本發(fā)明屬于動(dòng)力機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)，具體涉及一種凈化環(huán)境空氣的氫能源汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

進(jìn)入二十一世紀(jì)，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)得到了迅速地發(fā)展，然而目前汽油機(jī)和柴油機(jī)依然是車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)的主要機(jī)種。汽油和柴油都是不可再生資源，為了減緩石油資源的匱乏所帶來(lái)的一系列負(fù)面影響以及減少大氣污染和汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放，需要尋找發(fā)動(dòng)機(jī)的代用燃料，而氫能源是目前最理想的清潔燃料。氫能源是眾多替代能源中的一種可再生資源，熱值高，并且燃燒后大部分生成物是水蒸氣，是一種理想的綠色燃料。作為代用燃料的氫能源可以解決二大難題：一是石油燃料儲(chǔ)量有限，二是使用石油燃料帶來(lái)的環(huán)境污染。

環(huán)境污染和能源短缺已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)的兩大突出問(wèn)題，為尋求人類(lèi)社會(huì)與汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，氫燃料汽車(chē)是公認(rèn)的可同時(shí)解決能源和環(huán)境問(wèn)題的綠色環(huán)保車(chē)，是今后汽車(chē)發(fā)展的主要方向之一。然而受儲(chǔ)氫裝置技術(shù)、成本、壽命和可靠性諸多因素的制約，使得氫燃料汽車(chē)很難真正市場(chǎng)化運(yùn)行，針對(duì)汽車(chē)的起動(dòng)需要輸出較大的功率、瞬態(tài)響應(yīng)特性、氫燃料系統(tǒng)的成本等問(wèn)題，世界各國(guó)汽車(chē)制造商開(kāi)始把注意力轉(zhuǎn)到混合動(dòng)力汽車(chē)，以提高汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種凈化環(huán)境空氣的氫能源汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)，增大氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率，并且充分回收尾氣熱量，減少污染,凈化環(huán)境空氣。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：凈化環(huán)境空氣的氫能源汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)，包括車(chē)體、控制系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、尾氣處理排放系統(tǒng)、逆變器、1號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)和蓄電池?？刂葡到y(tǒng)包括中央控制器、電力總線和人工-自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，中央控制器與電力總線、蓄電池和逆變器通信連接，與人工-自動(dòng)駕駛系統(tǒng)控制連接。蓄電池與電力總線和逆變器電路連接，逆變器與1號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)電路連接。傳動(dòng)系統(tǒng)包括變速箱、傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋和半軸，變速箱通過(guò)傳動(dòng)軸與驅(qū)動(dòng)橋連接，驅(qū)動(dòng)橋通過(guò)半軸連接到車(chē)輪。汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)有氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)、金屬氫化物儲(chǔ)罐、氫氣穩(wěn)壓罐、氫氣壓縮單元、膨脹機(jī)、渦輪增壓機(jī)、1號(hào)溴化鋰制冷機(jī)、空氣濾清器和動(dòng)力組合器。渦輪增壓機(jī)包括渦輪室和增壓段，氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)有進(jìn)氣歧管、氫氣進(jìn)氣口和尾氣出口。金屬氫化物儲(chǔ)罐的氫氣出口通過(guò)1號(hào)溴化鋰制冷機(jī)、氫氣壓縮單元和中間罐連接到膨脹機(jī)入口，膨脹機(jī)的出口通過(guò)冷量回收器和氫氣穩(wěn)壓罐連接到氫氣進(jìn)氣口?？諝馊肟谕ㄟ^(guò)空氣濾清器和增壓段連接到進(jìn)氣歧管，尾氣出口通過(guò)渦輪室連接到尾氣處理排放系統(tǒng)。氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)或/和1號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)與動(dòng)力組合器連接。膨脹機(jī)與動(dòng)力組合器連接，動(dòng)力組合器通過(guò)傳動(dòng)軸與傳動(dòng)系統(tǒng)連接。

汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)有2號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)，逆變器與2號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)電路連接； 1號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)一端通過(guò)離合器與氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)同軸連接，另一端通過(guò)離合器與動(dòng)力組合器連接。2號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)一端通過(guò)離合器與膨脹機(jī)同軸連接，另一端通過(guò)離合器與動(dòng)力組合器連接。

另一種選擇為1號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)通過(guò)皮帶輪與氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸一端傳動(dòng)連接，氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸另一端通過(guò)離合器與動(dòng)力組合器連接，膨脹機(jī)通過(guò)離合器連接到動(dòng)力組合器。

尾氣處理排放系統(tǒng)包括催化器、尾氣換熱器、余氫吸收單元、尾氣零級(jí)凈化器和排放口。催化器通過(guò)閥門(mén)與尾氣換熱器連接，尾氣換熱器、余氫吸收單元、尾氣零級(jí)凈化器和排放口依次連接，尾氣換熱器與尾氣零級(jí)凈化器之間設(shè)有旁路。余氫吸收單元包括A吸收器和B吸收器，A吸收器和B吸收器分別設(shè)有余氫吸收單元加熱夾套和余氫吸收單元加熱線圈。余氫吸收單元加熱夾套設(shè)有夾套入口和夾套出口，催化器出口一路連接到夾套入口，夾套出口連接到尾氣換熱器入口。A吸收器和B吸收器吸氫放氫交替進(jìn)行。余氫吸收單元加熱夾套的加熱介質(zhì)也可以是與尾氣換熱后的氫氣或其他加熱介質(zhì)。余氫吸收單元的金屬氫化物儲(chǔ)存和加熱方式也可與金屬氫化物儲(chǔ)罐相同。

金屬氫化物儲(chǔ)罐包括罐體和內(nèi)筒，罐體內(nèi)部涂裝隔溫涂層，罐體與內(nèi)筒之間設(shè)有儲(chǔ)罐加熱線圈和換熱盤(pán)管，通過(guò)換熱盤(pán)管采用換熱方式和/或通過(guò)儲(chǔ)罐加熱線圈采用電加熱方式間壁加熱金屬氫化物放出氫氣。氫能源發(fā)動(dòng)機(jī)帶有冷卻箱，汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)有2號(hào)溴化鋰制冷機(jī)。氫氣緩沖罐設(shè)有三路出口和兩路入口，氫氣緩沖罐的一路出口通過(guò)熱回收氫氣泵連接到冷卻箱。冷卻箱氫氣出口分為兩路，一路連接到催化器加氫口，另一路連接到尾氣換熱器，與尾氣換熱回收尾氣余熱，余熱回收后的尾氣溫度低于100℃。尾氣換熱器出口分為兩路，一路通過(guò)金屬氫化物儲(chǔ)罐的換熱盤(pán)管連接到2號(hào)溴化鋰制冷機(jī)，另一路通過(guò)氫氣壓縮單元的熱介質(zhì)管路連接到2號(hào)溴化鋰制冷機(jī)， 2號(hào)溴化鋰制冷機(jī)連接到氫氣緩沖罐的入口，形成熱回收循環(huán)回路。氫氣緩沖罐的另一路出口經(jīng)冷量回收器連接到冷回收氫氣泵，冷回收氫氣泵出口依次通過(guò)2號(hào)溴化鋰制冷機(jī)、1號(hào)溴化鋰制冷機(jī)和氫氣壓縮單元的冷介質(zhì)管路連接到氫氣緩沖罐的入口，形成冷回收循環(huán)回路。氫氣緩沖罐的第三路出口通過(guò)進(jìn)氣歧管連接到氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。

汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)有氫泄露保護(hù)單元，汽車(chē)混合動(dòng)力系統(tǒng)的氫氣管路設(shè)有氫管路保護(hù)套，金屬氫化物儲(chǔ)罐、氫氣壓縮單元、氫氣中間罐、氫氣緩沖罐、氫氣穩(wěn)壓罐、氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪增壓機(jī)、催化器、余氫吸收單元、熱回收氫氣泵、膨脹機(jī)、冷回收氫氣泵、冷量回收器、1號(hào)溴化鋰制冷單元、2號(hào)溴化鋰制冷單元等所有與氫氣有關(guān)的設(shè)備和管道外部均包覆氫泄露保護(hù)罩和氫管路保護(hù)套。氫泄露保護(hù)單元連接到氫管路保護(hù)套和各設(shè)備的氫泄露保護(hù)罩，保護(hù)介質(zhì)在氫管路保護(hù)套和氫泄露保護(hù)罩內(nèi)可持續(xù)循環(huán)。氫泄露保護(hù)單元的保護(hù)介質(zhì)為氮?dú)?、二氧化碳、去除了氧氣和水的氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣、氬氣或其它惰性氣體的一種或多種混合物。所述氫管路保護(hù)套和氫泄露保護(hù)罩都為嚴(yán)格密封，其外部設(shè)有絕熱保溫層。包括氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)和冷卻箱在內(nèi)的所有散熱設(shè)備及散熱管道外部也均設(shè)有絕熱保溫層。氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)可以通過(guò)冷卻箱用氫氣直接冷卻來(lái)回收熱量，也可以通過(guò)冷卻箱采用另一種冷卻介質(zhì)冷卻氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)后，再與氫氣換熱來(lái)回收熱量。氫氣壓縮單元設(shè)有多組交替工作的金屬氫化物壓縮機(jī)反應(yīng)床，金屬氫化物壓縮機(jī)反應(yīng)床為單級(jí)或多級(jí)加壓。氫氣壓縮單元和余氫吸收單元維護(hù)可采取整體更換和設(shè)置維護(hù)口定期更換金屬氫化物的兩種方式。金屬氫化物壓縮機(jī)反應(yīng)床分別設(shè)有介質(zhì)入口、介質(zhì)出口、壓縮機(jī)反應(yīng)床進(jìn)口、壓縮機(jī)反應(yīng)床出口、壓縮機(jī)反應(yīng)床加熱線圈，所述介質(zhì)入口通過(guò)三通閥與熱介質(zhì)管路和冷介質(zhì)管路連接，介質(zhì)出口通過(guò)閥門(mén)與氫氣緩沖罐連接，熱介質(zhì)管路和冷介質(zhì)管路可以通過(guò)三通閥進(jìn)行切換。冷卻介質(zhì)為氫氣、水或其他冷卻劑的一種或多種組合，加熱介質(zhì)為發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣、氫氣、熱水、導(dǎo)熱油或其他加熱劑的一種或多種組合。壓縮機(jī)反應(yīng)床進(jìn)口通過(guò)三通閥與氫氣進(jìn)口和氫氣循環(huán)入口連接，氫氣進(jìn)口和氫氣循環(huán)入口可以通過(guò)三通閥進(jìn)行切換。壓縮機(jī)反應(yīng)床出口通過(guò)三通閥與氫氣出口和氫氣循環(huán)出口連接，氫氣出口和氫氣循環(huán)出口可以通過(guò)三通閥進(jìn)行切換。金屬氫化物儲(chǔ)罐通過(guò)氫氣進(jìn)口連接到氫氣壓縮單元，氫氣壓縮單元通過(guò)氫氣出口連接到中間罐。金屬氫化物壓縮機(jī)反應(yīng)床包括罐體和內(nèi)筒，罐體內(nèi)部涂裝隔溫涂層，罐體與內(nèi)筒之間設(shè)有加熱線圈和換熱盤(pán)管。整個(gè)系統(tǒng)是利用發(fā)動(dòng)機(jī)散熱和尾氣余熱以及溴化鋰制冷和膨脹機(jī)后的冷量回收使氫氣壓縮單元中的金屬氫化物吸氫和放氫，產(chǎn)生高壓帶動(dòng)膨脹機(jī)做功，從而提高了汽車(chē)的整體效率。氫氣壓縮單元是利用金屬氫化物的系統(tǒng)組合升高氫氣的壓力，從而轉(zhuǎn)化成動(dòng)力，對(duì)系統(tǒng)做功或發(fā)電，同時(shí)氫氣產(chǎn)生冷量。氫氣壓縮單元的形式可以是一種或多種，只要它能有效的利用發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)內(nèi)的熱量和系統(tǒng)內(nèi)的冷量轉(zhuǎn)化成壓力能對(duì)系統(tǒng)做功即可。金屬氫化物儲(chǔ)罐、氫氣壓縮單元和余氫吸收單元采用的金屬氫化物可以是相同的或不同的。每個(gè)設(shè)備的金屬氫化物可以是一種或多種混合。氫氣的儲(chǔ)存也可以采用有機(jī)溶劑來(lái)代替金屬氫化物儲(chǔ)氫。

氫氣壓縮單元設(shè)有氫氣外循環(huán)管路、氫氣循環(huán)泵和氫氣內(nèi)循環(huán)管路。氫氣循環(huán)入口可通過(guò)三通閥的切換，分別連接到氫氣外循環(huán)管路和氫氣內(nèi)循環(huán)管路，氫氣循環(huán)出口也可通過(guò)三通閥的切換，分別連接到氫氣外循環(huán)管路和氫氣內(nèi)循環(huán)管路，氫氣外循環(huán)管路上設(shè)有氫氣循環(huán)泵。

氫氣壓縮單元的壓縮過(guò)程分為六個(gè)階段：

階段一為介質(zhì)冷卻過(guò)程，關(guān)閉金屬氫化物壓縮機(jī)反應(yīng)床的壓縮機(jī)反應(yīng)床入口和壓縮機(jī)反應(yīng)床出口，打開(kāi)介質(zhì)入口并通過(guò)三通閥切換連通到冷介質(zhì)管路將金屬氫化物壓縮機(jī)反應(yīng)床冷卻到吸氫溫度；

