氢动力车辆的制作方法

本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种氢动力车辆。

背景技术：

氢燃料车辆是一种具有广泛应用前景的车辆，其使用氢燃料电池提供的电能来驱动车辆前进。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。在这个反应的过程中，会产生热水，即该反应会得到水和热量，可以理解的是，在氢燃料车辆中，如果该反应得到的水和热量都能够被充分的利用，则是一个件很有意义的创新。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种氢动力车辆。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种氢动力车辆，所述氢动力车辆中设置有氢燃料电池、氢气存储装置和动力电池箱，所述动力电池箱中设置有动力电池；还包括：余热回收装置，所述余热回收装置接收所述氢燃料电池所输出的温度较高的水，回收所接收的水中的热量并将所回收的热量用于所述动力电池箱的保温；所述余热回收装置输出温度较低的水；氢气加湿装置，其接收所述余热回收装置输出的水、以及接收所述氢气存储装置所输出的氢气，利用所接收的水调节所述氢气的湿度，且将调节湿度后的氢气输出给所述氢燃料电池。

作为本发明实施例的一种改进，所述余热回收装置中设置有内腔体，在腔壁上贯穿设置有第一入口、第一出口、第二入口以及第二出口；在所述内腔体内设置有第一管道，所述第一管道的两端分别连通第一入口和第一出口，所述第一入口接收所述氢燃料电池所输出的温度较高的水，所述第一出口输出温度较低的水；所述第二入口和第二出口分别于通过第二管道与所述动力电池箱连通，所述第二管道中设置有第一泵体，在所述内腔体和第二管道中填充有蓄冷剂。

作为本发明实施例的一种改进，在第二管道中与第二出口相连通的部分设置有第一温度传感器；在所述第一温度传感器所探测到的温度大于等于第一预设阀值时，控制第一泵体加快第二管道中的蓄冷剂的流速；在所述第一温度传感器所探测到的温度小于等于第二预设阀值时，控制第一泵体降低第二管道中的水的流速；其中，第一预设阀值>第二预设阀值。

作为本发明实施例的一种改进，还包括：车厢供暖装置，所述车厢供暖装置接收所述第一出口所输出的水，且利用所述水中的热量为车厢供暖；所述车厢供暖装置向所述氢气加湿装置输出水。

作为本发明实施例的一种改进，所述第一出口与车厢供暖装置之间设置有第三管道，在第三管道中设置有第二温度传感器和流速控制装置；在所述第二温度传感器所探测到的温度大于等于第三预设阀值时，控制流速控制装置降低第三管道中的水的流速；在所述第二温度传感器所探测到的温度小于等于第四预设阀值时，控制流速控制装置加快第三管道中的水的流速；其中，第三预设阀值>第四预设阀值。

作为本发明实施例的一种改进，在第二管道中与第二出口相连通的部分设置有加热装置；在所述第一温度传感器所探测到的温度小于等于第二预设阀值、且所述第二温度传感器所探测到的温度小于等于第四预设阀值时，控制流速控制装置加快第三管道中的水的流速、且控制所述加热装置开始加热。

作为本发明实施例的一种改进，还包括：水存储装置，所述水存储装置用于接收并存储所述氢气加湿装置所输出的水，且设置有用于散发所存储水中的热量的散热模块；在第三管道中设置有第一冷热水混合装置，第一冷热水混合装置能够接收水存储装置所输出的水；在所述第二温度传感器所探测到的温度小于等于第三预设阀值且大于等于第五预设阈值时，控制第一冷热水混合装置接收并混合所述水存储装置所输出的水，其中，第三预设阀值>第五预设阀值>第四预设阀值。

作为本发明实施例的一种改进，在所述车厢供暖装置与氢气加湿装置之间设置有第三管道，在第三管道中朝向所述氢气加湿装置的方向上、依次设置有第二冷热水混合装置和第三温度传感器，第二冷热水混合装置能够接收水存储装置所输出的水；在所述第三温度传感器所探测到的温度大于等于第六预设阀值时，控制第二冷热水混合装置接收并混合所述水存储装置所输出的水。

作为本发明实施例的一种改进，所述水存储装置包括：储水水箱和备用水箱，在储水水箱中设置有所述散热模块，所述储水水箱接收所述氢气加湿装置所输出的水，且向第一、第二冷热水混合装置输出水；当储水水箱中的水量大于第一预设水量值，则将所述储水水箱中的水抽到所述备用水箱中；当储水水箱中的水量低于第二预设水量值，则将所述备用水箱中的水抽到所述储水水箱中，其中，第一预设水量值>第二预设水量值。

