本發(fā)明屬于動力機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種汽車動力系統(tǒng)，具體涉及可以回收余熱和凈化環(huán)境空氣的氫能源汽車混合動力系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

進(jìn)入二十一世紀(jì)，汽車發(fā)動機(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)依然是車用發(fā)動機(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的一系列負(fù)面影響以及減少大氣污染和汽車發(fā)動機(jī)尾氣排放，需要尋找發(fā)動機(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：一是石油燃料儲量有限，二是使用石油燃料帶來的環(huán)境污染。

環(huán)境污染和能源短缺已經(jīng)成為當(dāng)今社會的兩大突出問題，為尋求人類社會與汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，氫燃料汽車是公認(rèn)的可同時解決能源和環(huán)境問題的綠色環(huán)保車，是今后汽車發(fā)展的主要方向之一。然而受儲氫裝置技術(shù)、成本、壽命和可靠性諸多因素的制約，使得氫燃料汽車很難真正市場化運(yùn)行，針對汽車的起動需要輸出較大的功率、瞬態(tài)響應(yīng)特性、氫燃料系統(tǒng)的成本等問題，世界各國汽車制造商開始把注意力轉(zhuǎn)到混合動力汽車，以提高汽車的經(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可以回收余熱和凈化環(huán)境空氣的氫能源汽車混合動力系統(tǒng)，充分回收尾氣熱量，將其轉(zhuǎn)化成壓力能后做功，減少污染,凈化環(huán)境空氣，提高發(fā)動機(jī)的熱效率。

可以回收余熱和凈化環(huán)境空氣的氫能源汽車混合動力系統(tǒng)，包括車體、控制系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、氫燃料發(fā)動機(jī)、混合動力變速器、1號逆變器、1號電動-發(fā)電機(jī)、EGR系統(tǒng)和蓄電池。氫燃料發(fā)動機(jī)通過動力輸出軸與混合動力變速器連接，混合動力變速器通過傳動軸與傳動系統(tǒng)連接，蓄電池與電力總線和1號逆變器電路連接，1號逆變器與1號電動-發(fā)電機(jī)電路連接， 1號電動-發(fā)電機(jī)通過1號電機(jī)離合器與混合動力變速器連接。控制系統(tǒng)包括中央控制器、電力總線和人工-自動駕駛系統(tǒng)，中央控制器與電力總線、蓄電池和1號逆變器通信連接，與人工-自動駕駛系統(tǒng)控制連接。汽車混合動力系統(tǒng)設(shè)有金屬氫化物儲罐、高壓穩(wěn)壓罐、透平機(jī)、高壓氫氣緩沖罐、冷量利用器、催化器、尾氣換熱器、余氫吸收單元、尾氣零級凈化器和氫氣緩沖罐。透平機(jī)與透平離合器連接，透平離合器與混合動力變速器連接，或通過可分離式裝置與1號電機(jī)離合器并聯(lián)后與混合動力變速器連接。透平離合器與混合動力變速器連接或通過1號電機(jī)離合器與混合動力變速器連接。金屬氫化物儲罐設(shè)有出氣口、進(jìn)氣口和加氫口，出氣口通過高壓穩(wěn)壓罐連接到透平機(jī)入口，透平機(jī)出口分為兩路，一路連接到冷量利用器，冷量利用器出口通過氫氣緩沖罐連接到氫燃料發(fā)動機(jī)入口，另一路通過高壓氫氣緩沖罐連接到氫燃料發(fā)動機(jī)入口。冷量利用器出口通過氫氣緩沖罐連接到氫燃料發(fā)動機(jī)入口，氫燃料發(fā)動機(jī)出口通過催化器連接到尾氣換熱器，尾氣換熱器連接到尾氣零級凈化器或通過余氫吸收單元連接到尾氣零級凈化器，尾氣零級凈化器連接到排放口。

汽車混合動力系統(tǒng)設(shè)有氫氣泵和溴化鋰制冷裝置，氫燃料發(fā)動機(jī)設(shè)有冷卻水箱，金屬氫化物儲罐外部包覆儲罐夾層，儲罐夾層設(shè)有出口和入口。儲罐夾層出口通過溴化鋰制冷裝置連接到氫氣緩沖罐，氫氣緩沖罐通過氫氣泵連接到冷卻水箱。冷卻水箱出口通過尾氣換熱器、閥門連接到金屬氫化物儲罐的進(jìn)氣口或儲罐夾層的入口。

