轨道交通用燃料电池系统及轨道交通工具的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体而言，涉及轨道交通用燃料电池系统及轨道交通工具。


背景技术：

2.全球主要铁路厂商都在竞相研究如何使用绿色能源替代柴油，氢能作为众多能源替代方案之一，它与生质能混合燃料电池早已运用在汽车、货运列车等交通工具上。氢燃料电池技术是全球清洁能源开发利用的主流方向，通过氢与氧的直接电化学反应发电，是电解水的逆过程，能量密度高、噪音低、无污染，发电反应最高温度不超过100℃，不产生氮氧化合物，唯一的排放物质只有水，是真正的“零排放”。
3.在轨道交通领域，氢气主要结合燃料电池一起构成动力系统，替代传统内燃机车。氢燃料动力系统使车辆不仅可以摆脱线路牵引供电系统，降低对线路的投资，同时具有噪音小、污染低、以及使用寿命长等特点。
4.但是，现有的轨道交通燃料电池系统占地空间大，不利于安装。
5.因此，提供一种便于安装的轨道交通用燃料电池系统及轨道交通工具成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种轨道交通用燃料电池系统及轨道交通工具，以缓解现有技术中燃料电池系统占地空间大，不利于安装的技术问题。
7.第一方面，本实用新型实施例提供了一种轨道交通用燃料电池系统，包括系统框架、电堆、增湿器和中冷器；
8.所述系统框架呈立方体状，且所述系统框架的外侧面均为镂空状；
9.所述系统框架的底部设置有增湿器安装座和中冷器安装座，所述增湿器安装在所述增湿器安装座上，所述中冷器安装在所述中冷器安装座上，所述增湿器和所述中冷器两者均与所述电堆连接；
10.所述系统框架的顶部设置有电堆安装座，所述电堆安装在所述电堆安装座上，所述电堆位于所述增湿器和所述中冷器两者的上方。
11.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述系统框架包括下框架、上框架和多个立柱；
12.所述立柱的一端与所述下框架连接，另一端与所述上框架连接；
13.所述增湿器安装座和所述中冷器安装座两者均设置在所述下框架的中部，且沿所述下框架宽度方向分布。
14.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述上框架上设置有电堆安装座，所述电堆安装在所述电堆安装座上。
15.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，
上述上框架上设置有fccu安装座，所述fccu安装座设置有dcdc安装座；
16.所述dcdc安装座上安装有dcdc转换器，所述fccu安装座上安装有fccu，所述dcdc转换器与所述fccu连接，所述fccu与所述电堆连接。
17.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述下框架的前部设置有高压水泵安装座和ptc安装座；
18.所述高压水泵安装座上安装有高压水泵，所述ptc安装座上安装有ptc加热器，且所述ptc加热器位于所述高压水泵的下方；
19.所述高压水泵通过所述ptc加热器与所述电堆连接。
20.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述下框架的中部还设置有旁通阀安装座，所述旁通阀安装座上安装有旁通阀，所述增湿器和所述中冷器两者具能与所述旁通阀连接。
21.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述下框架的后部设置有空压机安装座；
22.所述空压机安装座上设安装有空压机，所述空压机与所述电堆连接。
23.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述立柱的外侧设置有吊装座。
24.结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述立柱上设置有气液分离器安装座，所述气液分离器安装座上安装有气液分离器，所述气液分离器与所述电堆连接，且所述气液分离器位于所述dcdc安装座的下方。
25.第二方面，本实用新型实施例提供了一种轨道交通工具，包括车体和所述轨道交通用燃料电池系统；
26.所述轨道交通用燃料电池系统设置在所述车体上。
27.有益效果：
28.本实用新型实施例提供了一种轨道交通用燃料电池系统，包括系统框架、电堆、增湿器和中冷器；系统框架呈立方体状，且系统框架的外侧面均为镂空状；系统框架的底部设置有增湿器安装座和中冷器安装座，增湿器安装在增湿器安装座上，中冷器安装在中冷器安装座上，增湿器和中冷器两者均与电堆连接；系统框架的顶部设置有电堆安装座，电堆安装在电堆安装座上，电堆位于增湿器和中冷器两者的上方。
29.具体的，通过系统框架的设置，能够将电堆、增湿器和中冷器等部件设置在系统框架上，然后将系统框架直接吊装到车体上，方便安装，而且系统框架的外侧面为镂空状，方便工作人员对系统框架内的部件进行维修，另外，将电堆设置在系统框架的顶部，将增湿器和中冷器设置在系统框架的内部，能够合理利用系统框架的空间，便于工作人员安装。
30.本实用新型实施例提供了一种轨道交通工具，包括车体和轨道交通用燃料电池系统；轨道交通用燃料电池系统设置在车体上。轨道交通工具与现有技术相比具有上述的优势，此处不再赘述。
附图说明
31.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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
中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。
32.图1为本实用新型实施例提供的轨道交通用燃料电池系统的结构示意图；
33.图2为本实用新型实施例提供的轨道交通用燃料电池系统的结构示意图(其中电堆未示出)；
34.图3为本实用新型实施例提供的轨道交通用燃料电池系统的俯视图(其中电堆未示出)；
35.图4为本实用新型实施例提供的轨道交通用燃料电池系统中的系统框架的示意图。
36.图标：
37.100-系统框架；110-下框架；111-增湿器安装座；112-中冷器安装座；113-高压水泵安装座；114-ptc安装座；115-旁通阀安装座；116-空压机安装座；117-系统安装座；120-上框架；121-电堆安装座；122-dcdc安装座；123-fccu安装座；130-立柱；131-吊装座；132-气液分离器安装座；