階段二為吸氫過(guò)程，打開(kāi)壓縮機(jī)反應(yīng)床入口并切換連通到氫氣進(jìn)口，吸收從金屬氫化物儲(chǔ)罐來(lái)的低壓氫氣，吸氫放出的熱量也由冷卻介質(zhì)帶走；

階段三為內(nèi)循環(huán)換熱升溫過(guò)程，吸氫達(dá)到預(yù)定時(shí)間后，介質(zhì)入口關(guān)閉，壓縮機(jī)反應(yīng)床入口切換連通到氫氣循環(huán)入口，氫氣循環(huán)入口通過(guò)氫氣內(nèi)循環(huán)管路與另一個(gè)處于內(nèi)循環(huán)換熱降溫過(guò)程的壓縮機(jī)反應(yīng)床的氫氣循環(huán)出口連通，并打開(kāi)壓縮機(jī)反應(yīng)床出口切換連通到氫氣循環(huán)出口，氫氣循環(huán)出口通過(guò)氫氣外循環(huán)管路與處于內(nèi)循環(huán)換熱降溫過(guò)程的壓縮機(jī)反應(yīng)床的氫氣循環(huán)入口連通，同時(shí)通過(guò)氫氣循環(huán)泵使氫氣在兩個(gè)壓縮機(jī)反應(yīng)床之間循環(huán)流動(dòng)進(jìn)行換熱；

階段四為介質(zhì)加熱過(guò)程，壓縮機(jī)反應(yīng)床充分換熱升至一定溫度后，壓縮機(jī)反應(yīng)床入口和出口關(guān)閉，介質(zhì)入口切換連通到熱介質(zhì)管路，將金屬氫化物壓縮機(jī)反應(yīng)床加熱到放氫溫度；

階段五為放氫過(guò)程，金屬氫化物壓縮機(jī)反應(yīng)床加熱到放氫溫度后，壓縮機(jī)反應(yīng)床出口打開(kāi)并切換連通到中間罐，放出高壓氫氣；

階段六為內(nèi)循環(huán)換熱降溫過(guò)程，壓縮機(jī)反應(yīng)床出口切換連通到氫氣循環(huán)出口，氫氣循環(huán)出口通過(guò)內(nèi)循環(huán)管路與另一個(gè)處于內(nèi)循環(huán)換熱升溫過(guò)程的壓縮機(jī)反應(yīng)床的氫氣循環(huán)入口連通，打開(kāi)壓縮機(jī)反應(yīng)床入口并切換連通到氫氣循環(huán)入口，通過(guò)氫氣外循環(huán)管路與處于內(nèi)循環(huán)換熱升溫過(guò)程的壓縮機(jī)反應(yīng)床的氫氣循環(huán)出口連通，并通過(guò)氫氣循環(huán)泵使氫氣在兩個(gè)壓縮機(jī)反應(yīng)床之間循環(huán)流動(dòng)進(jìn)行換熱，充分換熱后重新進(jìn)入到階段一的工作過(guò)程，如此重復(fù)；

從氫氣壓縮單元進(jìn)入到中間罐的高壓氫氣推動(dòng)膨脹機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后降壓冷卻，降壓冷卻后的氫氣先通過(guò)冷量回收器與從氫氣緩沖罐來(lái)的氫氣換冷后，送入氫氣穩(wěn)壓罐；然后直噴進(jìn)入氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒做功。

尾氣零級(jí)凈化器由NO氧化器、活性炭吸附器、CO/VOC氧化器和顆粒物離子吸附器四個(gè)模塊組成， NO氧化器、活性炭吸附器、CO/VOC氧化器和顆粒物離子吸附器依次連接。排放尾氣中氮氧化物含量≤5μg/Nm3，顆粒物PM2.5≤10μg/Nm3；氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)分為濃燃和稀燃兩種工況，在需要高扭矩如上坡等情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)采取濃燃工況，燃空比大于1.1，并同時(shí)啟動(dòng)余氫吸收單元回收尾氣中的氫氣，回收的氫氣送到氫氣緩沖罐；在低扭矩如平地均速等情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)采用稀燃工況，燃空比小于0.7，并同時(shí)打開(kāi)催化器的加氫閥門(mén)加入氫氣還原氮氧化物，降低NOx的排放。

動(dòng)力系統(tǒng)用作固定裝置，固定裝置包括氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)、1號(hào)發(fā)電機(jī)、氫氣穩(wěn)壓罐、2號(hào)發(fā)電機(jī)、氫氣壓縮單元、余氫吸收單元、金屬氫化物儲(chǔ)罐、尾氣處理排放系統(tǒng)、變電站、配電站、膨脹機(jī)、渦輪增壓機(jī)、1號(hào)溴化鋰制冷機(jī)和2號(hào)溴化鋰制冷機(jī)。金屬氫化物儲(chǔ)罐通過(guò)1號(hào)溴化鋰制冷機(jī)、氫氣壓縮單元和中間罐連接到膨脹機(jī)入口，膨脹機(jī)出口通過(guò)冷量回收器和氫氣穩(wěn)壓罐連接到氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)氫氣進(jìn)氣口?？諝馊肟谕ㄟ^(guò)空氣濾清器和渦輪增壓機(jī)的增壓段連接到進(jìn)氣歧管。氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣出口通過(guò)渦輪增壓機(jī)的渦輪室連接到尾氣處理排放系統(tǒng)。氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)與1號(hào)發(fā)電機(jī)同軸連接，膨脹機(jī)與2號(hào)發(fā)電機(jī)同軸連接， 1號(hào)發(fā)電機(jī)和2號(hào)發(fā)電機(jī)與變電站電路連接，變電站與配電站電路連接，配電站與外送電路連接。包括氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)和冷卻箱在內(nèi)的所有散熱設(shè)備及散熱管道外部均設(shè)有絕熱保溫層。氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)可以通過(guò)冷卻箱用氫氣直接冷卻來(lái)回收熱量，也可以通過(guò)冷卻箱采用另一種冷卻介質(zhì)冷卻氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)后，再與氫氣換熱來(lái)回收熱量。與汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)相同，氫氣壓縮單元是利用金屬氫化物的系統(tǒng)組合升高氫氣的壓力，從而轉(zhuǎn)化成動(dòng)力，對(duì)系統(tǒng)做功或發(fā)電，同時(shí)氫氣產(chǎn)生冷量。氫氣壓縮單元的形式可以是一種或多種，只要它能有效的利用發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)內(nèi)的熱量和系統(tǒng)內(nèi)的冷量轉(zhuǎn)化成壓力能對(duì)系統(tǒng)做功即可。金屬氫化物儲(chǔ)罐、氫氣壓縮單元和余氫吸收單元采用的金屬氫化物可以是相同的或不同的。每個(gè)設(shè)備的金屬氫化物可以是一種或多種混合。氫氣的儲(chǔ)存也可以采用有機(jī)溶劑來(lái)代替金屬氫化物儲(chǔ)氫。

