一种燃料电池汽车的氢气传输发电装置及燃料电池汽车的制作方法

1.本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种燃料电池汽车的氢气传输发电装置及燃料电池汽车。


背景技术：

2.当前世界能源匮乏，氢能作为一种新型清洁能源被大力推广。燃料电池汽车使用氢气作为能源，其研发推广日益受到各国政府的重视，各国政府纷纷制定相关计划来促进核心技术的开发。在燃料汽车中，氢气储存在高压的储氢罐中，从储氢罐到燃料电池电堆之间需要减压并通过管路传输，对这部分的压力应加以利用，亟需改进。


技术实现要素：

3.本技术提供一种燃料电池汽车的氢气传输发电装置及燃料电池汽车，解决了相关技术中高压储氢罐通过管路传输到燃料电池电堆的氢气压力能亟需利用的技术问题。
4.本技术提供一种燃料电池汽车的氢气传输发电装置，包括气动马达机构、发电机构和链接机构，气动马达机构包括马达本体和安装于马达本体的导气件，导气件设有用于连通燃料电池汽车的储氢罐的马达进气口和用于连通燃料电池汽车的燃料电池电堆的马达出气口，发电机构包括发电机本体，链接机构包括中心固定轴，马达本体的转动轴与发电机本体的转子通过中心固定轴连接，马达本体通过流通于马达进气口与马达出气口之间的氢气驱动而转动，以带动发电机本体的转子转动而发电。
5.可选地，马达本体的转动轴与发电机本体的转子同轴设置，马达本体的转动轴、发电机本体的转子以及中心固定轴集成设置。
6.可选地，气动马达机构包括叶片式气动马达，马达本体的转动轴还设有叶片，流通于马达进气口与马达出气口之间的氢气以驱动马达本体的叶片转动。
7.可选地，链接机构还包括防护壳，防护壳设于马达本体和中心固定轴之间，防护壳包围中心固定轴设置。
8.可选地，链接机构还包括马达固定壳和发电机链接罩，马达固定壳、发电机链接罩和发电机本体依次连接，中心固定轴穿设于马达固定壳，马达固定壳用于限位支撑中心固定轴，防护壳设于马达固定壳和马达本体之间。
9.可选地，发电机构还包括：
10.冷却风扇，安装于发电机本体的转子远离链接机构的一端；以及
11.发电机后壳，连接于发电机本体，套装于冷却风扇外。
12.可选地，发电机后壳还设有接口，接口用于将发电机本体产生的电能输送给外部蓄电装置。
13.可选地，导气件还包括设于马达进气口处的限压阀、设于马达出气口处的过滤阀。
14.可选地，氢气传输发电装置还包括底座，马达本体和发电机本体均安装于底座。
15.基于同样的发明构思，本技术还对应提供一种燃料电池汽车，包括氢气罐、燃料电
池电堆和上述的氢气传输发电装置，氢气传输发电装置的马达进气口连通于储氢罐，马达出气口连通于燃料电池电堆。
16.本技术有益效果如下：本技术提供一种燃料电池汽车的氢气传输发电装置，包括气动马达机构、发电机构以及用于链接气动马达机构和发电机构的链接机构，气动马达机构包括马达本体，发电机构包括发电机本体，链接机构包括中心固定轴，马达本体的转动轴与发电机本体的转子通过中心固定轴连接，从而使得马达本体能够带动发电子本体的转子转动，实现发电功能；本装置利用燃料电池汽车氢气管路传输过程中需要减压的特点，气动马达机构还包括导气件，导气件的两端设有马达进气口和马达出气口，燃料电池汽车的储氢罐的氢气从马达进气口输入，经过马达本体内部后，从马达出气口输出至燃料电池汽车的燃料电池电堆进行工作，在这个过程中流通于马达进气口与马达出气口之间的氢气驱动马达本体，从而利用须减压的氢气使得马达本体的转动轴动作，而从发电机本体进行发电工作；通过本装置，既实现了高压储氢罐到燃料电池电堆之间氢气的减压过程，又利用气动马达将这部分压力能转换为电能以供使用，具有结构简单、维护方便、可靠性高、稳定性好的优点。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。
18.图1为本技术提供的一种燃料电池汽车的氢气传输发电装置的结构示意图。