作为本发明实施例的一种改进，所述动力电池为锂电池。

本发明实施例所提供的氢动力车辆具有以下优点：本发明实施例公开了一种氢动力车辆，所述氢动力车辆中设置有氢燃料电池、氢气存储装置和动力电池箱，所述动力电池箱中设置有动力电池；还包括：余热回收装置，所述余热回收装置接收所述氢燃料电池所输出的温度较高的水，回收所接收的水中的热量并将所回收的热量用于所述动力电池箱的保温；所述余热回收装置输出温度较低的水；氢气加湿装置，其接收所述余热回收装置输出的水、以及接收所述氢气存储装置所输出的氢气，利用所接收的水调节所述氢气的湿度，且将调节湿度后的氢气输出给所述氢燃料电池。综上所述，在该氢动力车辆中，氢燃料电池所输出的水和热量都会被合理的利用，从而既能够节约水，又能够节约能量。

附图说明

图1为本发明实施例中的氢动力车辆的结构示意图；

图2为本发明实施例中的水存储装置的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的实施方式对本发明进行详细描述。但该实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

以下描述和附图充分地示出本文的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本文的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。本文中，术语“第一”、“第二”等仅被用来将一个元素与另一个元素区分开来，而不要求或者暗示这些元素之间存在任何实际的关系或者顺序。实际上第一元素也能够被称为第二元素，反之亦然。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的结构、装置或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种结构、装置或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的结构、装置或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中的术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本文和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本文的描述中，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本发明实施例提供了一种氢动力车辆，所述氢动力车辆中设置有氢燃料电池1、氢气存储装置2和动力电池箱3，所述动力电池箱3中设置有动力电池；这里，氢燃料电池1在工作时，会吸入氢气和氧气，并利用氢气与氧气进行化学反应、并生成水和电能，且该水通常为热水，即在水中通常都包含有一定的热量；该电能能够维持该氢动力车辆的工作(例如，车辆的运动)。在氢燃料电池1所产生的电能有富余时，动力电池(例如，锂电池等)会存储部分电能，在氢动力车辆刹车时，动力电池也会存储制动能量所转换成的电能；且在需要时，会输出电能，例如，在氢动力车辆加速时。为了让动力电池正常的工作，需要让动力电池的温度保持在预设范围之内(例如，25℃左右)，可以理解的是，当环境温度低于该预设范围时，需要对动力电池进行保温处理。此外，氢气存储装置2所输出的氢气需要加湿之后，才能够提供给氢燃料电池1。可选的，动力电池有若干单体电芯组成，在动力电池箱3中设置有若干温度传感器。

还包括：余热回收装置4，所述余热回收装置4接收所述氢燃料电池1所输出的温度较高的水，回收所接收的水中的热量并将所回收的热量用于所述动力电池箱3的保温；所述余热回收装置4输出温度较低的水；

氢气加湿装置5，其接收所述余热回收装置4输出的水、以及接收所述氢气存储装置2所输出的氢气，利用所接收的水调节所述氢气的湿度，且将调节湿度后的氢气输出给所述氢燃料电池1。

这里，该余热回收装置4会回收该温度较高的水中的部分热量，且将热量提供给动力电池箱3，从而能够让动力电池箱3中的动力电池的温度维持在预设范围之内；可以理解的是，余热回收装置4所述输出的水的温度会较低，该水会用于调节氢气的湿度，即将氢气中的湿度维持在预设范围之内。综上所述，在该氢动力车辆中，氢燃料电池1所输出的水和热量都会被合理的利用，从而既能够节约水，又能够节约能量。

这里，需要说明的是，“温度较高的水”和“温度较低的水”并不限定水的具体温度范围，而是指“温度较高的水”的温度>“温度较低的水”的温度。在发明人的长期工作中，发现，该“温度较高的水”的温度为60℃左右。

本实施例中，所述余热回收装置4中设置有内腔体41，在腔壁上贯穿设置有第一入口46a、第一出口46b、第二入口46c以及第二出口46d；

在所述内腔体41内设置有第一管道42，所述第一管道42的两端分别连通第一入口46a和第一出口46b，所述第一入口46a接收所述氢燃料电池1所输出的温度较高的水，所述第一出口46b输出温度较低的水；

所述第二入口46c和第二出口46d分别于通过第二管道43与所述动力电池箱3连通，所述第二管道43中设置有第一泵体44，在所述内腔体41和第二管道43中填充有蓄冷剂。

