一种氢燃料电池发动机的制作方法

本申请涉及发动机，特别是涉及一种氢燃料电池发动机。

背景技术：

1、燃料电池是一种先进的清洁能源技术，燃料电池能够将化学能直接转换成电能，燃料电池发电是继水力、火力和核能发电之后的第四类发电技术。由于汽车是移动式交通工具，因此要求车用燃料电池具有较高的能量密度以及作为车辆所必需的快速起动和动力响应的能力，然而，目前的氢燃料电池发动机由于对空气供给系统、氢气供给系统、冷却系统等组成单元的部件缺乏合理的布局设计，导致整体体积偏大，影响体积功率密度，而且匹配不同车型的灵活性较差。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供了一种氢燃料电池发动机，通过合理的结构设计使得系统整体体积功率密度较高，且整车匹配性得以提升。

2、为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案：

3、一种氢燃料电池发动机，包括固定于支撑架的上表面的电堆，所述支撑架位于所述电堆的下端，所述电堆的第一端板和第二端板分别位于所述电堆的前端和后端；

4、所述第一端板远离所述第二端板的一侧布置有歧管组件，所述歧管组件包括空气进堆配气歧管、空气出堆配气歧管、氢气进堆配气歧管、氢气出堆配气歧管、冷却水进堆配气歧管和冷却水出堆配气歧管；

5、所述第二端板远离所述第一端板的一侧布置有空压机控制器；

6、所述电堆的前端和上端的拐角处布置有氢气循环泵，所述电堆的上端靠近所述第二端板的位置布置有dc-dc转换器；

7、所述电堆的前端和下端的拐角处布置有汽水分离器，所述支撑架的下表面布置有空压机、中冷器、增湿器、尾排集成管、冷却水进口四通集成块、水泵、电子节温器和ptc加热器；

8、所述电堆的前端和右端的拐角处布置有去离子器，所述电堆的右端布置有氢气循环泵控制器和燃料电池控制器。

9、可选地，在上述氢燃料电池发动机中，包括主冷却水系统和副冷却水系统，所述主冷却水系统包括主冷却水进口、所述冷却水进口四通集成块、所述水泵、所述电子节温器、所述ptc加热器、所述中冷器、所述去离子器和主冷却水出口；

10、所述主冷却水进口连接于所述冷却水进口四通集成块的第一接口，所述冷却水进口四通集成块的第二接口通过硅胶管与所述冷却水进堆配气歧管连接；

11、所述冷却水出堆配气歧管通过硅胶管与所述水泵连接，所述水泵通过硅胶管与所述电子节温器的第一端连接，所述主冷却水出口连接于所述电子节温器的第二端，所述电子节温器的第三端通过硅胶管与所述ptc加热器连接，所述ptc加热器通过硅胶管与所述冷却水进口四通集成块的第三接口连接，所述冷却水进口四通集成块的第四接口通过硅胶管与所述中冷器连接，所述中冷器通过硅胶管与所述去离子器连接，所述去离子器通过硅胶管与所述冷却水出堆配气歧管和所述水泵之间的硅胶管连接；

12、所述副冷却水系统包括副冷却水进口和副冷却水出口，所述副冷却水进口分两路分别通过硅胶管与所述dc-dc转换器的进水口和所述空压机的进水口连接，所述空压机的出水口通过硅胶管与所述空压机控制器的进水口连接，所述副冷却水出口分两路分别通过硅胶管与所述dc-dc转换器的出水口和所述空压机控制器的出水口连接。

13、可选地，在上述氢燃料电池发动机中，所述空气进堆配气歧管上安装有三通阀、第一温度传感器和第一压力传感器；

14、所述空气出堆配气歧管上安装有第二温度传感器和第二压力传感器；

15、所述氢气进堆配气歧管上安装有比例阀、安全阀和第三压力传感器；

16、所述冷却水进堆配气歧管上安装有第三温度传感器和第四压力传感器；

17、所述冷却水出堆配气歧管上安装有第四温度传感器。

18、可选地，在上述氢燃料电池发动机中，氢气进口连接于所述氢气进堆配气歧管，所述安全阀通过硅胶管与所述尾排集成管连接；

19、所述汽水分离器通过螺栓固定于所述氢气出堆配气歧管，所述汽水分离器通过硅胶管与所述氢气循环泵连接，所述氢气循环泵通过硅胶管与所述氢气进堆配气歧管连接，所述汽水分离器通过硅胶管与所述尾排集成管连接。

