一种基于燃料电池的农用拖拉机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于燃料电池的农用拖拉机。其包括车体以及安装于所述车体上的氢燃料电池动力系统、氢气供给系统、空气供给系统和水热管理系统；所述氢气供给系统与所述氢燃料电池动力系统连通，用于向所述氢燃料电池动力系统提供反应氢气，所述空气供给系统与所述氢燃料电池动力系统连通，用于向所述氢燃料电池动力系统提供反应氧气，所述水热管理系统与所述氢燃料电池动力系统热导接，用于对所述氢燃料电池动力系统进行散热，所述氢燃料电池动力系统的动力输出端分别连接拖拉机的行走系统和作业系统。本实用新型专利技术的技术方案可以实现大功率农用拖拉机的节能与环保应用。

An agricultural tractor based on fuel cell

【技术实现步骤摘要】
一种基于燃料电池的农用拖拉机
本技术涉及农业机械
，具体涉及一种基于燃料电池的农用拖拉机。
技术介绍
随着中国农业机械化步伐的加快，农业机械得到迅猛发展。拖拉机是一种常见的农用机械，它可以用于牵引和驱动作业机械，完成各项移动式作业，因此，广泛应用于农业作业。传统的拖拉机一般用柴油发动机作为动力，柴油机的扩散燃烧等固有属性，使其颗粒物(PM)和氮氧化物(NOx)排放显著，而PM和NOx会对人体健康和生态环境造成巨大危害。食品安全关乎国计民生，生态农业是未来农业发展的趋势，未来对农业机械的要求将越来越高，传统的柴油拖拉机作业时不可避免地会对农作物和工作人员造成污染，有悖于生态农业的理念和要求。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术提供一种基于燃料电池的农用拖拉机。本技术提供的基于燃料电池的农用拖拉机包括车体以及安装于所述车体上的氢燃料电池动力系统、氢气供给系统、空气供给系统和水热管理系统；所述氢气供给系统与所述氢燃料电池动力系统连通，用于向所述氢燃料电池动力系统提供反应氢气，所述空气供给系统与所述氢燃料电池动力系统连通，用于向所述氢燃料电池动力系统提供反应氧气，所述水热管理系统与所述氢燃料电池动力系统热导接，用于对所述氢燃料电池动力系统进行散热，所述氢燃料电池动力系统的动力输出端分别连接拖拉机的行走系统和作业系统。本技术提供的基于燃料电池的农用拖拉机的有益效果是，通过使用氢燃料电池动力系统代替传统拖拉机的柴油发动机，使得整车具有优越的环保性能。对氢燃料电池动力系统及配套的氢气供给系统、空气供给系统和水热管理系统采用模块化设计结构，充分利用拖拉机车体各部分空间，结构简单而紧凑，且可为拖拉机的行走系统和作业系统提供稳定的能量供给。不仅清洁、高效、零排放，还可以实现大功率农用拖拉机的节能与环保应用。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。进一步，所述氢燃料电池动力系统包括设置在车体底盘上的氢燃料电池发动机和蓄电池组、设置在车体机头搁板上的高压配电盒、第一双向DC/DC变换器、第二双向DC/DC变换器、超级电容组、DC/AC变换器、电机控制器以及设置在车体底部搁架上的电动机；所述氢气供给系统和所述空气供给系统分别与所述氢燃料电池发动机的输入端连通，所述第一双向DC/DC变换器的输入端与所述蓄电池组连接，所述第二双向DC/DC变换器的输入端与所述超级电容组连接，所述氢燃料电池发动机、所述第一双向DC/DC变换器和所述第二双向DC/DC变换器的输出端分别与所述高压配电盒的输入端连接，所述电机控制器和所述DC/AC变换器的输入端分别与所述高压配电盒的输出端连接，所述电机控制器的输出端与所述电动机连接，所述DC/AC变换器的输出端与操作室空调连接，所述电动机的输出轴分别连接所述行走系统和所述作业系统。采用上述进一步方案的有益效果是，通过氢燃料电池动力系统中多个能量单元，第一双向DC/DC变换器、第二双向DC/DC变换器、DC/AC变换器和高压配电盒等可进行能量综合管理与分配，从而在保证动力性的基础上，实现能量的高效利用。进一步，所述氢气供给系统包括安装在车体操作室顶部的氢气瓶架、设置在所述氢气瓶架内的氢气瓶、设置在所述氢气瓶口的电磁阀、压力传感器以及设置在车体操作室后壁的加氢口、单向阀；所述氢气瓶经由所述电磁阀与所述氢燃料电池发动机的氢气入口连通；所述加氢口经由所述单向阀和所述电磁阀与所述氢气瓶连通。采用上述进一步方案的有益效果是，可通过氢气瓶架放置多个大容积的高压氢气瓶，从而使农用拖拉机可以持续较长时间作业。