这里，如图1所示，氢燃料电池1所流出的温度较高的水会在第一入口46a流进第一管道42，由于在内腔体41中填充有蓄冷剂，因此，在水沿着第一管道42流动的过程中，热量会散发到蓄冷剂中，且水的温度会逐步降低，从而得到温度较低的水，并从第一出口46b流出。可选的，蓄冷剂可以包括：聚乙烯醇-硼砂高效蓄冷剂和相变蓄冷剂等。

在内腔体41中，蓄冷剂的温度逐步升高，且在第一泵体44的作用下，蓄冷剂从第二出口46d流到第二管道43中，且流到动力电池箱3中，该蓄冷剂中的热量可以为动力电池保温，且在保温过程中，蓄冷剂的温度会逐步降低，之后，在通过第二管道43流入到第二入口46c中，从而能够形成一个循环。可选的，在动力电池箱3中，蓄冷剂可以包裹着动力电池，从而能够为动力电池提供热量。

可选的，为了便于第一管道42向蓄冷剂散热，第一管道42可以为弯曲的，在第一管道42的外表面可以固定连接有散热片等。

本实施例中，在第二管道43中与第二出口46d相连通的部分设置有第一温度传感器47；在所述第一温度传感器47所探测到的温度大于等于第一预设阀值时，控制第一泵体44加快第二管道43中的蓄冷剂的流速；在所述第一温度传感器47所探测到的温度小于等于第二预设阀值时，控制第一泵体44降低第二管道43中的水的流速；其中，第一预设阀值>第二预设阀值。可选的，第一预设阀值＝33℃，第二预设阀值＝27℃。

这里，在第一温度传感器47所探测到的温度过大时(即大于等于第一预设阀值时)，则需要提高第二管道43中的制冷剂的流速，从而在内腔体41中，蓄冷剂的流速就会加快，从而蓄冷剂所能够接收到的热量就会减少，从而降低流入到动力电池箱3中的蓄冷剂的温度。反之，在所述第一温度传感器47所探测到的温度过小时(即小于等于第二预设阀值时)，则需要降低第二管道43中的制冷剂的流速，从而在内腔体41中，蓄冷剂的流速就会变慢，从而蓄冷剂所能够接收到的热量就会增加，从而提高流入到动力电池箱3中的蓄冷剂的温度。

本实施例中，还包括：车厢供暖装置6，所述车厢供暖装置6接收所述第一出口46b所输出的水，且利用所述水中的热量为车厢供暖；所述车厢供暖装置6向所述氢气加湿装置5输出水。这里，余热回收装置4所输出的水通常还会有热量，于是，可以利用该热量来为车厢提供热量。这里，车厢可以包括驾驶室，该车厢供暖装置6可以为地暖设备。

本实施例中，所述第一出口46b与车厢供暖装置6之间设置有第三管道63，在第三管道63中设置有第二温度传感器61和流速控制装置62；在所述第二温度传感器61所探测到的温度大于等于第三预设阀值时，控制流速控制装置62降低第三管道63中的水的流速；在所述第二温度传感器61所探测到的温度小于等于第四预设阀值时，控制流速控制装置62加快第三管道63中的水的流速；其中，第三预设阀值>第四预设阀值。可选的，流速控制装置62中设置有一个分压阀和控制阀等。

这里，在第二温度传感器61所探测到的温度过大时(即大于等于第三预设阀值时)，则需要降低第三管道63中的水的流速，从而在第一管道42中，水的流速就会变慢，水就有更多的时间向蓄冷剂中散发热量，从而降低流入到车厢供暖装置6中的水的温度。反之，在第二温度传感器61所探测到的温度过低时(即小于等于第四预设阀值时)，则需要加快第三管道63中的水的流速，从而在第一管道42中，水的流速就会变块，水就有更少的时间向蓄冷剂中散发热量，从而提高流入到车厢供暖装置6中的水的温度。可选的，第三预设阀值为55℃，第四预设阀值为45℃

本实施例中，在第二管道43中与第二出口46d相连通的部分设置有加热装置45；在所述第一温度传感器47所探测到的温度小于等于第二预设阀值、且所述第二温度传感器61所探测到的温度小于等于第四预设阀值时，控制流速控制装置62加快第三管道63中的水的流速、且控制所述加热装置45开始加热。这里，当第一温度传感器47所探测到的温度小于等于第二预设阀值、且第二温度传感器61所探测到的温度小于等于第四预设阀值时，则表明第三管道63中的水和第二管道43中蓄冷剂的温度都比较低，都需要相应的提高温度，此时，可以提高第一管道42中的水的流速，因此，流入到车厢供暖装置6中的水的温度就会升高，与此相反，内腔41中的蓄冷剂的温度就会降低，此时，可以使用加热装置45对蓄冷剂加热，进而使得流入动力电池箱3中的蓄冷剂的温度符合要求。

