一种利用高压氢混合燃料驱动汽车的方法和动力系统.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CN106224088A(43)申请公布日2016.12.14(21)申请号201610701453.6(22)申请日2016.08.23(71)申请人石家庄新华能源环保科技股份有限公司地址051431河北省石家庄市栾城区窦妪镇装备制造基地新华路6号（窦妪中学西邻）(72)发明人贾会平(51)Int.Cl.F02B43/10(2006.01)F02M21/02(2006.01)F02B37/00(2006.01)F02G5/02(2006.01)权利要求书3页说明书6页附图3页(54)发明名称一种利用高压氢混合燃料驱动汽车的方法和动力系统(57)摘要本发明涉及一种利用高压氢混合燃料驱动汽车的方法和动力系统，动力系统包括氢混合燃料储罐、活塞式燃气发动机、涡轮增压单元、换热器、储热设备、储冷设备和空气管路。氢混合燃料储罐中高压混合燃料气经脱水和换热，通过涡轮增压单元释放压力能和在储冷设备放出冷量后，或通过压力能利用控制单元释放压力能后到活塞式燃气发动机，空气经涡轮增压单元压缩后到活塞式燃气发动机，活塞式燃气发动机燃烧做功驱动汽车行驶。废气通过涡轮增压单元释放压力能排放，或再与氢混合燃料气换热后排放。本发明用高压混合燃料气的压力能驱动涡轮增压单元压缩空气，并回收高压混合燃料气膨胀降温后的冷量，充分利用了高压氢混合燃料的压力能，提高了汽车动力系统热效率。CN106224088ACN106224088A权利要求书1/3页1.一种利用高压氢混合燃料驱动汽车的方法，其特征是：所述氢混合燃料储罐中压力为0～100MPa，氢混合燃料通过脱水、换热，经2号涡轮增压单元（22）从高压降到0～30MPa压力，释放压力能和在储冷设备（2）放出冷量后进入活塞式燃气发动机，或通过压力能利用控制单元（12）后到活塞式燃气发动机；空气经2号涡轮增压单元（22）的增压机（26）压缩到0～30MPa后，到活塞式燃气发动机的高压空气喷嘴（31），燃料气和空气在活塞式燃气发动机内燃烧做功驱动汽车行驶；活塞式燃气发动机燃烧后的废气，经涡轮增压单元（13）的膨胀机（3）做功，再通过换热器（5）为氢混合燃料气换热后排放，空气经涡轮增压单元（13）的增压机（4）压缩到0～2MPa后，到活塞式燃气发动机的空气入口（9）。2.根据权利要求1所述利用高压氢混合燃料驱动汽车的方法，其特征是：所述氢混合燃料储罐（1）氢气的体积含量为6～100%，氮气的含量为0～94%；上述的氮气可以被二氧化碳或其它惰性气体的一种或多种混合物全部或部分代替，允许加入一定比例的其他气体、液体或固体燃料的一种或多种，如甲烷、甲醇、乙醇等。3.根据权利要求1所述利用高压氢混合燃料驱动汽车的方法，其特征是：使用低谷电、风电、太阳能电、水电或潮汐发电加压氢混合燃料后，注入管道或大型储罐，然后加注到氢混合燃料储罐中，驱动汽车行驶。4.一种利用高压氢混合燃料驱动汽车的动力系统，包括氢混合燃料储罐（1）、活塞式燃气发动机（8）、涡轮增压单元（13）和空气管路，所述涡轮增压单元设有膨胀机（3）和增压机（4），膨胀机和增压机同轴连接，所述活塞式燃气发动机设有空气入口（9）、燃气入口（14）、废气出口（10）、动力输出轴（11），其特征是：所述氢混合燃料储罐连接到活塞式燃气发动机的燃气入口，所述空气管路通过增压机连接到活塞式燃气发动机的空气入口，所述活塞式燃气发动机的废气出口通过涡轮增压单元的膨胀机（3）连接到废气排放口；所述活塞式燃气发动机设有缸体冷却机构，所述缸体冷却机构连接到储热设备，所述储热设备通过循环泵（7）连接到缸体冷却机构。5.根据权利要求4所述的利用高压氢混合燃料驱动汽车的动力系统，其特征是：所述动力系统设有2号涡轮增压单元（22）、脱水干燥器（15）、换热器（5）和储冷设备（2）；所述2号涡轮增压单元设有2号增压机（26）和2号膨胀机（27），所述2号增压机和2号膨胀机同轴连接，所述活塞式燃气发动机设有高压空气喷嘴（31）；所述氢混合燃料储罐通过脱水干燥器和换热器连接到2号涡轮增压单元的2号膨胀机，2号膨胀机的出口通过储冷设备连接到活塞式燃气发动机的燃气入口；所述空气管路的一路通过2号增压机连接到高压空气喷嘴，所述膨胀机（3）出口通过换热器连接到废气排放口。6.根据权利要求5所述的利用高压氢混合燃料驱动汽车的动力系统，其特征是：所述动力系统设有高压稳压泵（16），所述储热设备（6）通过高压稳压泵与氢混合燃料储罐（1）连接。7.根据权利要求4所述的利用高压氢混合燃料驱动汽车的动力系统，其特征是：所述动力系统设有压力能利用控制单元（12）和储冷设备（2），所述压力能利用控制单元与储冷设备连接；所述氢混合燃料储罐通过压力能利用控制单元连接到