机车燃料电池的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及轨道交通机车的动力源，具体为机车燃料电池，包括燃料电池电堆、蓄电池、单片机、供氢系统、空气源系统、输出电压和蓄电池电压相同的DC/DC电源变换装置和冷却系统，单片机能控制供氢系统中的氢气和空气源系统的空气进入燃料电池电堆中，氢气和空气中的氧气在燃料电池电堆内发生电化学反应，燃料电池电堆输出电能，供给机车使用。本实用新型提供的机车燃料电池能够应用于机车，可以作为机车高效、洁净、便捷的动力源，提高了铁路牵引动力的运用效能，降低运行成本，减低污染程度，为建立绿色铁路、实现可持续发展提供有力保障。
【专利说明】机车燃料电池
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及轨道交通机车的动力源，具体为机车燃料电池。
【背景技术】
[0002]传统的轨道交通机车要么以柴油机作为动力源，要么以接触网提供的直流电源作为动力源，随着经济的快速发展，能源消耗日益增大，传统的能源资源日益减少，能源价格不断创出历史高价，同时，经济的快速发展也带来了严重的环境问题，严重影响了经济的可持续发展，因此建设资源节约型、环境友好型社会已成为我国的重要国策。作为一种新型高效、洁净、便捷的能源利用方式——燃料电池，近年来得到了世界各国的高度重视和大力资助，进行了大量基础的研究和应用技术的研发，取得了显著的成果，在众多领域得到成功应用，尤其是燃料电池电动汽车的研发成功和推广应用，使燃料电池技术得到快速发展，也为燃料电池机车的研发奠定了良好基础，将燃料电池应用于轨道交通系统，将极大地促进轨道交通系统的重大变革与发展，燃料电池将是一种具有巨大潜力的新型轨道交通替代能源，从长远来看，提高铁路牵引动力的运用效能，降低运行成本，减低污染程度，建立绿色铁路，实现可持续发展是大势所趋，然而目前还没有用于机车的燃料电池电源。
【发明内容】
[0003]本实用新型为了解决现在没有应用于机车的燃料电池的问题，提供了机车燃料电池。
[0004]本实用新型是采用如下的技术方案实现的:机车燃料电池，包括燃料电池电堆、蓄电池、单片机、供氢系统、空气源系统、输出电压和蓄电池电压相同的DC/DC电源变换装置和冷却系统；
[0005]供氢系统包括高压氢气瓶，高压氢气瓶的出气口依次连接有第一电磁阀、第一减压阀、第一流量控制器，第一流量控制器通过气管连接在燃料电池电堆的氢气入口 ；空气源系统包括空气泵，空气泵的出气口依次连接有第二电磁阀、第二减压阀、第二流量控制器，第二流量控制器通过气管连接在燃料电池电堆的空气入口 ；单片机的输入端和机车上的司机控制器的输出端连接，单片机的输出端分别和第一电磁阀、第二电磁阀、第一流量控制器和第二流量控制器的控制端连接，蓄电池的两端分别和空气泵、单片机、第一电磁阀、第二电磁阀、第一流量控制器和第二流量控制器的电源端连接，且在该蓄电池供电线路支路上设有按钮；燃料电池电堆的输出端连接有DC/DC电源变换装置，DC/DC电源变换装置的输出端分别和空气泵、单片机、第一电磁阀、第二电磁阀、第一流量控制器和第二流量控制器的电源端连接，冷却系统包括扇面正对燃料电池电堆的风扇，燃料电池电堆的输出端和风扇的电源端连接。