汽車混合動力系統(tǒng)設(shè)有2號逆變器、2號電機(jī)離合器和2號電動-發(fā)電機(jī)，透平機(jī)通過透平離合器與2號電動-發(fā)電機(jī)軸連接， 2號電動-發(fā)電機(jī)通過2號電機(jī)離合器與混合動力變速器連接。2號電動-發(fā)電機(jī)與2號逆變器電路連接。2號逆變器與蓄電池電路連接，與中央控制器通信連接。

蓄電池有蓄電池護(hù)罩，汽車混合動力系統(tǒng)設(shè)有蓄電池保溫泵。金屬氫化物儲罐的出氣口通過3號閥門連接到蓄電池保溫泵入口，氫氣緩沖罐出口的一路通過4號閥門連接到蓄電池保溫泵入口，蓄電池保溫泵連接到蓄電池護(hù)罩。蓄電池護(hù)罩出口連接到氫氣緩沖罐的入口。蓄電池護(hù)罩內(nèi)通有氫氣保溫，所述保溫氫氣所連接的設(shè)備、管路有高密封性防止氫氣泄露。蓄電池保溫加熱時，也可以是電加熱或空氣直接加熱，空氣直接加熱的熱量來源于與上述氫氣間接換熱的熱量。

1號逆變器、1號電動-發(fā)電機(jī)、1號電機(jī)離合器、2號逆變器、2號電機(jī)離合器、2號電動-發(fā)電機(jī)、中央控制系統(tǒng)、混合動力變速器、剎車系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、EGR系統(tǒng)、催化器、蓄電池和機(jī)油底殼設(shè)有冷卻或啟動保溫系統(tǒng)。蓄電池保溫泵通過進(jìn)氣管路連接到1號逆變器、1號電動-發(fā)電機(jī)、1號電機(jī)離合器、2號逆變器、2號電機(jī)離合器、2號電動-發(fā)電機(jī)、中央控制器、混合動力變速器、傳動系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、EGR系統(tǒng)、催化器、蓄電池和機(jī)油底殼。 1號逆變器、1號電動-發(fā)電機(jī)、1號電機(jī)離合器、2號逆變器、2號電機(jī)離合器、2號電動-發(fā)電機(jī)、中央控制系統(tǒng)、混合動力變速器、傳動系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、EGR系統(tǒng)、催化器、蓄電池和機(jī)油底殼通過出氣管路連接到氫氣緩沖罐的入口。1號逆變器、剎車系統(tǒng)、1號電動-發(fā)電機(jī)、1號電機(jī)離合器、2號電機(jī)離合器、2號逆變器、2號電動-發(fā)電機(jī)和中央控制系統(tǒng)為只需要冷卻的設(shè)備。冷卻為氫氣冷卻或其它傳熱介質(zhì)冷卻。EGR系統(tǒng)、催化器只需要啟動保溫的設(shè)備，保溫溫度控制在合適的范圍?；旌蟿恿ψ兯倨鳌鲃酉到y(tǒng)、蓄電池和機(jī)油底殼是既需要冷卻也需要啟動保溫的設(shè)備。保溫設(shè)備在汽車啟動時需要預(yù)熱，加快預(yù)熱速度，縮短預(yù)熱時間，在汽車運(yùn)行時需要冷卻和回收熱量，保證設(shè)備在最佳溫度下工作、防止超溫。冷卻和保溫?fù)Q熱的方式為直接或間接換熱。當(dāng)氫氣緩沖罐冷量不足時用溴化鋰制冷裝置或冷量利用器的冷量補(bǔ)充冷卻。