19.附图标注：100-气动马达机构，110-马达本体，120-导气件，121-马达进气口，122-马达出气口，200-发电机构，210-发电机本体，220-发电机后壳，300-链接机构，310-中心固定轴，320-防护壳，330-马达固定壳，340-发电机链接罩，400-底座。
具体实施方式
20.本技术实施例通过提供一种燃料电池汽车的氢气传输发电装置及燃料电池汽车，解决了相关技术中高压储氢罐通过管路传输到燃料电池电堆的氢气压力能亟需利用的技术问题。
21.本技术实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
22.一种燃料电池汽车的氢气传输发电装置，包括气动马达机构、发电机构和链接机构，气动马达机构包括马达本体和安装于马达本体的导气件，导气件设有用于连通燃料电池汽车的储氢罐的马达进气口和用于连通燃料电池汽车的燃料电池电堆的马达出气口，发电机构包括发电机本体，链接机构包括中心固定轴，马达本体的转动轴与发电机本体的转子通过中心固定轴连接，马达本体通过流通于马达进气口与马达出气口之间的氢气驱动而转动，以带动发电机本体的转子转动而发电。既实现了高压储氢罐到燃料电池电堆之间氢气的减压过程，又利用气动马达将这部分压力能转换为电能以供使用。
23.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
24.请参照图1，本实施例公开一种燃料电池汽车的氢气传输发电装置，包括气动马达
机构100，发电机构200，以及用于连接气动马达机构100和发电机构200的链接机构300。如图1所示结构中，气动马达机构100包括马达本体110，发电机构200包括发电机本体210，链接机构300包括中心固定轴310，其中马达本体110的转动轴与发电机本体210的转子通过中心固定轴310连接，中心固定轴310用于将马达机构的动力传递给发电机构200，从而使得马达本体110能够带动发电子本体的转子转动，实现发电功能。
25.如图1所示，气动马达机构100还包括导气件120，导气件120安装于马达本体110，导气件120的两端设有马达进气口121和马达出气口122。本装置利用燃料电池汽车氢气管路传输过程中需要减压的特点，配置燃料电池汽车的储氢罐的氢气从马达进气口121输入，经过马达本体110内部后，从马达出气口122输出至燃料电池汽车的燃料电池电堆进行工作。在这个过程中流通于马达进气口121与马达出气口122之间的氢气驱动马达本体110，从而利用须减压的氢气使得马达本体110的转动轴动作，而从发电机本体210进行发电工作。
26.综上所述，通过本装置，既实现了高压储氢罐到燃料电池电堆之间氢气的减压过程，又利用气动马达将这部分压力能转换为电能以供使用，整体还具有结构简单、维护方便、可靠性高、稳定性好的优点，且还响应迅速。
27.可选地，如图1所示，氢气传输发电装置还包括底座400，马达本体110和发电机本体210均安装于底座400。通过底座400相对固定马达本体110和发电机本体210的位置，有利于保证中心固定轴310的动能传递流畅不卡顿。
28.一种可实施方式中，底座400上开设有螺纹孔，以用于安装气动马达机构100和发电机构200。
29.可选地，在底座400表面涂有绝缘层。绝缘层可以由聚亚安酯泡沫喷涂形成，也可以由橡胶、树脂等绝缘材料铺设而成。通过设置绝缘层，提高整体的电绝缘性。
30.可选地，马达本体110的转动轴与发电机本体210的转子同轴设置，或者说马达本体110的转动轴与发电机本体210的转子的转动中心处于同一直线分布。特别地，马达本体110的转动轴、发电机本体210的转子以及中心固定轴310集成设置。直线分布有利于动能传递，将上述三者进行集成设置，相当于一个转动件，使得结构更加简单，且稳定性更高。
31.通过上述三者集成设置，有利于改善普通发电机依靠皮带传动来传输动力进行发电存在的部分损耗的缺陷，有利于减少气动马达与发电机之间的传动损失，提高发电效率；通过上述三者集成设置，省去了传统的传动装置，减少了整机的体积，同时免去了不同轴向的布置，大大提高了空间的利用率；通过上述三者集成设置，大大提高了本机的集成化程度，减少了安装固定点的设计，方便安装与拆卸；综上，具有显著的有益效果。
