一种车用燃料电池复合动力发电系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106523157A(43)申请公布日2017.03.22(21)申请号201610997204.6(22)申请日2016.11.11(71)申请人丁元章地址224007江苏省盐城市开发区希望大道南路43号申请人史践(72)发明人丁元章史践袁锋张焰峰(74)专利代理机构无锡互维知识产权代理有限公司32236代理人董娟(51)Int.Cl.F02C6/06(2006.01)B60L11/02(2006.01)B60L11/18(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种车用燃料电池复合动力发电系统(57)摘要本发明公开一种车用燃料电池复合动力发电系统包括第一发电机和第二发电机，燃气轮机，为第一发电机提供发电动力源，外燃式发动机，为第二发电机提供发电动力源，以及安装于燃气轮机中的固体氧化物燃料电池，第一发电机、第二发电机和固体氧化物燃料电池均与电源适配器连接。由此充分利用了固体氧化物燃料电池排气中的高温能量和剩余燃料、燃气轮机的尾气余热能量以及经过换热器后的中低温余热推动外燃式发动机分别为第一发电机和第二发电机提供动力源做功发电，固体氧化燃料电池、第一发电机和第二发电机在整车电源适配器中进行耦合调制为车辆提供电源。CN106523157ACN106523157A权利要求书1/1页1.一种车用燃料电池复合动力发电系统，其特征在于，包括第一发电机和第二发电机，燃气轮机，为所述第一发电机提供发电动力源，外燃式发动机，为所述第二发电机提供发电动力源，以及安装于所述燃气轮机中的固体氧化物燃料电池，所述第一发电机、所述第二发电机和所述固体氧化物燃料电池均与电源适配器连接。2.根据权利要求1所述的车用燃料复合动力发电系统，其特征在于，所述燃气轮机包括压气机、换热器、燃烧室和燃气透平，所述压气机与所述换热器连接，所述换热器、所述固体氧化物燃料电池、所述燃烧室和所述燃气透平依次连接，所述燃气透平与换热器连接，所述燃气透平与所述第一发电机连接。3.根据权利要求2所述的车用燃料复合动力发电系统，其特征在于，还包括相连接的第一燃料分配系统和第二燃料分配系统连接，所述第一燃料分配系统与所述压气机连接，所述第二燃料分配系统与所述燃烧室连接。4.根据权利要求1所述的车用燃料复合动力发电系统，其特征在于，所述外燃式发动机包括发动机热端活塞、发动机曲轴和发动机冷端活塞，所述发动机热端活塞与所述发动机冷端活塞通过发动机曲轴连接，所述发动机热端活塞的一端与所述换热器连接，所述发动机热端活塞的另一端与温度调节器连接，所述发动机冷端活塞的一端与水泵连接，所述发动机冷端活塞的另一端与汽车内部换热器连接，所述发动机冷端活塞与所述第二发电机连接。5.根据权利要求1所述的车用燃料复合动力发电系统，其特征在于，所述换热器和固体氧化物燃料电池之间设有燃料重整器。6.根据权利要求1所述的车用燃料复合动力发电系统，其特征在于，所述固体氧化物燃料电池与所述整车电源适配器之间设有电流变化器。2CN106523157A说明书1/3页一种车用燃料电池复合动力发电系统技术领域[0001]本发明属于为车辆的用电设备提供持续电源和供热系统，更具体涉及一种车用燃料电池复合动力发电系统。背景技术[0002]现有电动汽车动力系统主要有铅酸电池、镍氢电池、锂电池等二次电池提供能量来源，或者采用燃料电池包括质子交换膜燃料电池、固体氧化型燃料电池(SolidOxideFuelCell，SOFC)等与二次电池电电混合为车辆提供能量来源。[0003]二次电池作为充电电源其电力来源于电网，考虑电网采用天然气发电的380MW联合循环容量其发电效率最大约58％，电能转化成电池的化学能约90％，电池组释放出的电能约为96％，此方案天然气能量利用率约为0.5，能源利用率较低。[0004]固体氧化物燃料电池(SolidOxideFuelCell，SOFC)是一种中高温燃料电池，其工作温度一般在600℃-1000℃，排气温度通常超过600℃。由于不受“卡诺循环”的限制，其发电效率高达40％，余热锅炉和空气加热器来回收余热，产生蒸汽和热水，可使总的热效率达到80％。但是在实际使用过程中，大量的热水在车辆上的用途局限于驾驶舱加热取暖、各风挡玻璃除霜除雾，热的用途较小，造成能量的损失。造成SOFC发电系统能量损失的主要问题在于无法充分利用排气和热水中的能量。原因有两个，一是由于燃料电池的工作特点，不能完全氧化燃料，即不能转换燃料中的全部能量，因此排气中仍有部分氢气和一氧化碳存在，若直接排放于环境，将造成能量的浪费。二是由于热水的供应远远大于车辆上的实际使用。现有技术方案为了提高燃料利用率，采用换热器对燃气轮机透平后排气温度进行了余热回