本發(fā)明通過(guò)氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)-發(fā)電機(jī)相結(jié)合構(gòu)成的凈化環(huán)境空氣的氫能源汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)，回收工作過(guò)程的各種能量，達(dá)到能量利用最大化，提高了動(dòng)力系統(tǒng)的工作效率，有利于增大汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的動(dòng)力。氫能源汽車(chē)混合動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了能源和環(huán)境問(wèn)題的綠色環(huán)保車(chē)的概念，滿(mǎn)足了人們綠色出行的需要，又凈化了行駛過(guò)程中道路周?chē)目諝猸h(huán)境。通過(guò)尾氣余熱回收及凈化系統(tǒng)，既回收了尾氣的能量又減少了大氣污染，有利于降低燃料消耗和保護(hù)自然環(huán)境。本發(fā)明電動(dòng)-發(fā)電機(jī)采用多種方式與氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)連接，提高了氫能源汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)操作的靈活性。本發(fā)明氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)路況需要可分別采用濃燃模式和稀燃模式。濃燃模式下，通過(guò)余氫吸收單元回收尾氣中的過(guò)量氫氣，克服了傳統(tǒng)汽車(chē)濃燃時(shí)造成燃料浪費(fèi)和環(huán)境污染問(wèn)題。充分體現(xiàn)濃燃的優(yōu)點(diǎn)：馬力強(qiáng)勁、不易回火、不易爆燃、降低氮氧化物的生成和排放。本發(fā)明利用了金屬氫化物使汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)散熱和尾氣余熱直接轉(zhuǎn)化成動(dòng)力和電能，伴隨產(chǎn)生了大量的冷量，使系統(tǒng)效率顯著的升高。氫氣壓縮單元是利用金屬氫化物的系統(tǒng)組合升高氫氣的壓力，從而轉(zhuǎn)化成動(dòng)力，對(duì)系統(tǒng)做功或發(fā)電。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明凈化環(huán)境空氣的氫能源汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明另一實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為動(dòng)力系統(tǒng)用作固定裝置的流程示意圖；

圖4為汽車(chē)氫泄露保護(hù)系統(tǒng)的示意圖；

圖5為余氫吸收單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為尾氣零級(jí)凈化器的組成示意圖；

圖7為金屬氫化物儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為氫氣壓縮單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為氫氣壓縮單元?dú)錃鈸Q熱循環(huán)示意圖。

其中：其中：1—車(chē)體、2—電力總線、3—蓄電池、4—中央控制器、5—逆變器、6—1號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)、7—人工-自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、8—離合器、9—傳動(dòng)軸、10—金屬氫化物儲(chǔ)罐、11—隔溫涂層、12—傳動(dòng)系統(tǒng)、13—閥門(mén)、14—催化器、15—尾氣零級(jí)凈化器、16—尾氣換熱器、17—皮帶輪、18—?dú)錃鈮嚎s單元、19—金屬氫化物壓縮機(jī)反應(yīng)床、20—變速箱、21—熱介質(zhì)管路、22—曲軸、23—?jiǎng)恿M合器、24—冷卻箱、25—?dú)淙剂习l(fā)動(dòng)機(jī)、26—加氫口、27—膨脹機(jī)、28—渦輪增壓機(jī)、29—二號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)、30—車(chē)輪、31—半軸、32—驅(qū)動(dòng)橋、33—排放口、34—冷介質(zhì)管路、35—NO氧化器、36—活性炭吸附器、37—CO/VOC氧化器、38—顆粒物離子吸附器、39—換熱盤(pán)管、40—單向閥、41—空氣入口、42—空氣濾清器、43—余氫吸收單元、43A—A吸收器、43B—B吸收器、44—?dú)錃饩彌_罐、 45—?dú)湫孤侗Ｗo(hù)單元、46—?dú)涔苈繁Ｗo(hù)套、47—?dú)錃膺M(jìn)口、48—?dú)錃獬隹凇?9—余氫吸收單元加熱線圈、50—儲(chǔ)罐加熱線圈、51—尾氣管路、52—進(jìn)氣歧管、53—?dú)錃膺M(jìn)氣口、54—罐體、55—變電站、56—配電站、57-1—1號(hào)溴化鋰制冷機(jī)、57-2—2號(hào)溴化鋰制冷機(jī)、58—三通閥、59—?dú)錃夥€(wěn)壓罐、60—中間罐、61—微量氫氣回收泵、62—冷量回收器、63—熱回收氫氣泵、64—冷回收氫氣泵、65—內(nèi)筒、66—1號(hào)發(fā)電機(jī)、67—2號(hào)發(fā)電機(jī)、68—?dú)湫孤侗Ｗo(hù)罩、69—?dú)錃馔庋h(huán)管路、70—?dú)錃庋h(huán)泵、71—?dú)錃庋h(huán)出口、72—?dú)錃庋h(huán)入口、73—壓縮機(jī)反應(yīng)床進(jìn)口、74—壓縮機(jī)反應(yīng)床出口、75—?dú)錃鈨?nèi)循環(huán)管路、76—壓縮機(jī)反應(yīng)床加熱線圈、100—車(chē)輛。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明保護(hù)范圍不限于實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在權(quán)利要求限定的范圍內(nèi)做出任何改動(dòng)也屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

