一种燃料电池系统及氢燃料电池公交车的制作方法

1.本技术涉及车辆领域，尤其涉及一种燃料电池系统及氢燃料电池公交车。


背景技术：

2.氢燃料电池公交车运行时，氢瓶中的氢气通过管道输出到燃料电池，然后氢气在燃料电池内进行反应，并释放能源给氢燃料电池公交车提供动力。但目前的氢燃料电池公交车中，燃料电池散热器通常布置在车顶，但燃料电池、升压电路等零部件布置在后舱，燃料电池散热器与燃料电池之间通过较长冷却管道连接。这导致一方面冷却管路较长使得管路的成本较高，另一方面公交车的后舱不便于检修，使得燃料电池和升压电路的检修较为困难。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本技术提供了一种燃料电池系统及氢燃料电池公交车，用于降低管道成本，且提高燃料电池的检修便利性。
4.为了实现上述目的，本技术实施例提供的技术方案如下：
5.本技术实施例提供一种燃料电池系统，所述系统集成在公交车顶部，所述公交车顶部包括逃生出口，所述系统包括：散热器、燃料电池和升压电路；
6.所述散热器包括第一风扇、第二风扇、第三风扇、第四风扇、第五风扇和第六风扇，所述第一风扇、所述第二风扇和所述第三风扇位于所述逃生出口的左侧，所述第四风扇、第五风扇和第六风扇位于所逃生出口的右侧，所述散热器用于给所述燃料电池和所述升压电路进行散热；
7.所述燃料电池和所述升压电路并列位于所述逃生出口的后侧，所述燃料电池用于通过氢气的化学反应输出动力电流，所述升压电路用于升高所述动力电流的电压。
8.作为一种可能的实施方式，所述第一风扇、所述第二风扇、所述第三风扇、所述第四风扇和所述第五风扇用于给所述燃料电池中的电堆进行散热，所述第六风扇用于给所述燃料电池中的辅机和所述升压电路进行散热。
9.作为一种可能的实施方式，所述散热器还包括燃料电池冷却液膨胀水箱和辅助散热冷却液膨胀水箱；
10.所述燃料电池冷却液膨胀水箱和辅助散热冷却液膨胀水箱位于所述散热器靠近燃料电池侧，所述燃料冷却液膨胀水箱用于给所述燃料电池中的电堆进行放热，所述辅助放热冷却液膨胀水箱用于给所述燃料电池中的辅机和所述升压电路进行散热。
11.作为一种可能的实施方式，所述系统还包括离子过滤器；
12.所述离子过滤器位于散热器的上方，所述离子过滤器用于降低冷却液电导率。
13.作为一种可能的实施方式，所述系统还包括化学空气过滤器；
14.所述化学空气过滤器位于所述燃料电池左侧，所述化学空气过滤器用于过滤空气，并将过滤后的空气传送至燃料电池。
15.作为一种可能的实施方式，所述系统还包括汽水分离器；
16.所述汽水分离器位于所述燃料电池的右侧，所述汽水分离器用于分离所述燃料电池的排气，并将分离得到的水通过水管引入车底。
17.作为一种可能的实施方式，所述散热器通过低压功率接口与所述公交车连接。
18.作为一种可能的实施方式，所述燃料电池、所述散热器的控制器和所述升压电路的控制器均通过低压信号接口与所述公交车连接。
19.作为一种可能的实施方式，所述升压电路的输出接口连接整车多合一接口；
20.所述整车多合一接口，用于连接所述公交车的电动机和动力电池。
21.根据上述的燃料电池系统，本技术还提供了一种氢能源动力公交车，其特征在于，所述公交车包括上述的系统。
22.通过上述技术方案可知，本技术具有以下有益效果：
23.本技术实施例提供了一种燃料电池系统，该系统集成在公交车顶部，公交车顶部包括逃生出口，该系统包括：散热器、燃料电池和升压电路；散热器包括第一风扇、第二风扇、第三风扇、第四风扇、第五风扇和第六风扇，第一风扇、第二风扇和第三风扇位于逃生出口的左侧，第四风扇、第五风扇和第六风扇位于所逃生出口的右侧，散热器用于给燃料电池和升压电路进行散热；燃料电池和升压电路并列位于逃生出口的后侧，燃料电池用于输出动力电流，升压电路用于升高动力电流的电压。
24.由此可知，本技术实施例提供燃料电池系统，通过将系统中的散热器、燃料电池和升压电路集成在公交车的顶部，缩短了散热器和燃料电池之间的冷却管道，降低了冷却管道的成本。而且燃料电池布置在公交车的顶部，安全性较高，便于使用后的检修。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本技术实施例提供的一种燃料电池系统的示意图；