进一步，所述空气供给系统包括安装在车体底盘上的空压机、尾排管、空气过滤器、电子节气阀；所述空气过滤器经所述空压机与所述氢燃料电池发动机的空气入口连通；所述氢燃料电池发动机的空气出口与所述尾排管连通；所述电子节气阀设置于所述尾排管上，用于调节所述氢燃料电池发动机的空气出口背压。采用上述进一步方案的有益效果是，空气供给系统可为氢燃料电池发动机提供反应氧气，并通过背压调节气量，更符合拖拉机实际运行需求。进一步，所述水热管理系统包括安装在车体底盘上方的第一散热器、去离子水过滤器、去离子水水箱、第二散热器、普通水箱、水泵、硅胶水管和普通水管；所述氢燃料电池发动机的冷却水出口、所述第一散热器、所述去离子水过滤器、所述去离子水水箱和所述氢燃料电池发动机的冷却水入口通过所述硅胶水管依次连接；所述水泵的出水口、所述第二散热器、所述普通水箱与所述水泵的入水口通过所述普通水管依次连接，所述第一双向DC/DC变换器、所述第二双向DC/DC变换器、所述电机控制器、所述DC/AC变换器和空压机分别与所述普通水管热导接。采用上述进一步方案的有益效果是，水热管理系统可为包括氢燃料电池发动机在内的动力系统提供了良好的工作环境，保证使用的安全性，并发挥其最佳效能。进一步，所述氢燃料电池发动机的氢气入口和出口上方的机头保护罩内设置有第一氢气传感器；所述氢气瓶上方的车体顶部保护罩内设置有第二氢气传感器、温度传感器和风扇。采用上述进一步方案的有益效果是，由于氢气是易燃气体，通过氢气传感器和温度传感器检测环境参数，如果超出预设范围，则启动风扇或进行其他处理措施，保证氢气使用的安全性。进一步，所述顶部保护罩可开合设置于车体操作室顶部，所述顶部保护罩左右两侧均开设有多个长条孔。采用上述进一步方案的有益效果是，顶部保护罩可开合设置，便于氢气瓶等装置的安放，其两侧的长条孔可以保证有效散热，提高安全性。进一步，所述氢气瓶架包括上半部和下半部，所述上半部和所述下半部通过螺栓螺母进行锁紧，所述上半部和所述下半部合围的区域用于放置所述氢气瓶。采用上述进一步方案的有益效果是，氢气瓶可方便、稳定地放置于氢气瓶架中，避免剧烈晃动可能造成的安全隐患。进一步，所述行走系统包括设置在车体底盘上的前车轮轮组、后车轮轮组和减速器，所述电动机的输出轴与所述减速器连接，所述减速器与所述后车轮轮组连接。进一步，所述作业系统包括设置在车体底盘上的电动液压提升装置，所述电动液压提升装置包括电动液压缸本体和外部的多个用于悬挂作业工具的提升杆件。采用上述进一步方案的有益效果是，作业系统的设计使得该农用拖拉机完全具备传统农用拖拉机的耕种播收等功能。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一些简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例的基于燃料电池的农用拖拉机的整体结构示意图；图2为本技术实施例的基于燃料电池的农用拖拉机的整体结构示意图；图3为本技术实施例的基于燃料电池的农用拖拉机的局部结构示意图；图4为本技术实施例的基于燃料电池的农用拖拉机的局部结构示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于燃料电池的农用拖拉机，其特征在于，包括车体以及安装于所述车体上的氢燃料电池动力系统、氢气供给系统、空气供给系统和水热管理系统；所述氢气供给系统与所述氢燃料电池动力系统连通，用于向所述氢燃料电池动力系统提供反应氢气，所述空气供给系统与所述氢燃料电池动力系统连通，用于向所述氢燃料电池动力系统提供反应氧气，所述水热管理系统与所述氢燃料电池动力系统热导接，用于对所述氢燃料电池动力系统进行散热，所述氢燃料电池动力系统的动力输出端分别连接拖拉机的行走系统和作业系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于燃料电池的农用拖拉机，其特征在于，包括车体以及安装于所述车体上的氢燃料电池动力系统、氢气供给系统、空气供给系统和水热管理系统；所述氢气供给系统与所述氢燃料电池动力系统连通，用于向所述氢燃料电池动力系统提供反应氢气，所述空气供给系统与所述氢燃料电池动力系统连通，用于向所述氢燃料电池动力系统提供反应氧气，所述水热管理系统与所述氢燃料电池动力系统热导接，用于对所述氢燃料电池动力系统进行散热，所述氢燃料电池动力系统的动力输出端分别连接拖拉机的行走系统和作业系统。