本發(fā)明凈化環(huán)境空氣的氫能源汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)，如圖1所示，包括車(chē)體1、控制系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)12、催化器14、尾氣處理排放系統(tǒng)、逆變器5、1號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)6、2號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)29、氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)25，金屬氫化物儲(chǔ)罐10、氫氣穩(wěn)壓罐59、蓄電池3、氫氣壓縮單元18、膨脹機(jī)27、渦輪增壓機(jī)28、1號(hào)溴化鋰制冷機(jī)57-1、2號(hào)溴化鋰制冷機(jī)57-2、空氣濾清器42和動(dòng)力組合器23?？刂葡到y(tǒng)包括中央控制器4、電力總線2和人工-自動(dòng)駕駛系統(tǒng)7，中央控制器4與電力總線、蓄電池和逆變器5通信連接，與人工-自動(dòng)駕駛系統(tǒng)控制連接。蓄電池與電力總線和逆變器電路連接，逆變器與1號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)和2號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)電路連接。1號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)一端通過(guò)離合器與氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)同軸連接，另一端通過(guò)離合器與動(dòng)力組合器連接。2號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)一端通過(guò)離合器與膨脹機(jī)同軸連接，另一端通過(guò)離合器與動(dòng)力組合器連接，動(dòng)力組合器通過(guò)傳動(dòng)軸與傳動(dòng)系統(tǒng)連接。傳動(dòng)系統(tǒng)包括變速箱20、傳動(dòng)軸9、驅(qū)動(dòng)橋32和半軸31，變速箱20通過(guò)傳動(dòng)軸9與驅(qū)動(dòng)橋連接，驅(qū)動(dòng)橋通過(guò)半軸連接到車(chē)輪30。渦輪增壓機(jī)包括渦輪室和增壓段，氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)有進(jìn)氣歧管52、氫氣進(jìn)氣口53和尾氣出口。金屬氫化物儲(chǔ)罐的氫氣出口通過(guò)1號(hào)溴化鋰制冷機(jī)、氫氣壓縮單元和中間罐60連接到膨脹機(jī)入口，膨脹機(jī)出口通過(guò)冷量回收器62和氫氣穩(wěn)壓罐連接到氫氣進(jìn)氣口?？諝馊肟?1通過(guò)空氣濾清器42和渦輪增壓機(jī)的增壓段連接到進(jìn)氣歧管，氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣出口通過(guò)渦輪室連接到尾氣處理排放系統(tǒng)，用尾氣的攜帶的能量驅(qū)動(dòng)渦輪增壓機(jī)做功壓縮助燃空氣。尾氣處理排放系統(tǒng)包括催化器14、尾氣換熱器16、余氫吸收單元43、尾氣零級(jí)凈化器15和排放口33，催化器通過(guò)閥門(mén)與尾氣換熱器連接，尾氣換熱器、余氫吸收單元、尾氣零級(jí)凈化器和排放口依次連接，尾氣換熱器與尾氣零級(jí)凈化器之間設(shè)有旁路。如圖5所示余氫吸收單元包括A吸收器43A和B吸收器43B，A吸收器和B吸收器分別設(shè)有余氫吸收單元加熱夾套和余氫吸收單元加熱線圈49。余氫吸收單元加熱夾套設(shè)有夾套入口和夾套出口，催化器出口一路連接到夾套入口，夾套出口連接到尾氣換熱器入口。A吸收器43A和B吸收器43B交替進(jìn)行吸氫和放氫。

氫能源發(fā)動(dòng)機(jī)帶有冷卻箱24，氫氣緩沖罐44用于循環(huán)介質(zhì)緩沖作用，循環(huán)介質(zhì)為氫氣。氫氣緩沖罐設(shè)有三路出口和兩路入口，一路出口通過(guò)熱回收氫氣泵63連接到冷卻箱。冷卻箱氫氣出口分為兩路，一路連接到催化器加氫口，另一路連接到尾氣換熱器16。尾氣換熱器出口分為兩路，一路通過(guò)金屬氫化物儲(chǔ)罐10的換熱盤(pán)管39連接到2號(hào)溴化鋰制冷機(jī)，另一路通過(guò)氫氣壓縮單元18的熱介質(zhì)管路21連接到2號(hào)溴化鋰制冷機(jī)， 2號(hào)溴化鋰制冷機(jī)連接到氫氣緩沖罐，形成熱回收循環(huán)回路。氫氣緩沖罐的另一路出口經(jīng)冷量回收器62連接到冷回收氫氣泵64，冷回收氫氣泵出口通過(guò)2號(hào)溴化鋰制冷機(jī)、1號(hào)溴化鋰制冷機(jī)57-1和氫氣壓縮單元18的冷介質(zhì)管路34連接到氫氣緩沖罐，形成冷回收循環(huán)回路。氫氣緩沖罐的第三路出口通過(guò)進(jìn)氣歧管52連接到氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。

如圖7所示，金屬氫化物儲(chǔ)罐10包括罐體54和內(nèi)筒65，罐體內(nèi)部涂裝隔溫涂層11，罐體與內(nèi)筒之間設(shè)有儲(chǔ)罐加熱線圈50和換熱盤(pán)管39，通過(guò)換熱盤(pán)管采用換熱方式和/或通過(guò)儲(chǔ)罐加熱線圈采用電加熱方式加熱金屬氫化物儲(chǔ)罐放出氫氣。如圖8所示，氫氣壓縮單元18設(shè)有6臺(tái)單級(jí)金屬氫化物壓縮機(jī)反應(yīng)床19，金屬氫化物壓縮機(jī)反應(yīng)床分別設(shè)有介質(zhì)入口、介質(zhì)出口、壓縮機(jī)反應(yīng)床進(jìn)口73、壓縮機(jī)反應(yīng)床出口74和壓縮機(jī)反應(yīng)床加熱線圈76，介質(zhì)入口通過(guò)三通閥58與熱介質(zhì)管路21和冷介質(zhì)管路34連接，介質(zhì)出口通過(guò)閥門(mén)13與氫氣緩沖罐44連接。冷卻介質(zhì)為冷回收循環(huán)回路來(lái)的氫氣，加熱介質(zhì)為熱回收循環(huán)回路來(lái)的氫氣，熱介質(zhì)管路和冷介質(zhì)管路可以通過(guò)三通閥進(jìn)行切換。壓縮機(jī)反應(yīng)床進(jìn)口73通過(guò)三通閥與氫氣進(jìn)口47和氫氣循環(huán)入口72連接，壓縮機(jī)反應(yīng)床出口74通過(guò)三通閥與氫氣出口48和氫氣循環(huán)出口71連接。金屬氫化物儲(chǔ)罐10通過(guò)氫氣進(jìn)口連接到氫氣壓縮單元，氫氣壓縮單元通過(guò)氫氣出口連接到中間罐。如圖9所示，氫氣壓縮單元設(shè)有氫氣外循環(huán)管路69、氫氣循環(huán)泵70和氫氣內(nèi)循環(huán)管路75；氫氣循環(huán)入口和氫氣循環(huán)出口均可通過(guò)三通閥的切換，分別連接到氫氣外循環(huán)管路和氫氣內(nèi)循環(huán)管路，氫氣外循環(huán)管路上設(shè)有氫氣循環(huán)泵70。

金屬氫化物儲(chǔ)罐中的低壓氫氣經(jīng)過(guò)氫氣壓縮單元加壓后，進(jìn)入到中間罐然后推動(dòng)膨脹機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后降壓冷卻，降壓冷卻后的氫氣先通過(guò)冷量回收器與從氫氣緩沖罐來(lái)的氫氣換冷后，送入氫氣穩(wěn)壓罐；最后噴入氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒做功。

