燃料电池集成化布置的工程机械车辆的制作方法

本技术属于工程机械车辆，具体涉及一种燃料电池集成化布置的工程机械车辆。

背景技术：

1、由于燃料电池发展越为成熟，其在铁路工程机械领域的应用也越来越广泛，但系统可靠性和安全性仍存在很大隐患：1、储氢瓶自身压力过大，任何撞击均存在爆炸风险，且其内无色无味的氢气泄露，人员无法及时观察预防，存在爆炸隐患，导致人员伤亡；制动电阻工作过程中，出风口温度不低于400℃，其周边温度也不低于100℃，容易造成人员严重烫伤；因此储氢瓶和制动电阻的安装布置不好，会存在安全隐患；2、燃料电池散热器为燃料电池配套设备，在氢气发电时，将过程中的热量通过散热器进行消耗，但其散热器自身最高温度不会超过80℃，散热器出口温度基本不超过40℃，但必须保证散热器出风口通风良好；动力电池属于高压设备；燃料电池散热器和动力电池均属于无需操作的设备；3、燃料电池和牵引逆变器作为车辆主要动力源和控制单元，车辆上电前，可能存在人员操作总断路器控制，以及观察设备运行状态指示灯，因此燃料电池和牵引逆变器均为有可能操作的高压设备，设置位置要便于人员操作。

2、上述可知，现有燃料电池安全性隐患较大，目前无法在控制方面有效的解决其安全隐患，特别是燃料电池系统氢气泄露可能引起爆炸风险。为保证燃料电池各系统安全可靠，以及整车财产安全和人员生命安全，因此针对现有用于工程机械车辆上的燃料电池系统各设备的特性和优劣式进行详细分析，集合车辆空间进行合理布置具有一定的必要性。

技术实现思路

1、本实用新型解决的技术问题：提供一种燃料电池集成化布置的工程机械车辆，本实用新型依据各设备特性和车辆空间，以安全性和可靠性为原则，对车辆上的燃料电池系统等设备进行设备最优化布置，提高车辆运行的安全性和可靠性。

2、为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案：

3、燃料电池集成化布置的工程机械车辆，包括车架，所述车架下部两端设有转向架，所述车架上部两端均设有车体，所述车架上部中间设有作业装置，所述车架上设有燃料电池系统，所述燃料电池系统包括储氢瓶、燃料电池、燃料电池散热器和充电机；所述车辆上还设有动力电池、牵引逆变器、牵引电机和制动电阻；

4、所述储氢瓶和制动电阻固定在车体顶部，所述燃料电池、充电机和牵引逆变器固定在车体内部的电气间内，所述料电池散热器和动力电池固定在车架下部，所述牵引电机与转向架的输入连接。

5、其中，所述储氢瓶与燃料电池连接，所述燃料电池通过dc/dc模块与牵引逆变器输入口连接，所述动力电池与牵引逆变器输入口连接，所述牵引逆变器的输入口通过辅助变流器与辅助回路连接，所述牵引逆变器的输出口与牵引电机连接；所述燃料电池散热器与燃料电池连通，所述制动电阻与牵引逆变器连接，所述充电机与动力电池连接。

6、进一步地，所述车体包括ⅰ端司机室和ⅱ端司机室，所述车架上部一端固定ⅰ端司机室，所述车架上部另一端固定ⅱ端司机室，所述储氢瓶固定在ⅰ端司机室的顶部，所述制动电阻固定在ⅱ端司机室的顶部；所述ⅰ端司机室后部设有电气间。

7、进一步地，所述电气间内部还设有辅助电源柜，所述ⅱ端司机室内部设有三项设备及电气柜，所述车体内设有空调，所述车架上部设有空调室外机。

8、进一步地，所述作业装置包括支臂回转平台。

9、本实用新型与现有技术相比的优点：

10、1、本方案依据各设备特性和车辆空间，以安全性和可靠性为原则，对车辆上的燃料电池系统等设备进行设备最优化布置，提高车辆运行的安全性和可靠性；

11、2、本方案中将储氢瓶及其管路转接口均布置在车顶，易于通风，保证绝对通风，稀释氢气浓度，避免爆炸隐患；将制动电阻布置在车顶，产生的高温气体远离人员活动区域，保证人员和设备的安全距离，保证人员安全；