可以回收余熱和凈化環(huán)境空氣的氫能源汽車混合動力系統(tǒng)設(shè)有氫泄露保護(hù)單元，汽車混合動力系統(tǒng)的氫氣管路設(shè)有氫泄露保護(hù)套，中央控制器、1號逆變器、1號電動-發(fā)電機(jī)、1號電機(jī)離合器、透平機(jī)、透平離合器、氫氣緩沖罐、2號逆變器、2號電機(jī)離合器、2號電動-發(fā)電機(jī)、尾氣換熱器、驅(qū)動橋、混合動力變速器、蓄電池及其護(hù)罩和金屬氫化物儲罐的儲罐夾層外部包覆氫泄露保護(hù)罩，允許距離相近的設(shè)備共用一個氫泄露保護(hù)罩。整個燃料運(yùn)行系統(tǒng)的所有和氫氣有關(guān)的管路接頭和各種連接部位及和氫有關(guān)的設(shè)備全部處于此系統(tǒng)的監(jiān)控和密封保護(hù)中，管路連接密封膠套采用金屬硬密封或其他的密封形式。氫泄漏保護(hù)單元保證氫儲存單元以及整個氫氣運(yùn)行系統(tǒng)安全無泄漏。氫泄露保護(hù)單元的保護(hù)介質(zhì)為氮?dú)?、二氧化碳、氫燃料發(fā)動機(jī)尾氣（脫氧、水后）、氬氣或其它惰性氣體的一種或多種混合物，氫泄露保護(hù)單元設(shè)有防爆預(yù)警及應(yīng)對機(jī)制，保障駕駛員和同乘人員的安全。防爆預(yù)警及應(yīng)對機(jī)制分為四級，第一級是當(dāng)氫泄露保護(hù)單元保護(hù)介質(zhì)中的氫氣濃度達(dá)到0.35%時，探測器發(fā)出聲光報警，同時傳輸電信號用微量氫氣回收泵將保護(hù)介質(zhì)送到余氫吸收單元回收其中的微量氫氣或送到氫燃料發(fā)動機(jī)燃燒；第二級是當(dāng)氫泄露保護(hù)單元保護(hù)介質(zhì)中的氫氣濃度達(dá)到2.25%濃度，此值探測器發(fā)出聲光報警，同時關(guān)閉電磁閥，切斷供氣系統(tǒng)，同時傳輸電信號用微量氫氣回收泵將保護(hù)介質(zhì)送到余氫吸收單元回收其中的微量氫氣；第三級是當(dāng)車內(nèi)氫氣濃度達(dá)到0.35%時，探測器發(fā)出聲光報警，同時傳輸電信號將汽車天窗自動打開排出氫氣，這時供氫系統(tǒng)只是微滲漏，不會造成事故，車輛操作人員應(yīng)及時至車輛檢修處檢查處理漏點(diǎn)；第四級為2.25%濃度，當(dāng)車內(nèi)氫氣濃度到達(dá)此值探測器發(fā)出聲光報警，同時關(guān)閉電磁閥，切斷供氣系統(tǒng)；此時為保證車輛及人身安全，車輛操作人員應(yīng)立即離開不能再繼續(xù)駕駛車輛，并通知專業(yè)人員采取措施。根據(jù)用氫設(shè)備的壓力和密封情況，也可以不加氫泄露保護(hù)單元或只加部分保護(hù)。以上保護(hù)形式也可以用于氫燃料電池汽車，即將整個燃料運(yùn)行系統(tǒng)的所有和氫氣有關(guān)的管路接頭和各種連接部位及和氫氣有關(guān)的設(shè)備全部處于此系統(tǒng)的監(jiān)控和密封在保護(hù)氣中。所述氫泄露保護(hù)單元中的保護(hù)氣由微量氫氣回收泵61進(jìn)行其單元內(nèi)的循環(huán)。傳動系統(tǒng)包括半軸和驅(qū)動橋，傳動軸通過驅(qū)動橋和半軸連接到車輪。尾氣零級凈化器設(shè)有NO氧化器、活性炭吸附器、CO/VOC氧化器和顆粒物離子吸附器， 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。