如圖4所示，所述汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)有氫泄露保護(hù)單元45，汽車(chē)混合動(dòng)力系統(tǒng)的氫氣管路設(shè)有氫管路保護(hù)套46，金屬氫化物儲(chǔ)罐10、氫氣壓縮單元18、氫氣中間罐60、氫氣緩沖罐44、氫氣穩(wěn)壓罐59、氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)25、冷卻箱24、渦輪增壓機(jī)28、催化器14、尾氣換熱器16、余氫吸收單元43、熱回收氫氣泵63、膨脹機(jī)27、冷回收氫氣泵64、冷量回收器62、1號(hào)溴化鋰制冷單元57-1、2號(hào)溴化鋰制冷單元57-2的外部包覆氫泄露保護(hù)罩68。氫泄露保護(hù)單元連接到氫管路保護(hù)套和各設(shè)備的氫泄露保護(hù)罩。氫泄露保護(hù)單元45的保護(hù)介質(zhì)為氮?dú)狻涔苈繁Ｗo(hù)套和氫泄露保護(hù)罩都為嚴(yán)格密封，其外部設(shè)有絕熱保溫層。包括氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)和冷卻箱在內(nèi)的所有散熱設(shè)備及散熱管道外部也均設(shè)有絕熱保溫層。氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)可以通過(guò)冷卻箱用氫氣直接冷卻來(lái)回收熱量，也可以通過(guò)冷卻箱采用另一種冷卻介質(zhì)冷卻氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)后，再與氫氣換熱來(lái)回收熱量。

如圖6所示，尾氣零級(jí)凈化器由NO氧化器35、活性炭吸附器36、CO/VOC氧化器37和顆粒物離子吸附器38四個(gè)模塊組成， NO氧化器、活性炭吸附器、CO/VOC氧化器和顆粒物離子吸附器依次連接。NO氧化器是將初段處理后的微量的一氧化氮催化氧化成二氧化氮，活性炭吸附器是活性炭吸附二氧化氮， CO/VOC氧化器是微量的一氧化碳和有機(jī)物VOC催化氧化成二氧化碳和水，顆粒物離子吸附器的作用是吸附顆粒物。排放尾氣中氮氧化物含量≤5μg/Nm³，顆粒物PM2.5≤10μg/Nm³。

本發(fā)明凈化環(huán)境空氣的氫能源汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的工作方式為，1號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)6一端通過(guò)離合器8與氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)25同軸連接，另一端通過(guò)離合器與動(dòng)力組合器23連接，2號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)29一端通過(guò)離合器與膨脹機(jī)同軸連接，另一端通過(guò)離合器與動(dòng)力組合器23連接，通過(guò)動(dòng)力組合器實(shí)現(xiàn)四元?jiǎng)恿︱?qū)動(dòng)，再通過(guò)變速箱與驅(qū)動(dòng)橋連接，驅(qū)動(dòng)汽車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)。各個(gè)動(dòng)力設(shè)備通過(guò)離合器的斷開(kāi)/連接，可以實(shí)現(xiàn)單個(gè)或多個(gè)動(dòng)力設(shè)備驅(qū)動(dòng)。其工作模式包括怠速起停、電機(jī)助力驅(qū)動(dòng)、電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)工作、制動(dòng)能量回收、發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)行車(chē)同時(shí)電機(jī)發(fā)電等。電動(dòng)-發(fā)電機(jī)在行車(chē)過(guò)程中可以起到啟動(dòng)、助力、發(fā)電以及獨(dú)立驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的功能。盡量使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高效區(qū)，同時(shí)將制動(dòng)能量回收，最大化地減少了能量損失，同時(shí)取消了完全怠速工況，采用了怠速起停模式，改善了尾氣排放。氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)分為濃燃和稀燃兩種工況，在需要高扭矩如上坡等情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)采取濃燃工況，燃空比大于1.1，并同時(shí)啟動(dòng)余氫吸收單元回收尾氣中的氫氣，回收的氫氣送到氫氣緩沖罐。在低扭矩如平地均速等情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)采用稀燃工況，燃空比小于0.7，并同時(shí)打開(kāi)催化器的加氫閥門(mén)加入氫氣還原氮氧化物，降低NOx的排放。

氫氣壓縮單元的壓縮過(guò)程分為六個(gè)階段：階段一為介質(zhì)冷卻過(guò)程，關(guān)閉金屬氫化物壓縮機(jī)反應(yīng)床的壓縮機(jī)反應(yīng)床入口和壓縮機(jī)反應(yīng)床出口，打開(kāi)介質(zhì)入口并通過(guò)三通閥切換連通到冷介質(zhì)管路，將金屬氫化物壓縮機(jī)反應(yīng)床冷卻到吸氫溫度；階段二為吸氫過(guò)程，打開(kāi)壓縮機(jī)反應(yīng)床入口并切換連通到氫氣進(jìn)口，吸收從金屬氫化物儲(chǔ)罐來(lái)的低壓氫氣，吸氫放出的熱量也由冷卻介質(zhì)帶走；階段三為內(nèi)循環(huán)換熱升溫過(guò)程，吸氫達(dá)到預(yù)定時(shí)間后，介質(zhì)入口關(guān)閉，壓縮機(jī)反應(yīng)床入口切換連通到氫氣循環(huán)入口，氫氣循環(huán)入口通過(guò)氫氣內(nèi)循環(huán)管路與另一個(gè)處于內(nèi)循環(huán)換熱降溫過(guò)程的壓縮機(jī)反應(yīng)床的氫氣循環(huán)出口連通，并打開(kāi)壓縮機(jī)反應(yīng)床出口切換連通到氫氣循環(huán)出口，氫氣循環(huán)出口通過(guò)氫氣外循環(huán)管路與處于內(nèi)循環(huán)換熱降溫過(guò)程的壓縮機(jī)反應(yīng)床的氫氣循環(huán)入口連通，同時(shí)通過(guò)氫氣循環(huán)泵使氫氣在兩個(gè)壓縮機(jī)反應(yīng)床之間循環(huán)流動(dòng)進(jìn)行換熱；階段四為介質(zhì)加熱過(guò)程，壓縮機(jī)反應(yīng)床充分換熱升至一定溫度后，壓縮機(jī)反應(yīng)床入口和出口關(guān)閉，介質(zhì)入口切換連通到熱介質(zhì)管路，將金屬氫化物壓縮機(jī)反應(yīng)床加熱到放氫溫度；階段五為放氫過(guò)程，金屬氫化物壓縮機(jī)反應(yīng)床加熱到放氫溫度后，壓縮機(jī)反應(yīng)床出口打開(kāi)并切換連通到中間罐，放出高壓氫氣；階段六為內(nèi)循環(huán)換熱降溫過(guò)程，壓縮機(jī)反應(yīng)床出口切換連通到氫氣循環(huán)出口，氫氣循環(huán)出口通過(guò)內(nèi)循環(huán)管路與另一個(gè)處于內(nèi)循環(huán)換熱升溫過(guò)程的壓縮機(jī)反應(yīng)床的氫氣循環(huán)入口連通，打開(kāi)壓縮機(jī)反應(yīng)床入口并切換連通到氫氣循環(huán)入口，通過(guò)氫氣外循環(huán)管路與處于內(nèi)循環(huán)換熱升溫過(guò)程的壓縮機(jī)反應(yīng)床的氫氣循環(huán)出口連通，并通過(guò)氫氣循環(huán)泵使氫氣在兩個(gè)壓縮機(jī)反應(yīng)床之間循環(huán)流動(dòng)進(jìn)行換熱，充分換熱后重新進(jìn)入到階段一的工作過(guò)程，如此重復(fù)。

