室包括氢气废气室（34）和空气废气室（33），所述氢气废气室（34）、空气废气室（33）的出口均与混合气室（36）连接；所述空压机（32）的输出端连接有稳压阀（38），所述稳压阀（38）的出口与所述空气废气室（33）连接。

2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池叉车的进排气系统，其特征在于：所述氢燃料电池系统（10）包括供氢系统（15）、氧气供给系统（17）和氢燃料电池堆（13），所述氧气供给系统（17）的进气端与空压机（32）的出口连接；所述氢燃料电池堆（13）的阳极反应室的出气管与氢气废气室（34）连接，氢燃料电池堆（13）的阴极反应室的出气管与空气废气室（33）连接。

3.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池叉车的进排气系统，其特征在于：所述空压机（32）的进气端连接有空滤器（31）。

4.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池叉车的进排气系统，其特征在于：所述氢气废气室（34）的出口通过排氢阀（35）与混合气室（36）连接；混合气室（36）的出口安装有排气阀（37）。

5.根据权利要求2所述的一种氢燃料电池叉车的进排气系统，其特征在于：所述氢燃料电池堆（13）的电源输出端通过功率转制模块（12）与叉车的驱动系统（20）进行电连接；所述功率转制模块（12）与驱动系统（20）之间连接有辅助能量源（11）；所述驱动系统（20）包括行走电机、转向电机、工作装置驱动电机。

6.根据权利要求5所述的一种氢燃料电池叉车的进排气系统，其特征在于：所述辅助能量源（11）包括锂电池、蓄电池或超级电容；所述供氢系统（15）包括依次连接的过滤器、减压阀和循环泵，所述过滤器的进气端与储氢装置（16）连接，循环泵的出口通过加湿器（14）与氢燃料电池堆（13）连接。

7.根据权利要求6所述的一种氢燃料电池叉车的进排气系统，其特征在于：所述氢燃料电池堆（13）连接有储水装置（18），所述储水装置（18）的出水口与加湿器（14）连接。

Images