27.图2为本技术实施例提供的另一种燃料电池系统的示意图；
28.图3为本技术实施例提供的一种低压电气的连接关系图；
29.图4为本技术实施例提供的一种燃料电池的电路图。
具体实施方式
30.为了帮助更好地理解本技术实施例提供的方案，在介绍本技术实施例提供的方法之前，先介绍本技术实施例方案的应用的场景。
31.氢燃料电池公交车运行时，氢瓶中的氢气通过管道输出到燃料电池，然后氢气在燃料电池内进行反应，并释放能源给氢燃料电池公交车提供动力。但目前的氢燃料电池公交车中，燃料电池散热器通常布置在车顶，但燃料电池、升压电路等零部件布置在后舱，燃料电池散热器与燃料电池之间通过较长冷却管道连接。这导致一方面冷却管路较长使得管路的成本较高，另一方面公交车的后舱不便于检修，使得燃料电池和升压电路的检修较为
困难。
32.本技术实施例提供了一种燃料电池系统，该系统集成在公交车顶部，公交车顶部包括逃生出口，该系统包括：散热器、燃料电池和升压电路；散热器包括第一风扇、第二风扇、第三风扇、第四风扇、第五风扇和第六风扇，第一风扇、第二风扇和第三风扇位于逃生出口的左侧，第四风扇、第五风扇和第六风扇位于所逃生出口的右侧，散热器用于给燃料电池和升压电路进行散热；燃料电池和升压电路并列位于逃生出口的后侧，燃料电池用于输出动力电流，升压电路用于升高动力电流的电压。
33.由此可知，本技术实施例提供燃料电池系统，通过将系统中的散热器、燃料电池和升压电路集成在公交车的顶部，缩短了散热器和燃料电池之间的冷却管道，降低了冷却管道的成本。而且将燃料电池布置在公交车的顶部，在氢泄漏时氢气不容易进入乘客舱，安全性较高，同时节省了氢燃料电池公交车的后舱空间。
34.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术实施例作进一步详细的说明。
35.参见图1，该图为本技术实施例提供的一种燃料电池系统的示意图。
36.本技术实施例提供的燃料电池系统集成在公交车顶部，公交车顶部包括逃生出口如图1所示，该燃料电池系统，包括：散热器、燃料电池12和升压电路7。
37.其中，散热器100包括第一风扇1、第二风扇2、第三风扇3、第四风扇8、第五风扇9和第六风扇10，第一风扇1、第二风扇2和第三风扇3位于逃生出口14的左侧，第四风扇8、第五风扇9和第六风扇10位于所逃生出口14的右侧，散热器100用于给燃料电池12和升压电路7进行散热；
38.燃料电池12和升压电路7并列位于逃生出口14的后侧，燃料电池12用于输出动力电流，升压电路7用于升高动力电流的电压。
39.为了方便安装，本技术实施例中的散热器、燃料电池和升压电路可以集成在同一个框架上。本技术实施例提供燃料电池系统，通过将系统中的散热器、燃料电池和升压电路集成在公交车的顶部，缩短了散热器和燃料电池之间的冷却管道，降低了冷却管道的成本。同时，本技术实施例中的冷却管道缩短后还较少了加注冷却液的时间，提高了车辆下线的效率。而且将燃料电池布置在公交车的顶部，在氢泄漏时氢气不容易进入乘客舱，安全性较高，同时节省了氢燃料电池公交车的后舱空间。
40.需要说明的是，由于本技术实施例中的燃料电池系统位于车顶，氢燃料电池公交车的维修人员可以通过车顶防护罩上的检修口，不对燃料电池进行拆卸，直接对升压电路进行检修，或对燃料电池系统中的其他零部件进行检修或保养，节省了氢燃料公交车检修和保养消耗的时间。
41.在本技术实施例中，第一风扇、第二风扇、第三风扇、第四风扇和第五风扇可以用于给燃料电池中的电堆进行散热，第六风扇则用于给燃料电池中的辅机和升压电路进行散热。具体地，燃料电池中的辅机可以包括空压机，氢循环泵、空压机控制器和氢循环泵控制器等。
42.本技术实施例中的燃料电池系统中还包括一些其他设备，下面将结合附图对其进行介绍。
43.参见图2，该图为本技术实施例提供的另一种燃料电池系统的示意图。
44.如图2所示，本技术实施例提供的燃料电池系统，还可以包括：燃料电池冷却液膨胀水箱5、辅助散热冷却液膨胀水箱11、离子过滤器4、化学空气过滤器6、汽水分离器13。