[0006]工作时，按下按钮，蓄电池给单片机、第一电磁阀、第二电磁阀、第一流量控制器和第二流量控制器供电，单片机给第一电磁阀和第二电磁阀控制信号，第一电磁阀和第二电磁阀打开，高压氢气瓶和空气泵分别输出氢气和空气到燃料电池电堆内，氢气和空气中的氧气在燃料电池电堆内发生电化学反应，燃料电池电堆输出电能，供给机车使用，DC/DC电源变换装置替代蓄电池给单片机、第一电磁阀、第二电磁阀、第一流量控制器和第二流量控制器供电，同时冷却系统中的风扇用以给燃料电池电堆降温，机车内的司机控制器将机车工作所需功率转换成电压信号实时传输到单片机内，单片机根据电压信号的大小发出控制信号给第一流量控制器和第二流量控制器，第一流量控制器和第二流量控制器控制进入燃料电池电堆内的气体流量，进而满足机车的工作需求。
[0007]司机控制器是机车内的控制设备，司机控制器能将机车工作所需功率转换成电压信号实时传输到单片机内，司机控制器是本领域的技术人员所公知的。
[0008]本实用新型提供的机车燃料电池能够应用于机车，可以作为机车高效、洁净、便捷的动力源，提高了铁路牵引动力的运用效能，降低运行成本，减低污染程度，为建立绿色铁路、实现可持续发展提供有力保障。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0010]机车燃料电池，包括燃料电池电堆、蓄电池、单片机、供氢系统、空气源系统、输出电压和蓄电池电压相同的DC/DC电源变换装置和冷却系统；
[0011]供氢系统包括高压氢气瓶，高压氢气瓶的出气口依次连接有第一电磁阀、第一减压阀、第一流量控制器，第一流量控制器通过气管连接在燃料电池电堆的氢气入口 ；空气源系统包括空气泵，空气泵的出气口依次连接有第二电磁阀、第二减压阀、第二流量控制器，第二流量控制器通过气管连接在燃料电池电堆的空气入口 ；单片机的输入端和机车上的司机控制器的输出端连接，单片机的输出端分别和第一电磁阀、第二电磁阀、第一流量控制器和第二流量控制器的控制端连接，蓄电池的两端分别和空气泵、单片机、第一电磁阀、第二电磁阀、第一流量控制器和第二流量控制器的电源端连接，且在该蓄电池供电线路支路上设有按钮；燃料电池电堆的输出端连接有DC/DC电源变换装置，DC/DC电源变换装置的输出端分别和空气泵、单片机、第一电磁阀、第二电磁阀、第一流量控制器和第二流量控制器的电源端连接，冷却系统包括扇面正对燃料电池电堆的风扇，燃料电池电堆的输出端通过风扇供电电路和风扇的电源端连接。
【权利要求】
1.机车燃料电池，其特征在于包括燃料电池电堆、蓄电池、单片机、供氢系统、空气源系统、输出电压和蓄电池电压相同的DC/DC电源变换装置和冷却系统； 供氢系统包括高压氢气瓶，高压氢气瓶的出气口依次连接有第一电磁阀、第一减压阀和第一流量控制器，第一流量控制器通过气管连接在燃料电池电堆的氢气入口 ；空气源系统包括空气泵，空气泵的出气口依次连接有第二电磁阀、第二减压阀和第二流量控制器，第二流量控制器通过气管连接在燃料电池电堆的空气入口 ；单片机的输入端和机车上的司机控制器的输出端连接，单片机的输出端分别和第一电磁阀、第二电磁阀、第一流量控制器和第二流量控制器的控制端连接，蓄电池的两端分别和空气泵、单片机、第一电磁阀、第二电磁阀、第一流量控制器和第二流量控制器的电源端连接，且在该蓄电池供电线路支路上设有按钮；燃料电池电堆的输出端连接有DC/DC电源变换装置，DC/DC电源变换装置的输出端分别和空气泵、单片机、第一电磁阀、第二电磁阀、第一流量控制器和第二流量控制器的电源端连接，冷却系统包括扇面正对燃料电池电堆的风扇，燃料电池电堆的输出端和风扇的电源端连接。
【文档编号】H01M8/06GK203950875SQ201420350646
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】雒焕骥, 李伟宏, 刘修建 申请人:永济新时速电机电器有限责任公司