38.210-电堆；220-增湿器；230-中冷器；240-dcdc转换器；250-fccu；260-高压水泵；270-ptc加热器；280-旁通阀；290-空压机；
39.300-气液分离器。
具体实施方式
40.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
41.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
42.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
43.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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在本实用新型中的具体含义。
44.下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
45.参见图1、图2、图3和图4所示，本实用新型实施例提供了一种轨道交通用燃料电池系统，包括系统框架100、电堆210、增湿器220和中冷器230；系统框架100呈立方体状，且系统框架100的外侧面均为镂空状；系统框架100的底部设置有增湿器安装座111和中冷器安装座112，增湿器220安装在增湿器安装座111上，中冷器230安装在中冷器安装座112上，增湿器220和中冷器230两者均与电堆210连接；系统框架100的顶部设置有电堆安装座121，电堆210安装在电堆安装座121上，电堆210位于增湿器220和中冷器230两者的上方。
46.具体的，通过系统框架100的设置，能够将电堆210、增湿器220和中冷器230等部件设置在系统框架100上，然后将系统框架100直接吊装到车体上，方便安装，而且系统框架100的外侧面为镂空状，方便工作人员对系统框架100内的部件进行维修，另外，将电堆210设置在系统框架100的顶部，将增湿器220和中冷器230设置在系统框架100的内部，能够合理利用系统框架100的空间，便于工作人员安装。
47.参见图1、图2、图3和图4所示，本实施例的可选方案中，系统框架100包括下框架110、上框架120和多个立柱130；立柱130的一端与下框架110连接，另一端与上框架120连接；增湿器安装座111和中冷器安装座112两者均设置在下框架110的中部，且沿下框架110宽度方向分布。
48.其中，在下框架110上设置有与车体连接的系统安装座117。
49.参见图1、图2、图3和图4所示，本实施例的可选方案中，上框架120上设置有电堆安装座121，电堆210安装在电堆安装座121上。
50.参见图1、图2、图3和图4所示，本实施例的可选方案中，上框架120上设置有fccu安装座123(fuel cell control unit，燃料电池控制单元)，fccu安装座123上设置有dcdc安装座122(direct current to direct current，直流电压转直流电压)；dcdc安装座122上安装有dcdc转换器240，fccu安装座123上安装有fccu250，dcdc转换器240与fccu250连接，fccu250与电堆210连接。
51.参见图1、图2、图3和图4所示，本实施例的可选方案中，下框架110的前部设置有高压水泵安装座113和ptc(positive temperature coeffcient,正温度系数热敏电阻)安装座；高压水泵安装座113上安装有高压水泵260，ptc安装座114上安装有ptc加热器270，且ptc加热器270位于高压水泵260的下方；高压水泵260通过ptc加热器270与电堆210连接。
52.参见图1、图2、图3和图4所示，本实施例的可选方案中，下框架110的中部还设置有旁通阀安装座115，旁通阀安装座115上安装有旁通阀280，增湿器220和中冷器230两者具能与旁通阀280连接。
53.参见图1、图2、图3和图4所示，本实施例的可选方案中，下框架110的后部设置有空压机安装座116；空压机安装座116上设安装有空压机290，空压机290与电堆210连接。
54.参见图1、图2、图3和图4所示，本实施例的可选方案中，立柱130上设置有气液分离器安装座132，气液分离器安装座132上安装有气液分离器300，气液分离器300与电堆210连接，且气液分离器300位于dcdc安装座122的下方。
55.具体的，在将各部件安装在系统框架100上时，工作人员先在下框架110上安装增湿器220和中冷器230，然后将增湿器220和中冷器230连接，然后再安装旁通阀280，并且使增湿器220和中冷器230两者均与旁通阀280连接，从而完成增湿器220和中冷器230两者的正常工作；然后再安装位于增湿器220和中冷器230两侧的部件，具体为，可以先安装ptc加
热器270，然后安装高压水泵260，高压水泵260可以为ptc加热器270提供水源，而ptc加热器270与电堆210连通，然后安装空压机290，空压机290与电堆210连通，可以为电堆210提供空气。其中，空压机290上设置有空压机290控制器，通过空压机290控制器可以控制空压机290的工作状态。
56.其中，当系统框架100的下框架110安装完成后，继续安装上框架120行的部件，首先安装电堆210，并且将下框架110上的各部件与电堆210连接，然后安装dcdc转换器240和fccu250。
57.其中，在立柱130的外侧设置有吊装座131，通过吊装座131工作人员能够方便的利用吊车吊起系统框架100，从而将装有各部件的系统框架100转移至车体上，便于工作人员安装。
58.需要指出的是，通过这样的设置，能够将燃料电池系统的部件都安装在系统框架100上，然后通过吊车将系统框架100吊装在车体上，极大的提高了装配效率，而且合理利用空间。
59.本实施例提供了一种轨道交通工具，包括车体和轨道交通用燃料电池系统；轨道交通用燃料电池系统设置在车体上。
60.具体的，本实施例提供的轨道交通工具与现有技术相比具有上述轨道交通用燃料电池系统的优势，在此不再进行赘述。
61.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。