[发明专利]可以回收余热和净化环境空气的氢能源汽车混合动力系统

说明书

本发明涉及一种可以回收余热和净化环境空气的氢能源汽车混合动力系统，包括车体、传动系统、氢燃料发动机、混合动力变速器、金属氢化物储罐、透平机、催化器、高压稳压罐和氢气缓冲罐等。金属氢化物储罐通过高压稳压罐连接到透平机入口，透平机出口通过氢气缓冲罐或高压氢气缓冲罐连接到氢燃料发动机入口，氢燃料发动机出口通过催化器、尾气换热器、余氢吸收单元、尾气零级净化器连接到排放口。氢燃料发动机通过动力输出轴与混合动力变速器连接。本发明通过氢燃料发动机与透平机和废气余热回收及净化系统相结合构成的汽车混合动力系统，充分利用氢气的化学能，回收过程的各种热能，提高了动力系统的工作效率，避免了大气污染，净化了环境空气，有利于保护自然环境。

技术领域

本发明属于动力机械技术领域，涉及一种汽车动力系统，具体涉及可以回收余热和净化环境空气的氢能源汽车混合动力系统。

背景技术

进入二十一世纪，汽车发动机工业得到了迅速地发展，然而目前汽油机和柴油机依然是车用发动机的主要机种。汽油和柴油都是不可再生资源，为了减缓石油资源的匮乏所带来的一系列负面影响以及减少大气污染和汽车发动机尾气排放，需要寻找发动机的代用燃料，而氢能源是目前最理想的清洁燃料。氢能源是众多替代能源中的一种可再生资源，热值高，并且燃烧后大部分生成物是水蒸气，是一种理想的绿色燃料。作为代用燃料的氢能源可以解决二大难题：一是石油燃料储量有限，二是使用石油燃料带来的环境污染。

环境污染和能源短缺已经成为当今社会的两大突出问题，为寻求人类社会与汽车产业的可持续发展，氢燃料汽车是公认的可同时解决能源和环境问题的绿色环保车，是今后汽车发展的主要方向之一。然而受储氢装置技术、成本、寿命和可靠性诸多因素的制约，使得氢燃料汽车很难真正市场化运行，针对汽车的起动需要输出较大的功率、瞬态响应特性、氢燃料系统的成本等问题，世界各国汽车制造商开始把注意力转到混合动力汽车，以提高汽车的经济性。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以回收余热和净化环境空气的氢能源汽车混合动力系统，充分回收尾气热量，将其转化成压力能后做功，减少污染,净化环境空气，提高发动机的热效率。

可以回收余热和净化环境空气的氢能源汽车混合动力系统，包括车体、控制系统、传动系统、氢燃料发动机、混合动力变速器、1号逆变器、1号电动-发电机、EGR系统和蓄电池。氢燃料发动机通过动力输出轴与混合动力变速器连接，混合动力变速器通过传动轴与传动系统连接，蓄电池与电力总线和1号逆变器电路连接，1号逆变器与1号电动-发电机电路连接， 1号电动-发电机通过1号电机离合器与混合动力变速器连接。控制系统包括中央控制器、电力总线和人工-自动驾驶系统，中央控制器与电力总线、蓄电池和1号逆变器通信连接，与人工-自动驾驶系统控制连接。汽车混合动力系统设有金属氢化物储罐、高压稳压罐、透平机、高压氢气缓冲罐、冷量利用器、催化器、尾气换热器、余氢吸收单元、尾气零级净化器和氢气缓冲罐。透平机与透平离合器连接，透平离合器与混合动力变速器连接，或通过可分离式装置与1号电机离合器并联后与混合动力变速器连接。透平离合器与混合动力变速器连接或通过1号电机离合器与混合动力变速器连接。金属氢化物储罐设有出气口、进气口和加氢口，出气口通过高压稳压罐连接到透平机入口，透平机出口分为两路，一路连接到冷量利用器，冷量利用器出口通过氢气缓冲罐连接到氢燃料发动机入口，另一路通过高压氢气缓冲罐连接到氢燃料发动机入口。冷量利用器出口通过氢气缓冲罐连接到氢燃料发动机入口，氢燃料发动机出口通过催化器连接到尾气换热器，尾气换热器连接到尾气零级净化器或通过余氢吸收单元连接到尾气零级净化器，尾气零级净化器连接到排放口。

汽车混合动力系统设有氢气泵和溴化锂制冷装置，氢燃料发动机设有冷却水箱，金属氢化物储罐外部包覆储罐夹层，储罐夹层设有出口和入口。储罐夹层出口通过溴化锂制冷装置连接到氢气缓冲罐，氢气缓冲罐通过氢气泵连接到冷却水箱。冷却水箱出口通过尾气换热器、阀门连接到金属氢化物储罐的进气口或储罐夹层的入口。