2.根据权利要求1所述的基于燃料电池的农用拖拉机，其特征在于，所述氢燃料电池动力系统包括设置在车体底盘(18)上的氢燃料电池发动机(32)和蓄电池组(17)、设置在车体机头搁板(24)上的高压配电盒(25)、第一双向DC/DC变换器(26)、第二双向DC/DC变换器(27)、超级电容组(28)、DC/AC变换器(11)、电机控制器(13)以及设置在车体底部搁架(45)上的电动机(52)；所述氢气供给系统和所述空气供给系统分别与所述氢燃料电池发动机(32)的输入端连通，所述第一双向DC/DC变换器(26)的输入端与所述蓄电池组(17)连接，所述第二双向DC/DC变换器(27)的输入端与所述超级电容组(28)连接，所述氢燃料电池发动机(32)、所述第一双向DC/DC变换器(26)和所述第二双向DC/DC变换器(27)的输出端分别与所述高压配电盒(25)的输入端连接，所述电机控制器(13)和所述DC/AC变换器(11)的输入端分别与所述高压配电盒(25)的输出端连接，所述电机控制器(13)的输出端与所述电动机(52)连接，所述DC/AC变换器(11)的输出端与操作室空调(54)连接，所述电动机(52)的输出轴分别连接所述行走系统和所述作业系统。


3.根据权利要求1所述的基于燃料电池的农用拖拉机，其特征在于，所述氢气供给系统包括安装在车体操作室(35)顶部的氢气瓶架(40)、设置在所述氢气瓶架(40)内的氢气瓶(39)、设置在所述氢气瓶(39)口的电磁阀(37)、压力传感器(38)以及设置在车体操作室(35)后壁的加氢口(41)、单向阀(42)；所述氢气瓶(39)经由所述电磁阀(37)与氢燃料电池发动机(32)的氢气入口连通；所述加氢口(41)经由所述单向阀(42)和所述电磁阀(37)与所述氢气瓶(39)连通。


4.根据权利要求1所述的基于燃料电池的农用拖拉机，其特征在于，所述空气供给系统包括安装在车体底盘(18)上的空压机(7)、尾排管(46)、空气过滤器(6)、电子节气阀(47)；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：全琎，全睿，叶麦克，全欢，熊荧，全书海，
申请(专利权)人：武汉海亿新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42