一种船用氢燃料电池发动机结构及其使用方法与流程

    专利2025-06-10  25


    本发明涉及氢燃料船舶,特别涉及一种船用氢燃料电池发动机结构及其使用方法。


    背景技术:

    1、在现代船舶中,商用和民用船舶主要使用的动力装置是柴油机动力装置,柴油发动机是燃烧柴油来获取能量释放的发动机,而柴油机动力装置在工作时,而由于柴油不是清洁能源,使用其做功所产生动力的发动机在运行时会产生大量的尾气,不仅会对环境造成污染,而且柴油不属于再生能源,从而会对环保以及生态造成一定的影响。

    2、为此,我们提出一种船用氢燃料电池发动机结构及其使用方法。


    技术实现思路

    1、本发明的主要目的在于提供一种船用氢燃料电池发动机结构及其使用方法。

    2、为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:

    3、一种船用氢燃料电池发动机结构及其使用方法,包括空气滤清器和系统框架,所述空气滤清器固定连接于电堆封装总成一侧,且所述空气滤清器通过空气管路与空气流量计连接,所述空气流量计通过空气管路与空压机连接,所述空压机通过空气管路与中冷器连接,所述中冷器通过空气管路与膜加湿器连接,所述膜加湿器通过空气管路与所述电堆封装总成和背压阀连接,所述电堆封装总成通过冷却管路和换热器连接,所述背压阀通过空气管路与尾排消音器连接,所述尾排消音器通过系统尾排出口与船舶尾排接头连接,供氢总成排水口通过管路连接到系统冷却进口二前端,所述供氢总成储氢瓶与系统氢气进口连接,颗粒过滤器一通过冷却管路与电堆封装总成连接,冷却水泵一通过冷却管路与颗粒过滤器一连接,所述换热器通过冷却管路与冷却水泵一、冷却水泵二和冷却水泵三连接,并通过系统冷却出口一与船舶接头连接,所述电堆封装总成通过dc-dc转换器一与锂电池连接。

    4、本发明进一步的改进在于,所述冷却水泵二通过冷却管路与空压机控制器连接,所述冷却水泵三通过冷却管路与颗粒过滤器二连接,所述颗粒过滤器二通过系统冷却进口二与船舶冷却接头连接,膨胀水箱一通过螺栓固定在所述系统框架上,同时通过冷却管路给主系统补水和排气,膨胀水箱二通过螺栓固定在所述系统框架上。

    5、本发明进一步的改进在于,所述dc-dc转换器一通过螺栓固定在所述电堆封装总成上,同时通过高压线与所述电堆封装总成、所述锂电池以及空压机控制器连接,并通过低压线束与配电盒和fcu连接,所述锂电池通过螺栓固定在所述系统框架上,同时通过高压线与dc-dc转换器二连接。

    6、本发明进一步的改进在于,配电盒通过螺栓与所述电堆封装总成固定连接,同时通过低压线束与所述fcu和船舶电力系统连接,所述fcu通过螺栓固定在电堆封装总成上,同时通过线束与所述dc-dc转换器一、所述dc-dc转换器二、所述配电盒和船舶控制系统连接。

    7、本发明进一步的改进在于,空压机控制器通过螺栓与所述系统框架固定连接,所述dc-dc转换器二通过螺栓固定在系统框架上,同时通过线束与所述锂电池和船舶动力系统连接。

    8、本发明进一步的改进在于,一种船用氢燃料电池发动机结构及其使用方法的,包括:

    9、s1、系统框架会为各部件的安装提供支撑,空气滤清器会对运行时吸入的空气进行过滤,且空气流量计会对进入的空气进行计量控制,而进入的适量空气会通过空压机的压缩后,再经过中冷器以及膜加湿器的降温加湿,最终通过电堆封装总成供给至电堆,而供氢总成通过氢气管路与电堆封装总成连接,使得供氢总成可以为电堆封装总成提供氢气,从而通过电堆封装总成为电堆提供氢气,保证电堆能够稳定的产生电能;

    10、s2、氢气与氧气在电堆内产生电能以及水后,可以将产生的水排入至背压阀内部,而背压阀通过空气管路与尾排消音器连接,尾排消音器用于降低运行时产生的噪音,而尾排消音器通过系统尾排出口与船舶尾排接头连接,达到将多余的压缩气体以及运行时产生的水排出的目的;

    11、s3、电堆封装总成通过dc-dc转换器一与锂电池连接,使电堆所产生的电能可以通过dc-dc转换器一转换成合适电压等级后传输至锂电池,从而通过锂电池完成对船舶提供动力的目的,而颗粒过滤器一通过冷却管路与电堆封装总成连接,冷却水泵一通过冷却管路与颗粒过滤器一连接,换热器通过冷却管路与冷却水泵一、冷却水泵二和冷却水泵三连接,并通过系统冷却出口一与船舶接头连接,从而达到在运行时对装置整体进行降温的目的,保证通过氢能源为船舶提供动力可以稳定进行。