汽車內(nèi)設(shè)有冰箱和冷藏柜，溴化鋰制冷裝置設(shè)有制冷管路和制熱管路。制冷管路連接到冰箱、冷藏柜和需要冷卻設(shè)備，冰箱和冷藏柜的冷卻管出口連接到制冷管路的回路和冷量利用器，冷量利用器出口連接到制冷管路。制冷管路的回路與其它需要冷卻的設(shè)備連接。余氫吸收單元包括A吸收器和B吸收器，吸收器（43A）和B吸收器（43B）吸氫放氫交替進(jìn)行，尾氣換熱器出口通過冷尾氣管路分別連接到A吸收器和B吸收器，連接管路設(shè)有閥門， A吸收器和B吸收器分別連接到尾氣零級凈化器，連接管路設(shè)有閥門。A吸收器和B吸收器分別設(shè)有余氫吸收單元加熱線圈和余氫吸收單元夾套，氫燃料發(fā)動機(jī)出口通過熱尾氣管路分別連接到A吸收器和B吸收器的余氫吸收單元夾套，余氫吸收單元夾套出口連接到催化器入口，各連接管路設(shè)有閥門。A吸收器和B吸收器的回收氫氣出口連接到氫氣緩沖罐。余氫吸收單元通過中央控制器調(diào)控合適的尾氣中氫氣吸收和放出的壓力和溫度。為了使尾氣中的氫氣充分被回收，余氫吸收單元可以是一組，也可以是多組串聯(lián)或并聯(lián)的組合。余氫吸收單元內(nèi)至少有二個吸收器，也可以有多個吸收器串聯(lián)或并聯(lián)組合。余氫吸收單元也可以用于以下多個方面：使用全氫或含氫量較高的可燃性氣體作為燃料，以濃燃方式運(yùn)行的燃?xì)廨啓C(jī)、活塞式發(fā)動機(jī)及各種形式的動力設(shè)備，回收做功以后尾氣中的氫氣；也可用于使用全氫或含氫量較高的可燃性氣體作為燃料，以濃燃方式運(yùn)行的燃燒器、加熱燒嘴及各種燃燒裝置，回收尾氣中的氫氣；對于燃料電池汽車也可以加余氫吸收單元，將其尾氣中的少量氫氣回收返回到其車載燃料系統(tǒng)，使其排出的尾氣含氫氣量極少，增加了氣體的安全性，減少了對大氣的污染。