45.其中，燃料电池冷却液膨胀水箱和辅助散热冷却液膨胀水箱位于散热器靠近燃料电池侧，燃料冷却液膨胀水箱用于给燃料电池中的电堆进行放热，辅助放热冷却液膨胀水箱用于给燃料电池中的辅机和升压电路进行散热。需要说明的是，燃料电池冷却液膨胀水箱和辅助散热冷却液膨胀水箱位于靠近燃料电池侧，可以进一步减少从燃料电池至膨胀水箱的冷却管路的长度。离子过滤器位于散热器的上方，离子过滤器用于降低冷却液电导率。化学空气过滤器位于燃料电池左侧，化学空气过滤器用于过滤空气，并将过滤后的空气传送至燃料电池。汽水分离器位于燃料电池的右侧，汽水分离器用于分离燃料电池的排气，并将分离得到的水通过水管引入车底。
46.需要说明的是，本技术实施例中的燃料系统中的低压线束、高压线束冷却液管路等在图2中未详细标示。具体地，该燃料系统中的空气进口在图2的左侧，尾排口及各冷却液口均在图2的右侧，高压接口位于升压电路的左侧，连接燃料电池的输出高压线和燃料电池辅机供电高压线，高压线可以从升压电路的下方以及燃料电池的前侧进行走线。
47.上述主要介绍的为本技术实施例提供的燃料电池系统的结构，下面介绍本技术提供的燃料电池系统的电路。
48.参见图3，该图为本技术实施例提供的一种低压电气的连接关系图。
49.如图3所示，作为一种可能的实施方式，本技术实施例中的散热器通过低压功率接口与公交车连接。散热器的控制器和升压电路的控制器均通过低压信号接口与公交车连接。燃料电池、升压电路、散热器等低压电气的用户控制接口通过线束集成连接燃料电池总成控制器pcu，整个系统预留一个对接口与整车对接。其中散热器由pcu直接控制，升压电路由燃料电池控制器fcu或者pcu控制。燃料电池散热通过燃料电池进出水口温度、散热器出水温度、输出电流以及环境温度等参数进行温度控制。燃料电池冷却回路通过燃料电池水泵进行循环，该方案辅助散热回路安装电动水泵(通过电流控制转速)，pcu通过升压电路的温度以及空压机温度等参数来控制辅助散热风扇转速达到最好的冷却效果。
50.参见图4，该图为本技术实施例提供的一种燃料电池的电路图。
51.如图4所示，燃料电池输出的高压电路与空压机、水泵、氢泵和pct并联，燃料电池系统可以在公交车顶部完成所有内部高压连接。燃料电池还与升压电路连接，升压电路的输出接口与整车多合一接口连接。本技术实施例中的燃料电池系统通过该整车多合一接口连接整车高压线束连接公交车的电动机和动力电池等。
52.综上所述，本技术实施例提供燃料电池系统，通过将燃料电池系统中包括散热器、燃料电池和升压电路等设备集成在公交车的顶部，缩短了散热器和燃料电池之间的冷却管道，降低了冷却管道的成本。同时，本技术实施例中的冷却管道缩短后还较少了加注冷却液的时间，提高了车辆下线的效率。而且将燃料电池布置在公交车的顶部，在氢泄漏时氢气不容易进入乘客舱，安全性较高，同时节省了氢燃料电池公交车的后舱空间。此外，氢燃料电池公交车的维修人员还可以通过车顶防护罩上的检修口，不对燃料电池进行拆卸，直接对本技术提供燃料电池系统中的升压电路进行检修，或对燃料电池系统中的其他零部件进行检修或保养，节省了氢燃料公交车检修和保养消耗的时间。
53.根据上述实施例提供的燃料电池系统，本技术实施例还提供了一种氢能源动力公
交车，该公交车安装了上述实施例中的燃料电池系统。
54.通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如媒体网关等网络通信设备，等等)执行本技术各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
55.需要说明的是，本说明书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。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见系统部分说明即可。
56.还需要说明的是，在本文中，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过程、方法、物品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过程、方法、物品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过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
57.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。