    12、与现有技术相比,通过使用氢能源作为燃料,可以有效解决使用石油等能源所带来的环境污染等问题。

    13、与现有技术相比,通过对氢燃料电池系统进行高度集中,特别是集成了锂电池,达到便于安装于船舶上的目的,使其可以适配于不同的船舶使用。



    技术特征:

    1.一种船用氢燃料电池发动机结构及其使用方法,包括空气滤清器(1)和系统框架(24),其特征在于:所述空气滤清器(1)固定连接于电堆封装总成(6)一侧,且所述空气滤清器(1)通过空气管路与空气流量计(2)连接,所述空气流量计(2)通过空气管路与空压机(3)连接,所述空压机(3)通过空气管路与中冷器(4)连接,所述中冷器(4)通过空气管路与膜加湿器(5)连接,所述膜加湿器(5)通过空气管路与所述电堆封装总成(6)和背压阀(7)连接,所述电堆封装总成(6)通过冷却管路和换热器(12)连接,所述背压阀(7)通过空气管路与尾排消音器(8)连接,所述尾排消音器(8)通过系统尾排出口(27)与船舶尾排接头连接,供氢总成(9)排水口通过管路连接到系统冷却进口二(26)前端,所述供氢总成(9)储氢瓶与系统氢气进口(28)连接,颗粒过滤器一(10)通过冷却管路与电堆封装总成(6)连接,冷却水泵一(11)通过冷却管路与颗粒过滤器一(10)连接,所述换热器(12)通过冷却管路与冷却水泵一(11)、冷却水泵二(13)和冷却水泵三(14)连接,并通过系统冷却出口一(25)与船舶接头连接,所述电堆封装总成(6)通过dc-dc转换器一(18)与锂电池(19)连接。

    2.根据权利要求1所述的一种船用氢燃料电池发动机结构及其使用方法,其特征在于:所述冷却水泵二(13)通过冷却管路与空压机控制器(22)连接,所述冷却水泵三(14)通过冷却管路与颗粒过滤器二(15)连接,所述颗粒过滤器二(15)通过系统冷却进口二(26)与船舶冷却接头连接,膨胀水箱一(16)通过螺栓固定在所述系统框架(24)上,同时通过冷却管路给主系统补水和排气,膨胀水箱二(17)通过螺栓固定在所述系统框架(24)上。

    3.根据权利要求1所述的一种船用氢燃料电池发动机结构及其使用方法,其特征在于:所述dc-dc转换器一(18)通过螺栓固定在所述电堆封装总成(6)上,同时通过高压线与所述电堆封装总成(6)、所述锂电池(19)以及空压机控制器(22)连接,并通过低压线束与配电盒(20)和fcu(21)连接,所述锂电池(19)通过螺栓固定在所述系统框架(24)上,同时通过高压线与dc-dc转换器二(23)连接。

    4.根据权利要求1所述的一种船用氢燃料电池发动机结构及其使用方法,其特征在于:配电盒(20)通过螺栓与所述电堆封装总成(6)固定连接,同时通过低压线束与所述fcu(21)和船舶电力系统连接,所述fcu(21)通过螺栓固定在电堆封装总成(6)上,同时通过线束与所述dc-dc转换器一(18)、所述dc-dc转换器二(23)、所述配电盒(20)和船舶控制系统连接。

    5.根据权利要求1所述的一种船用氢燃料电池发动机结构及其使用方法,其特征在于:空压机控制器(22)通过螺栓与所述系统框架(24)固定连接,所述dc-dc转换器二(23)通过螺栓固定在系统框架(24)上,同时通过线束与所述锂电池(19)和船舶动力系统连接。

    6.根据权利要求1-5任一项所述的一种船用氢燃料电池发动机结构及其使用方法的使用步骤,其特征在于,包括以下步骤:


    技术总结
    本发明公开了一种船用氢燃料电池发动机结构及其使用方法,包括空气滤清器和系统框架,所述空气滤清器固定连接于电堆封装总成一侧,且所述空气滤清器通过空气管路与空气流量计连接,所述空气流量计通过空气管路与空压机连接,所述空压机通过空气管路与中冷器连接,所述中冷器通过空气管路与膜加湿器连接,所述膜加湿器通过空气管路与所述电堆封装总成和背压阀连接,所述供氢总成储氢瓶与系统氢气进口连接所述电堆封装总成通过DC‑DC转换器一与锂电池连接;通过使用氢能源作为燃料,可以有效解决使用石油等能源所带来的环境污染等问题,且通过对氢燃料电池系统进行高度集中,特别是集成了锂电池,使其可以适配于不同的船舶使用。

    技术研发人员:董震,张华军,董清华,王刘超
    受保护的技术使用者:苏州溯驭技术有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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