金屬氫化物儲罐為長方形、正方形、圓柱形、橢圓形、半圓形或其它形狀的一種或多種形狀的組合。金屬氫化物儲罐的材質(zhì)為金屬材料、非金屬材料或二者的復(fù)合材料或組合材料。金屬氫化物儲罐也可以為高壓氫氣儲罐、液化氫氣儲罐、有機(jī)氫化物儲罐或其它儲罐的一種或多種組合儲罐。金屬氫化物儲罐可以采用電加熱和氫氣加熱兩種方式，電加熱和氫氣加熱采用局部加熱或整體加熱，金屬氫化物儲罐裝載至少一種金屬氫化物，金屬氫化物或金屬氫化物混合物在被加熱后釋放出0.1～70MPa的高壓氫氣，加熱方式可以被空氣泵加熱或其它加熱方式代替。金屬氫化物是可以將熱能轉(zhuǎn)化為壓力能的一種載體，利用金屬氫化物這種特性，高效回收汽車氫燃料發(fā)動機(jī)的大量余熱產(chǎn)生高壓氫氣，通過透平機(jī)做功為汽車提供動力。金屬氫化物儲罐夾套有外保溫層，在停車時由于金屬氫化物儲罐內(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時間，在保溫期內(nèi)啟動汽車可用此熱量加熱相關(guān)部件使汽車熱啟動。放出的熱量也可以用于車廂內(nèi)的采暖和蓄電池的保溫。金屬氫化物儲罐中氫氣不足需要添加氫氣時有三種方法，第一種方法是在金屬氫化物儲罐中直接通入高壓氫氣，讓金屬氫化物再次吸收氫氣達(dá)到飽和。第二種方法是整體更換新的金屬氫化物儲罐。第三種方法是更換金屬氫化物儲罐中的金屬氫化物。所述更換金屬氫化物首先是加氫站的布點(diǎn)，汽車金屬氫化物的加裝是在一個車載或者固定加氫平臺上進(jìn)行，車載或固定加氫平臺布置在現(xiàn)有加油站內(nèi)或獨(dú)立布點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際需求情況增加加氫站密度。車載加氫平臺載有車載金屬氫化物大儲罐（大儲罐內(nèi)分隔成多個小儲罐）、加氫更換裝置、計(jì)量裝置、與汽車ECU連接的通訊裝置等。給氫燃料汽車加氫時，由于汽車金屬氫化物儲罐處于使用中的高溫、高壓狀態(tài)，打開汽車金屬氫化物儲罐快開加氫口，與加氫更換裝置密封連接后，采用氣流輸送或機(jī)械輸送的方式將需要更換的汽車金屬氫化物抽出或取出，在加氫更換裝置內(nèi)將其冷卻使氫氣再次吸收回汽車金屬氫化物內(nèi)并將熱量蓄積，計(jì)量后加到車載大儲罐分隔成的小儲罐內(nèi)，通過快速切換將車載大儲罐分隔成小儲罐內(nèi)的車載飽和金屬氫化物，采用氣流輸送或機(jī)械輸送到加氫更換裝置內(nèi)，經(jīng)計(jì)量后將抽出汽車金屬氫化物時蓄積的熱量傳遞給飽和金屬氫化物提高其溫度以減少在汽車金屬氫化物儲罐內(nèi)放氫啟動時間，快速關(guān)閉加氫口。將每次汽車氫氣的使用量、余量和更換新金屬氫化物量的信息，通過通訊裝置輸入汽車的ECU和車載平臺控制中心，便于計(jì)費(fèi)。更換金屬氫化物的時間是根據(jù)汽車內(nèi)顯示儀表提醒，金屬氫化物儲罐10內(nèi)金屬氫化物的飽和程度及剩余氫氣量，由駕駛員決定是否加氫。更換金屬氫化物的量是根據(jù)駕駛員的要求決定，可以全部更換也可以部分更換。計(jì)費(fèi)的標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)每次取出已使用過的汽車金屬氫化物質(zhì)量與上次加入金屬氫化物質(zhì)量的差值，即所消耗的氫氣質(zhì)量每次加入新金屬氫化物量與取出原金屬氫化物量的差值，按氫氣計(jì)費(fèi)，便于買賣雙方計(jì)算核實(shí)。當(dāng)車載加氫平臺的金屬氫化物更換完畢后，開到金屬氫化物裝載中心進(jìn)行全車更換。金屬氫化物裝載中心是分布式能源布點(diǎn)區(qū)域的金屬氫化物生產(chǎn)工廠和批發(fā)站，負(fù)責(zé)收集更換金屬氫化物，并將舊的金屬氫化物篩分處理，篩上符合要求粒度的原料載體金屬直接送加氫車間再次加氫繼續(xù)使用，篩下已粉化的原料載體金屬，送再生車間加工處理重新造粒。車載加氫平臺是拖車模式，根據(jù)加氫站的消耗量，使用量大的車載加氫平臺可以使用單獨(dú)車頭，使用量小的車載加氫平臺可以幾個站共用一個車頭。金屬氫化物儲罐添加氫氣的三種方法，也適合于燃料電池汽車和其它攜帶金屬氫化物的氫氣燃料動力設(shè)備；燃料電池汽車金屬氫化物儲罐有三種加熱方式：直接氫氣加熱、間接氣體加熱或電加熱，也可以是其中二種或三種加熱組合方式。請燃料發(fā)動機(jī)冷卻水箱的冷卻介質(zhì)為水或車載氫氣，當(dāng)用水冷卻時，氫氣泵加壓氫氣，進(jìn)入氫燃料發(fā)動機(jī)冷卻水箱與水間接換熱，再與發(fā)動機(jī)尾氣換熱后,用于金屬氫化物儲罐加熱。當(dāng)用氫氣直接冷卻氫燃料發(fā)動機(jī)時，可以由氫氣泵加壓氫氣，直接進(jìn)入氫燃料發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)管路冷卻氫燃料發(fā)動機(jī)，并將熱量帶出回收，再與發(fā)動機(jī)尾氣換熱后,用于金屬氫化物儲罐的加熱。冷卻介質(zhì)熱傳遞方式為熱傳導(dǎo)、對流或輻射，或上述熱傳遞形式的兩種或三種組合。尾氣換熱器熱傳遞方式為熱傳導(dǎo)、對流或輻射，或上述熱傳遞形式的兩種或三種組合。蓄電池保溫系統(tǒng)能夠使蓄電池在啟動、運(yùn)行、冬季和夏季，都保持在合理的使用溫度下工作。啟動、待機(jī)狀態(tài)升溫采用金屬氫化物吸收氫氣放出的熱量加熱，電池充放電過程采用氫氣緩沖罐中的氫氣冷卻，當(dāng)氫氣緩沖罐冷量不足時用溴化鋰制冷裝置或冷量利用器的冷量補(bǔ)充冷卻。氫燃料發(fā)動機(jī)尾氣經(jīng)過催化器和尾氣零級凈化器處理凈化后，尾氣中有害物質(zhì)含量降低到氮氧化物≤5μg/Nm³、顆粒物PM2.5 ≤10μg/Nm³。催化器、尾氣零級凈化器為二段凈化裝置，催化器類似于汽車的三元催化裝置將氮氧化物經(jīng)過氫氣還原初段處理，催化器加氫由中央電控系統(tǒng)ECU自動控制，當(dāng)氫燃料發(fā)動機(jī)采用稀燃時（燃空比小于1）尾氣中氫氣含量很少，中央電控系統(tǒng)ECU自動控制打開閥門向催化器加入適量氫氣，使氮氧化物還原成為氮?dú)夂退?。?dāng)氫燃料發(fā)動機(jī)采用濃燃時（燃空比大于1）尾氣中含有過量的氫氣可以用于氮氧化物的還原，中央電控系統(tǒng)ECU自動控制打開余氫吸收閥門，關(guān)閉閥門44，使尾氣進(jìn)入余氫吸收單元將過量的氫氣吸附回收，當(dāng)吸附飽和時調(diào)節(jié)余氫吸收單元尾氣冷卻管路的出口、進(jìn)口閥門的開度，使高溫尾氣進(jìn)入余氫吸收單元間接加熱吸附劑，吸附劑在高溫下脫氫將氫氣回收到氫氣緩沖罐。尾氣零級凈化器由四個模塊組成，模塊1是將初段處理后的微量的一氧化氮催化氧化成二氧化氮，模塊2是活性炭吸附二氧化氮，模塊3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，模塊4是顆粒物離子吸附器。催化器、尾氣零級凈化器不僅對氫燃料發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的氮氧化物和顆粒物起到凈化作用，同時對吸入的空氣也起到凈化作用。優(yōu)良級的空氣指標(biāo)為氮氧化物約30μg/Nm³、顆粒物PM2.5≤50μg/Nm³，尾氣排放指標(biāo)為氮氧化物≤5μg/Nm³、顆粒物PM2.5 ≤10μg/Nm³，本發(fā)明的一大特點(diǎn)是，不僅沒有尾氣排放污染，還對吸入的環(huán)境空氣起到凈化作用，不論汽車運(yùn)行還是怠速都是一臺空氣凈化器，走到哪里就把環(huán)境空氣凈化到哪里，吸入有污染、有霧霾的空氣排出潔凈的尾氣，以彌補(bǔ)汽車給社會帶來的不便。汽車給社會帶來的不便，包括：占用馬路使行人行走不便、造成交通事故、制造噪音、電磁污染、車輪揚(yáng)塵、車流量大人員混雜。氫燃料發(fā)動機(jī)運(yùn)行時由水箱的水循環(huán)冷卻，水箱的熱量由氫氣間接冷卻帶走，保證氫燃料發(fā)動機(jī)冷卻效果的同時回收余熱。氫燃料發(fā)動機(jī)排出的高溫尾氣，經(jīng)過氫燃料發(fā)動機(jī)尾氣換熱器回收其高溫余熱，加熱氫氣到≥100℃作為金屬氫化物儲罐的熱源。溴化鋰制冷裝置與儲罐夾套連接，利用儲罐夾套出口高溫氫氣熱能制冷，用于車載冰箱和夏季駕駛室空調(diào)，也可以制熱、冬季用于汽車駕駛室采暖，溴化鋰制冷裝置也可以采用其它制冷制熱方式，溴化鋰制冷裝置的制冷劑也可以用其它的制冷介質(zhì)代替。透平機(jī)出口氫氣做功后壓力大幅下降溫度降低，該冷量通過冷量利用器回收，用于車載冰箱和夏季駕駛室空調(diào)。充分利用系統(tǒng)余熱，節(jié)約發(fā)動機(jī)氫氣燃料消耗，提高汽車運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