20、可选地，在上述氢燃料电池发动机中，所述电堆设置有吹扫入口和吹扫出口，空气进口通过硅胶管连接于所述空压机，所述空压机通过硅胶管与所述中冷器的进气口连接，所述中冷器的出气口分两路分别通过硅胶管与所述吹扫入口和所述增湿器的干空气进气端连接，所述增湿器的干空气出气端通过硅胶管与所述空气进堆配气歧管连接；

21、所述空气出堆配气歧管通过硅胶管与所述增湿器的湿空气进气端连接，所述增湿器的湿空气出气端通过硅胶管与节气门连接，所述节气门通过法兰连接块与所述尾排集成管连接；

22、所述吹扫出口通过硅胶管与所述尾排集成管连接，所述空气进堆配气歧管的电磁阀排气口通过硅胶管与所述尾排集成管连接。

23、根据上述技术方案可知，本申请提供的氢燃料电池发动机中，电堆固定于支撑架的上表面的，支撑架位于电堆的下端，电堆的第一端板和第二端板分别位于电堆的前端和后端。第一端板布置有歧管组件，第二端板布置有空压机控制器；电堆的上端布置有dc-dc转换器，电堆的右端布置有氢气循环泵控制器和燃料电池控制器，支撑架的下表面布置有空压机、中冷器、增湿器、尾排集成管、冷却水进口四通集成块、水泵、电子节温器和ptc加热器。电堆的前端与上端的拐角处、与下端的拐角处和与右端的拐角处依次布置有氢气循环泵、汽水分离器和去离子器。通过以上这样的结构设计，能够对空气系统、氢气系统和冷却系统三个系统进行规整集成，避免部件布置散乱，节省连接管路长度及降低连接管路的杂乱程度，最终使得系统整体体积较小并获得较高的体积功率密度，而且，由于与同功率的系统相比，本申请的氢燃料电池发动机体积更小，所以其整车匹配性更高。

技术特征：

1.一种氢燃料电池发动机，其特征在于，包括固定于支撑架的上表面的电堆，所述支撑架位于所述电堆的下端，所述电堆的第一端板和第二端板分别位于所述电堆的前端和后端；

2.根据权利要求1所述的氢燃料电池发动机，其特征在于，包括主冷却水系统和副冷却水系统，所述主冷却水系统包括主冷却水进口、所述冷却水进口四通集成块、所述水泵、所述电子节温器、所述ptc加热器、所述中冷器、所述去离子器和主冷却水出口；

3.根据权利要求2所述的氢燃料电池发动机，其特征在于，所述空气进堆配气歧管上安装有三通阀、第一温度传感器和第一压力传感器；

4.根据权利要求3所述的氢燃料电池发动机，其特征在于，氢气进口连接于所述氢气进堆配气歧管，所述安全阀通过硅胶管与所述尾排集成管连接；

5.根据权利要求4所述的氢燃料电池发动机，其特征在于，所述电堆设置有吹扫入口和吹扫出口，空气进口通过硅胶管连接于所述空压机，所述空压机通过硅胶管与所述中冷器的进气口连接，所述中冷器的出气口分两路分别通过硅胶管与所述吹扫入口和所述增湿器的干空气进气端连接，所述增湿器的干空气出气端通过硅胶管与所述空气进堆配气歧管连接；

技术总结
本申请公开了一种氢燃料电池发动机，包括固定于支撑架的上表面的电堆，支撑架位于电堆的下端，电堆的第一端板和第二端板分别位于电堆的前端和后端。第一端板布置有歧管组件，第二端板布置有空压机控制器；电堆的上端布置有DC‑DC转换器，电堆的右端布置有氢气循环泵控制器和燃料电池控制器，支撑架的下表面布置有空压机、中冷器、增湿器、尾排集成管、冷却水进口四通集成块、水泵、电子节温器和PTC加热器。电堆的前端与上端的拐角处、与下端的拐角处和与右端的拐角处依次布置有氢气循环泵、汽水分离器和去离子器。本申请提供的氢燃料电池发动机通过合理的结构设计使得系统整体体积功率密度较高，且整车匹配性得以提升。

技术研发人员：叶永亮,华青松,吴伟,程建,尤聪,左琳琳
受保护的技术使用者：北京稳力科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13