金屬氫化物儲(chǔ)罐為圓柱形，包括罐體和內(nèi)筒，罐體內(nèi)部涂裝隔溫涂層，罐體與內(nèi)筒之間設(shè)有儲(chǔ)罐加熱線圈和換熱盤(pán)管，金屬氫化物儲(chǔ)罐可以采用電加熱和氫氣加熱兩種方式，電加熱和氫氣加熱可以采用局部加熱，也可以采用整體加熱。金屬氫化物儲(chǔ)罐罐體內(nèi)部有隔溫涂層，在停車(chē)時(shí)由于金屬氫化物儲(chǔ)罐內(nèi)部有大量的氫氣和高溫，隨著溫度下降氫氣被金屬氫化物吸收放出熱量可以保溫較長(zhǎng)時(shí)間，在保溫期內(nèi)啟動(dòng)汽車(chē)可用此熱量加熱相關(guān)部件使汽車(chē)熱啟動(dòng)。放出的熱量也可以用于車(chē)廂內(nèi)的采暖和蓄電池的保溫。冷卻箱24的冷卻介質(zhì)為氫氣，冷卻箱的熱量由氫氣間接冷卻帶走，保證氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻效果的同時(shí)回收余熱，加熱氫氣到90℃。氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)排出的高溫尾氣，經(jīng)過(guò)氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣換熱器回收其高溫余熱。尾氣換熱器的循環(huán)工作介質(zhì)為氫氣，90℃較低溫度的氫氣進(jìn)入尾氣換熱器，加熱到400±20℃作為金屬氫化物儲(chǔ)罐的熱源。金屬氫化物儲(chǔ)罐10中裝載金屬鎂氫化物MgH2。氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中有害物質(zhì)含量約為氮氧化物130mg/Nm3、顆粒物PM2.5 250μg/Nm3，，經(jīng)過(guò)催化器14和尾氣零級(jí)凈化器15處理凈化后，尾氣中有害物質(zhì)含量降低到氮氧化物2μg/Nm3、顆粒物PM2.5 7μg/Nm3。催化器14、尾氣零級(jí)凈化器15為二段凈化裝置，催化器類(lèi)似于汽車(chē)的三元催化裝置，將氮氧化物經(jīng)過(guò)氫氣還原處理。催化器加氫由中央控制器自動(dòng)控制，當(dāng)氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)采用稀燃時(shí)（燃空比小于1）尾氣中氫氣含量很少，中央控制器自動(dòng)控制打開(kāi)閥門(mén)加入氫氣，使氮氧化物還原成為氮?dú)夂退?。?dāng)氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)采用濃燃時(shí)（燃空比大于1）尾氣中含有過(guò)量的氫氣可以用于氮氧化物的還原，中央控制器自動(dòng)控制關(guān)閉加氫閥門(mén)，同時(shí)通過(guò)閥門(mén)切換，使尾氣進(jìn)入余氫吸收單元43將過(guò)量的氫氣吸附回收。如圖5所示，尾氣首先進(jìn)入余氫吸收單元43的吸收器43A將其中的過(guò)量氫氣用吸附劑吸收，吸收后的尾氣經(jīng)過(guò)尾氣零級(jí)凈化器到排放口33排放，當(dāng)吸收器43A的吸附劑吸氫飽和后，通過(guò)閥門(mén)切換尾氣進(jìn)入余氫吸收單元43的吸收器43B將其中的過(guò)量氫氣用吸附劑吸收，吸收后的尾氣經(jīng)過(guò)尾氣零級(jí)凈化器到排放口33排放。吸收器43A和吸收器43B交替吸氫、放氫的過(guò)程，切換完成尾氣中氫氣的回收。吸收劑為金屬氫化物鈣氫化物CaH2。催化器、尾氣零級(jí)凈化器不僅對(duì)氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的氮氧化物和顆粒物起到凈化作用，同時(shí)對(duì)吸入的空氣也起到凈化作用。優(yōu)良級(jí)的空氣指標(biāo)為氮氧化物約30μg/Nm3、顆粒物PM2.5≤50μg/Nm3，本發(fā)明汽車(chē)尾氣排放指標(biāo)為氮氧化物2μg/Nm3、顆粒物PM2.5 7μg/Nm3。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，不僅沒(méi)有尾氣排放污染，還對(duì)吸入的環(huán)境空氣起到凈化作用，不論汽車(chē)運(yùn)行還是怠速都是一臺(tái)空氣凈化器，走到哪里就把環(huán)境空氣凈化到哪里，吸入有污染、有霧霾的空氣反而排出潔凈的尾氣，以彌補(bǔ)汽車(chē)給社會(huì)帶來(lái)的不便。

