科创中国
基于冗余式固态储氢法的多源能量协同式氨氢复合动力系统
发布时间: 2022-12-06
来源: 科技服务团
基本信息
合作方式：
技术服务
成果类型：
发明专利
行业领域：
新能源产业
成果介绍
本发明的目的在于提供基于冗余式固态储氢法的多源能量协同式氨氢复合动力系统，包括预燃式氨氢燃料发动机、电机、齿轮箱、螺旋桨、燃料供给储存系统，预燃式氨氢燃料发动机、电机分别连接齿轮箱，齿轮箱连接螺旋桨，预燃式氨氢燃料发动机包括氢燃料气轨、氨燃料气轨、预燃室、气缸，气缸分别连接进气道和排气管，进气道上分别安装进气阀和氨燃料喷射阀，氨燃料喷射阀连接氨燃料气轨，氢燃料气轨通过氢燃料喷嘴连接预燃室；本发明SCR后处理系统以及废气涡轮增压器的引入提高系统热效率的同时也实现了其尾气的处理，复合动力系统减少了发动机氮氧化物的总排放量，减轻了SCR系统的工作负担，使氮氧化物得到充分吸收，实现整个系统的零污染零排放。
成果亮点
1、本发明采用受热管理控制的燃料供给储存系统进行氨燃料的供给和裂解以及氢燃料的储存和输送，实现氨氢燃料的高效安全供给；
2、本发明采用带有预燃室引燃形式的氨氢燃料发动机，实现氨燃料的高效燃烧，通过氮气的引入调节燃烧环境和氢气密度，达到控制氨氢混合燃料的燃烧，解决氨燃料燃烧速度慢、燃点高的弊端；
3、本发明通过氨燃料电池系统产生电能储存于电池，实现电机的运行，形成混合动力以弥补氨燃料发动机低工况下氨燃料燃烧效果差；
4、多源能量热管理系统是以氨为工质，通过高低功率双压缩机的设置，在节省功率的情况下实现氨燃料工质的直冷直热作用，热管理系统使用多点式电磁四通阀，可以实现接口间组合的主动控制，配合法兰式的转向阀可实现制冷制热需求可变，达到热负荷动态可调的效果；
5、混合动力结合SCR后处理以及废气涡轮增压装置，对发动机以及燃料电池的燃烧产物进行吸收处理，真正意义上实现零碳零排放。
团队介绍
学院现有学生近2000人，其中本科生1000余人，硕士研究生500余人，博士研究生近300人，留学生30余人。拥有教职工157人，专任教师141人。其中，正高级专业技术职务42人，副高级专业技术职务50人。具有博士学位教师119人，占专任教师总数的84%。现有博士生导师74人，硕士生导师141人。学院拥有国家级人才、享受国务院特殊津贴专家、教育部“新世纪优秀人才”，“龙江学者”特聘教授，黑龙江省杰出青年基金获得者、省级领军人才梯队带头人等国家及省部级人才10余人。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”黑龙江科技服务团 (黑龙江省科学技术协会) 评价时间：2023-11-11
评价单位：“科创中国”黑龙江科技服务团 (黑龙江省科学技术协会) 评价时间：2022-12-06
黄剑华
哈尔滨工业大学
教授
综合评价
发明采用受多源能量热管理系统控制的燃料储存供给系统进行氨燃料的供给和氢燃料的储存和供给，实现氨燃料以及氢燃料的的稳定高效供给。设计了多源能量热管理系统，在实现对燃料供给系统进行稳定控制的同时，也对氨燃料电池和预燃式氨氢燃料发动机进行能量管理，提高系统的整体热效率。此系统包括多种工作模式，除常规热泵系统所具有的制热以及空调功能，还可对电池系统、发动机系统、燃料供给储存系统进行直冷直热，通过多点式电磁四通阀区别于常规热泵系统，在节省压缩机功率的同时以更小的更简单的布置形式实现更多的工作模式和更大的热负荷工作范围。针对氨氢燃料发动机的低负荷问题设计混合动力系统，可使整个系统始终以高效率运行，低碳化的同时实现节能减排的设计。系统通过氨燃料电池以及发电装置，后处理系统等协同作用最大程度对排放进行了吸收，实现了整个动力系统的零碳排放。
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