32.本实施例中的气动马达机构100所属的马达本体110，可采用活塞式气动马达、叶片式气动马达等。优选采用叶片式气动马达，相比活塞式气动马达，叶片式气动马达本身具有软特性，起动转矩较高，在受发电机本体210的磁力约束下，也能带动与转子同轴安装的叶片启动。
33.采用叶片式气动马达，本身具有较好的带载启动性能；可以设置马达屏蔽罩，以改善发电机本体210磁力对马达的不利影响。
34.采用叶片式气动马达中，马达本体110还包括叶片，叶片与马达本体110的转动轴连接。而上述的流通于马达进气口121与马达出气口122之间的氢气驱动马达本体110，可进一步解释为流通于马达进气口121与马达出气口122之间的氢气以驱动马达本体110的叶片
转动，具体地，高压氢气从马达进气口121进入，带动马达本体110的叶片旋转，从马达出气口122排出，叶片旋转进而带动转动轴旋转，从而带动发电机构200的转子转动，继而发电机构200产生电能。
35.可选地，请参照图1，链接机构300还包括防护壳320，防护壳320设于马达本体110和中心固定轴310之间，防护壳320包围中心固定轴310设置。通过设置防护壳320，对气动马达机构100与气动马达机构100之间的空间进行封闭，形成一体结构，保护中心固定轴310的转动不受外部环境干扰，以避免泥水或颗粒等进入中心固定轴310、气动马达机构100和发电机构200；对空间进行封闭，还有利于防止氢气泄露。
36.可选地，如图1所示，链接机构300还包括马达固定壳330和发电机链接罩340，马达固定壳330、发电机链接罩340和发电机本体210依次连接，中心固定轴310穿设于马达固定壳330，马达固定壳330用于限位支撑中心固定轴310，防护壳320设于马达固定壳330和马达本体110之间。在本方案中，发电机链接罩340用于将马达固定壳330安装在发电机构200上，而马达固定壳330对中心固定轴310进行限位支撑，防护壳320对中心固定轴310和马达固定壳330进行防护。
37.其中，达固定壳对中心固定轴310进行限位支撑，一种可实施方式中，通过轴承将中心固定轴310安装在马达固定壳330上。
38.在另一方面，结合本方案中设置底座400，底座400还可对链接机构300的密封功能给予支撑作用。
39.可选地，导气件120还包括安装在马达进气口121上的限压阀。通过设置限压阀，起到调整氢气的压力的作用，从而将气体增压后输入马达进气口121，提高能量利用效率。
40.可选地，导气件120还包括安装在马达出气口122上的过滤阀。通过设置过滤阀，起到将氢气过滤后再输至燃料电池电堆的作用，保障燃料电池电堆的顺稳运行。
41.可选地，发电机构200还包括冷却风扇(图1中未示意)，冷却风扇安装于发电机本体210中转子其远离链接机构300的一端，从而转子带动冷却风扇转动，冷却风扇对发电机本体210起到冷却作用。
42.可选地，如图1所示，发电机构200还包括发电机后壳220，发电机后壳220与发电机本体210连接，套装于冷却风扇外，发电机后壳220，起到保护冷却风扇的作用。
43.可选地，发电机后壳220还设有接口，接口用于将发电机本体210产生的电能输送给外部蓄电装置；接口可设置在发电机本体210的底部位置。一种可实施方式中，外部蓄电装置与汽车电路接通，为汽车提供电能。
44.本实施例还公开一种燃料电池汽车，包括氢气罐、燃料电池电堆和上述的氢气传输发电装置，氢气传输发电装置的马达进气口连通于储氢罐，马达出气口连通于燃料电池电堆，从而利用氢气从储氢罐至燃料电池电堆所必须进过的降压过程，将这部分压力能转换到氢气传输发电装置的电能存储，提高了能量的利用率。
45.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
46.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围
之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。