實(shí)施例2

本發(fā)明另一種實(shí)施方式如圖2所示，包括車(chē)體1、控制系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)12、催化器14、尾氣處理排放系統(tǒng)、逆變器5、1號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)6、氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)25，金屬氫化物儲(chǔ)罐10、氫氣穩(wěn)壓罐59、蓄電池3、氫氣壓縮單元18、膨脹機(jī)27、渦輪增壓機(jī)28、1號(hào)溴化鋰制冷機(jī)57-1、2號(hào)溴化鋰制冷機(jī)57-2、空氣濾清器42和動(dòng)力組合器23。蓄電池與電力總線和逆變器電路連接，逆變器與1號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)電路連接。1號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)通過(guò)皮帶輪17與氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸22一端傳動(dòng)連接，氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的另一端通過(guò)離合器8與動(dòng)力組合器23連接，膨脹機(jī)通過(guò)離合器連接到動(dòng)力組合器，動(dòng)力組合器通過(guò)傳動(dòng)軸與傳動(dòng)系統(tǒng)連接。傳動(dòng)系統(tǒng)包括變速箱20、傳動(dòng)軸9、驅(qū)動(dòng)橋32和半軸31，變速箱20通過(guò)傳動(dòng)軸9與驅(qū)動(dòng)橋連接，驅(qū)動(dòng)橋通過(guò)半軸連接到車(chē)輪30。渦輪增壓機(jī)包括渦輪室和增壓段，氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)有進(jìn)氣歧管52、氫氣進(jìn)氣口53和尾氣出口。金屬氫化物儲(chǔ)罐的氫氣出口通過(guò)1號(hào)溴化鋰制冷機(jī)、氫氣壓縮單元和中間罐60連接到膨脹機(jī)入口，膨脹機(jī)出口通過(guò)冷量回收器62和氫氣穩(wěn)壓罐連接到氫氣進(jìn)氣口和/或進(jìn)氣歧管?？諝馊肟谕ㄟ^(guò)空氣濾清器和增壓段連接到進(jìn)氣歧管，尾氣出口通過(guò)渦輪室連接到尾氣處理排放系統(tǒng)。尾氣處理排放系統(tǒng)包括催化器14、尾氣換熱器16、余氫吸收單元43、尾氣零級(jí)凈化器15和排放口33，催化器通過(guò)閥門(mén)與尾氣換熱器連接，尾氣換熱器、余氫吸收單元、尾氣零級(jí)凈化器和排放口依次連接，尾氣換熱器與尾氣零級(jí)凈化器之間設(shè)有旁路。如圖5所示余氫吸收單元包括A吸收器43A和B吸收器43B，A吸收器和B吸收器分別設(shè)有余氫吸收單元加熱夾套和余氫吸收單元加熱線圈49。余氫吸收單元加熱夾套設(shè)有夾套入口和夾套出口，催化器出口一路連接到夾套入口，夾套出口連接到尾氣換熱器入口。A吸收器43A和B吸收器43B吸氫放氫交替進(jìn)行。本實(shí)施例的其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。

本實(shí)施方式的工作方式為，1號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)6通過(guò)皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)25前端連接，氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的后端通過(guò)離合器與動(dòng)力組合器23連接，膨脹機(jī)通過(guò)離合器與動(dòng)力組合器連接，通過(guò)動(dòng)力組合器實(shí)現(xiàn)三元?jiǎng)恿︱?qū)動(dòng)，再通過(guò)變速箱與驅(qū)動(dòng)橋連接，驅(qū)動(dòng)汽車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)。1號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)一方面作為電動(dòng)機(jī)快速拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到怠速以上轉(zhuǎn)速，另一方面作為發(fā)電機(jī)給蓄電池充電。汽車(chē)起步時(shí)，1號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)通過(guò)皮帶傳動(dòng)快速啟動(dòng)氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，將氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由零增加至怠速以上，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)自動(dòng)起停。正常行駛工況下，由氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)1號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)發(fā)電，給蓄電池充電。這種連接的基本工作模式為：（1）起動(dòng)工況，1號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)在短時(shí)間內(nèi)將發(fā)動(dòng)機(jī)加速至怠速轉(zhuǎn)速以上，然后發(fā)動(dòng)機(jī)才開(kāi)始工作。（2）停車(chē)工況，控制系統(tǒng)自動(dòng)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)供氫，發(fā)動(dòng)機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)。（3）減速工況，駕駛員踩下制動(dòng)踏板，向1號(hào)電動(dòng)-發(fā)電機(jī)傳送信號(hào)，使其將車(chē)輛的動(dòng)能傳化為電能并存儲(chǔ)起來(lái)。（4）正常行駛工況，發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作。

實(shí)施例3

本發(fā)明再一實(shí)施方式如圖3所示，動(dòng)力系統(tǒng)用作固定裝置，包括氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)25、1號(hào)發(fā)電機(jī)66、氫氣穩(wěn)壓罐59、2號(hào)發(fā)電機(jī)67、氫氣壓縮元18、余氫吸收單元43、金屬氫化物儲(chǔ)罐10、尾氣處理排放系統(tǒng)、變電站55、配電站56、膨脹機(jī)27、渦輪增壓機(jī)28、1號(hào)溴化鋰制冷機(jī)57-1和2號(hào)溴化鋰制冷機(jī)57-2。金屬氫化物儲(chǔ)罐通過(guò)1號(hào)溴化鋰制冷機(jī)、氫氣壓縮單元和中間罐60連接到膨脹機(jī)入口，膨脹機(jī)出口通過(guò)冷量回收器62和氫氣穩(wěn)壓罐連接到氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)氫氣進(jìn)氣口53?？諝馊肟?1通過(guò)空氣濾清器42和渦輪增壓機(jī)28的增壓段連接到進(jìn)氣歧管。氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣出口通過(guò)渦輪增壓機(jī)的渦輪室連接到尾氣處理排放系統(tǒng)。氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)與1號(hào)發(fā)電機(jī)同軸連接，膨脹機(jī)與2號(hào)發(fā)電機(jī)同軸連接， 1號(hào)發(fā)電機(jī)和2號(hào)發(fā)電機(jī)與變電站電路連接，變電站與配電站電路連接，配電站與外送電路連接。氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)1號(hào)發(fā)電機(jī)發(fā)電，膨脹機(jī)驅(qū)動(dòng)2號(hào)發(fā)電機(jī)發(fā)電， 1號(hào)發(fā)電機(jī)和2號(hào)發(fā)電機(jī)發(fā)生的電力通過(guò)變電站變成高壓電，通過(guò)配電站和外送電路并入電網(wǎng)。

包括氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)和冷卻箱在內(nèi)的所有散熱設(shè)備及散熱管道外部均設(shè)有絕熱保溫層。氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)可以通過(guò)冷卻箱用氫氣直接冷卻來(lái)回收熱量，也可以通過(guò)冷卻箱采用另一種冷卻介質(zhì)冷卻氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)后，再與氫氣換熱來(lái)回收熱量。與汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)相同，氫氣壓縮單元是利用金屬氫化物的系統(tǒng)組合升高氫氣的壓力，從而轉(zhuǎn)化成動(dòng)力，對(duì)系統(tǒng)做功或發(fā)電，同時(shí)氫氣產(chǎn)生冷量。氫氣壓縮單元的形式可以是一種或多種，只要它能有效的利用發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)內(nèi)的熱量和系統(tǒng)內(nèi)的冷量轉(zhuǎn)化成壓力能對(duì)系統(tǒng)做功即可。金屬氫化物儲(chǔ)罐、氫氣壓縮單元和余氫吸收單元采用的金屬氫化物可以是相同的或不同的。每個(gè)設(shè)備的金屬氫化物可以是一種或多種混合。氫氣的儲(chǔ)存也可以采用有機(jī)溶劑來(lái)代替金屬氫化物儲(chǔ)氫。本實(shí)施例的其余部分的結(jié)構(gòu)和操作與實(shí)施例1相同。