12、3、本方案中将燃料电池和牵引逆变器等有可能操作的高压设备，布置于车辆设置的电气间内，设置独立隔间，在人员活动区域增设防护栏，在不影响设备操作的条件下，保证了人员安全；

13、4、本方案中将料电池散热器和动力电池等无需操作的设备，悬挂于车辆车架下，远离人员，冷却系统安装车外满足出风散热需求，以提高散热器的散热性能；动力电池输出高压可保证人员安全，杜绝动力电池出现高压危险；

14、5、本方案中的作业装置需要进行接触网和轨旁立柱的检修，布置于车辆中部车架上，能够很好的满足作业车作业条件需求。

技术特征：

1.燃料电池集成化布置的工程机械车辆，包括车架(1)，所述车架(1)下部两端设有转向架，所述车架(1)上部两端均设有车体，所述车架(1)上部中间设有作业装置(4)，其特征在于：所述车架(1)上设有燃料电池系统，所述燃料电池系统包括储氢瓶(5)、燃料电池(6)、燃料电池散热器(7)和充电机(8)；所述车辆上还设有动力电池(9)、牵引逆变器(10)、牵引电机(11)和制动电阻(12)；

2.根据权利要求1所述的燃料电池集成化布置的工程机械车辆，其特征在于：所述储氢瓶(5)与燃料电池(6)连接，所述燃料电池(6)通过dc/dc模块与牵引逆变器(10)输入口连接，所述动力电池(9)与牵引逆变器(10)输入口连接，所述牵引逆变器(10)的输入口通过辅助变流器与辅助回路连接，所述牵引逆变器(10)的输出口与牵引电机(11)连接；所述燃料电池散热器(7)与燃料电池(6)连通，所述制动电阻(12)与牵引逆变器(10)连接，所述充电机(8)与动力电池(9)连接。

3.根据权利要求1所述的燃料电池集成化布置的工程机械车辆，其特征在于：所述车体包括ⅰ端司机室(2)和ⅱ端司机室(3)，所述车架(1)上部一端固定ⅰ端司机室(2)，所述车架(1)上部另一端固定ⅱ端司机室(3)，所述储氢瓶(5)固定在ⅰ端司机室(2)的顶部，所述制动电阻(12)固定在ⅱ端司机室(3)的顶部；所述ⅰ端司机室(2)后部设有电气间。

4.根据权利要求3所述的燃料电池集成化布置的工程机械车辆，其特征在于：所述电气间内部还设有辅助电源柜(13)，所述ⅱ端司机室(3)内部设有三项设备及电气柜(14)，所述车体内设有空调，所述车架(1)上部设有空调室外机(15)。

5.根据权利要求1所述的燃料电池集成化布置的工程机械车辆，其特征在于：所述作业装置(4)包括支臂回转平台。

技术总结提供一种燃料电池集成化布置的工程机械车辆，属于工程机械车辆技术领域。包括车架，车架下部两端设有转向架，车架上部两端均设有车体，车架上部中间设有作业装置，车架上设有燃料电池系统，燃料电池系统包括储氢瓶、燃料电池、燃料电池散热器和充电机；车辆上还设有动力电池、牵引逆变器、牵引电机和制动电阻；储氢瓶和制动电阻固定在车体顶部，燃料电池、充电机和牵引逆变器固定在车体内部的电气间内，料电池散热器和动力电池固定在车架下部，牵引电机与转向架的输入连接。本技术依据各设备特性和车辆空间，以安全性和可靠性为原则，对车辆上的燃料电池系统等设备进行设备最优化布置，提高车辆运行的安全性和可靠性。技术研发人员：侯小刚,孟刚刚,王满成,王泽亚,张高锋,李华伟,朱红军受保护的技术使用者：宝鸡中车时代工程机械有限公司技术研发日：20231122技术公布日：2024/6/23