[发明专利]一种用于水下潜航器的空气进气型燃料电池混合动力系统

权利要求书

1.一种用于水下潜航器的空气进气型燃料电池混合动力系统，其特征在于：包括燃料电池(1)、高压氢气瓶(2)、高压氧气瓶(3)、DCDC转换器(9)、能量管理模块(10)、锂电池(11)、潜航器主体仓(14)和尾气处理组件，燃料电池(1)、DCDC转换器(9)、能量管理模块(10)和锂电池(11)设置在潜航器主体仓(14)内，高压氢气瓶(2)和高压氧气瓶(3)设置在潜航器主体仓(14)的外侧，燃料电池(1)阳极入口与高压氢气瓶(2)连通，高压氧气瓶(3)与潜航器主体仓(14)内部相连通，燃料电池(1)的阴极入口与潜航器主体仓(14)内部相连通，燃料电池(1)电力输出端通过DCDC转换器(9)与能量管理模块(10)输入端相连，锂电池(11)输出端与能量管理模块(10)输入端相连，能量管理模块(10)用于向外输出电能，尾气处理组件与燃料电池(1)的出口连通，尾气处理组件设置在潜航器主体仓(14)内用于处理燃料电池(1)尾气。

2.根据权利要求1所述的一种用于水下潜航器的空气进气型燃料电池混合动力系统，其特征在于：所述高压氧气瓶(3)向潜航器主体仓(14)内输入纯氧的释放速率等于其消耗速率。

3.根据权利要求1所述的一种用于水下潜航器的空气进气型燃料电池混合动力系统，其特征在于：所述潜航器主体仓(14)内还设置有鼓风机(4)，所述燃料电池(1)阴极入口与鼓风机(4)相连。

4.根据权利要求1所述的一种用于水下潜航器的空气进气型燃料电池混合动力系统，其特征在于：所述能量管理模块(10)的输出端连接有用于驱动潜航器的负载(12)。

5.根据权利要求4所述的一种用于水下潜航器的空气进气型燃料电池混合动力系统，其特征在于：所述燃料电池(1)和锂电池(11)同时给负载(12)供电。

6.根据权利要求1所述的一种用于水下潜航器的空气进气型燃料电池混合动力系统，其特征在于：所述尾气处理组件包括催化燃烧器(5)、储水箱(8)和气液分离器(13)，所述燃料电池(1)阳极出口与催化燃烧器(5)入口相连，催化燃烧器(5)出口与储水箱(8)相连，燃料电池(1)阴极出口经气液分离器(13)与储水箱(8)相连。

7.根据权利要求1所述的一种用于水下潜航器的空气进气型燃料电池混合动力系统，其特征在于：所述尾气处理组件包括催化燃烧器(5)、储水箱(8)和气液分离器(13)，所述燃料电池(1)的阴极和阳极出口均与催化燃烧器(5)入口相连，催化燃烧器(5)的出口经气液分离器(13)与储水箱(8)相连。

8.根据权利要求6或7所述的一种用于水下潜航器的空气进气型燃料电池混合动力系统，其特征在于：所述潜航器主体仓(14)包括整流壳体(16)以及设置在整流壳体(16)内的燃料电池舱段(15)，所述燃料电池(1)、鼓风机(4)、DCDC转换器(9)、能量管理模块(10)、锂电池(11)、潜航器主体仓(14)和尾气处理组件均设置在燃料电池舱段(15)内。

9.根据权利要求8所述的一种用于水下潜航器的空气进气型燃料电池混合动力系统，其特征在于：所述潜航器主体仓(14)内还设置有换热器(6)和水泵(7)，所述燃料电池(1)冷却水出口与换热器(6)入口相连，换热器(6)出口通过水泵(7)与燃料电池(1)冷却水入口相连。

10.根据权利要求9所述的一种用于水下潜航器的空气进气型燃料电池混合动力系统，其特征在于：所述换热器(6)设置在整流壳体(16)与燃料电池舱段(15)之间并贴合在燃料电池舱段(15)外表面上。