當(dāng)汽車低速或怠速運(yùn)行時，氫燃料發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動混合動力變速器驅(qū)動汽車運(yùn)行，混合動力變速器同時帶動1號電動-發(fā)電機(jī)和2號電動-發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)為蓄電池充電。當(dāng)汽車中速運(yùn)行時，氫燃料發(fā)動機(jī)帶動混合動力變速器驅(qū)動汽車運(yùn)行，此時1號電動-發(fā)電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，2號電動-發(fā)電機(jī)為蓄電池充電。當(dāng)汽車高速運(yùn)行、爬坡或加速時，氫燃料發(fā)動機(jī)、1號電動-發(fā)電機(jī)、2號電動-發(fā)電機(jī)同時運(yùn)轉(zhuǎn)帶動混合動力變速器驅(qū)動汽車運(yùn)行，給汽車提供強(qiáng)勁的動力。汽車啟動時1號電動-發(fā)電機(jī)和2號電動-發(fā)電機(jī)同時運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)雙助力。高速運(yùn)行、爬坡或加速時，1號電動-發(fā)電機(jī)、2號電動-發(fā)電機(jī)和氫燃料發(fā)動機(jī)同時發(fā)力實(shí)現(xiàn)動力三驅(qū)。當(dāng)在冬季長期停車汽車啟動時，不用蓄電池帶動1號電動-發(fā)電機(jī)和2號電動-發(fā)電機(jī)提供動力，而是使用高壓穩(wěn)壓罐中的氫氣帶動透平驅(qū)動汽車，待蓄電池保溫系統(tǒng)把蓄電池加熱到35～45℃后，再切換到1號電動-發(fā)電機(jī)或2號電動-發(fā)電機(jī)。人工-自動駕駛系統(tǒng)有人工駕駛和自動駕駛兩種模式，根據(jù)駕駛的需要可以切換。催化器、尾氣換熱器和尾氣零級凈化器依次連接，催化器也可以放在尾氣換熱器的后面，尾氣零級凈化器總在催化器的后面。透平機(jī)有兩種工作模式，一種工作模式是利用高壓氫氣推動透平機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，控制出口氫氣壓力到0.1～0.5MPa，進(jìn)入氫氣緩沖罐。另一種工作模式是利用高壓氫氣推動透平機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，控制出口氫氣壓力到5～30MPa，進(jìn)入高壓氫氣緩沖罐。氫燃料發(fā)動機(jī)可以采用氫氣緩沖罐的低壓氫氣吸入式混合燃燒，也可以采用高壓氫氣緩沖罐高壓氫氣缸內(nèi)直噴燃燒。