本实施例中，还包括：水存储装置7，所述水存储装置7用于接收并存储所述氢气加湿装置5所输出的水，且设置有用于散发所存储水中的热量的散热模块；

在第三管道63中设置有第一冷热水混合装置71，第一冷热水混合装置71能够接收水存储装置7所输出的水；

在所述第二温度传感器61所探测到的温度小于等于第三预设阀值且大于等于第五预设阈值时，控制第一冷热水混合装置71接收并混合所述水存储装置7所输出的水，其中，第三预设阀值>第五预设阀值>第四预设阀值。

这里，在氢气加湿装置5中，会利用水来对氢气进行加湿处理，可以理解的是，水有可能有富余，此时，可以将水存储在水存储装置7中，水存储装置7中设置有散热模块，从而能够给水存储装置7中的水进行降温处理。

这里，如图1所示，第一冷热水混合装置71接收余热回收装置4所输出的“热水”、且接收水存储装置7所输出的“冷水”，且设置有搅拌器，该搅拌器能够将“热水”和“冷水”进行充分搅拌，从而能够有效的降低输入车厢供暖装置6中的水的温度。如图1所示，在该水存储装置7与第一冷热水混合装置71之间设置有管道，在该管道中设置有第二泵体731，可以理解的是，该第二泵体731能够抽取该水存储装置7中的冷水，且将水输送到第一冷热水混合装置71中。

这里，如果该氢动力车辆中车厢比较多(例如，列车中设置有多节车厢)，则车厢供暖装置6中所需的散热管的数量则会比较多，从而导致需要将较多数量的水流入车厢供暖装置6中，此时，就可以使用水存储装置7中的水来补充水量，使得流入车厢供暖装置6中的水的量和温度都符合要求。

可选的，第一冷热水混合装置71将流入到车厢供暖装置6中的水的温度控制在42℃～48℃之间。

本实施例中，在所述车厢供暖装置6与氢气加湿装置5之间设置有第三管道72，在第三管道72中朝向所述氢气加湿装置5的方向上、依次设置有第二冷热水混合装置721和第三温度传感器722，第二冷热水混合装置721能够接收水存储装置7所输出的水；

在所述第三温度传感器722所探测到的温度大于等于第六预设阀值时，控制第二冷热水混合装置721接收并混合所述水存储装置7所输出的水。这里，通过第二冷热水混合装置721和第三温度传感器722能够控制流入该氢气加湿装置5中的水的温度，可选的，第六预设阀值＝28℃。

这里，如图1所示，车辆供暖装置6在向车辆提供热量之后，仍然会包含有热量，即第二冷热水混合装置721接收车辆供暖装置6所输出的“热水”、且接收水存储装置7所输出的“冷水”，且设置有搅拌器，该搅拌器能够将“热水”和“冷水”进行充分搅拌，从而能够有效的降低输入氢气加湿装置5中的水的温度。如图1所示，在该水存储装置7与第二冷热水混合装置721之间设置有管道，在该管道中设置有第三泵体732，可以理解的是，该第三泵体732能够抽取该水存储装置7中的冷水，且将水输送到第二冷热水混合装置721中。

可选的，第二冷热水混合装置721将流入到氢气加湿装置5中的水的温度控制在22℃～28℃之间。

本实施例中，如图2所示，所述水存储装置7包括：储水水箱74和备用水箱75，在储水水箱74中设置有所述散热模块，所述储水水箱74接收所述氢气加湿装置5所输出的水，且向第一、第二冷热水混合装置输出水；当储水水箱74中的水量大于第一预设水量值，则将所述储水水箱74中的水抽到所述备用水箱75中；当储水水箱74中的水量低于第二预设水量值，则将所述备用水箱75中的水抽到所述储水水箱74中，其中，第一预设水量值>第二预设水量值。这里，第一预设水量值可以为所述储水水箱74的最大出水量的3/4，第二预设水量值可以为所述储水水箱74的最大出水量的2/3或1/2。

本实施例中，所述动力电池为锂电池。

应当理解，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，各实施方式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。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。