本發(fā)明通過氫燃料發(fā)動機(jī)與氫氣透平機(jī)和廢氣余熱回收及凈化系統(tǒng)相結(jié)合構(gòu)成的可以回收余熱和凈化環(huán)境空氣的氫能源汽車混合動力系統(tǒng)，充分利用高壓氫氣的壓力能和化學(xué)能，實(shí)現(xiàn)了壓力能和化學(xué)能的雙利用?；厥者^程的各種熱能，達(dá)到了最大的熱量利用，提高了動力系統(tǒng)的工作效率，有利于增大氫燃料發(fā)動機(jī)動力。氫能源汽車混合動力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了能源和環(huán)境問題的綠色環(huán)保車的概念，既滿足了人們綠色出行的需要又凈化了環(huán)境空氣，通過廢氣余熱回收及凈化系統(tǒng)回收尾氣熱量，將其轉(zhuǎn)化成壓力能后做功，減少大氣污染，有利于保護(hù)自然環(huán)境。通過尾氣零級凈化器排放的尾氣達(dá)到：氮氧化物≤5μg/Nm³、顆粒物PM2.5 ≤10μg/Nm³。不僅對氫燃料發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的氮氧化物和顆粒物起到凈化作用，同時對吸入的空氣也起到凈化作用。溴化鋰制冷裝置與儲罐夾套連接，利用儲罐夾套出口高溫氫氣熱量制冷，用于車載冰箱和夏季駕駛室空調(diào)，也可以制熱、冬季用于汽車駕駛室采暖，溴化鋰制冷裝置也可以采用其它制冷制熱方式。溴化鋰制冷裝置的制冷劑也可以用其它的制冷介質(zhì)代替。透平機(jī)出口氫氣做功后壓力大幅下降溫度降低，該冷量通過冷量利用器回收，用于車載冰箱和夏季駕駛室空調(diào)。充分利用系統(tǒng)余熱，節(jié)約發(fā)動機(jī)氫氣燃料消耗，提高汽車運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

冬夏天短期停車，用蓄電池帶動1號電動-發(fā)電機(jī)6或2號電動-發(fā)電機(jī)29啟動汽車，此時打開1號閥門13、關(guān)閉單向閥40啟動氫氣泵，氫氣緩沖罐中的氫氣通過氫氣泵加壓后經(jīng)過發(fā)動機(jī)冷卻水箱，進(jìn)入金屬氫化物儲罐中,氫氣壓力升高，金屬氫化物再次吸收氫氣形成新的金屬氫化物并放出熱量，該熱量用于加熱發(fā)動機(jī)冷卻水箱、發(fā)動機(jī)的潤滑系統(tǒng)、催化器及發(fā)動機(jī)機(jī)體，分別到合適溫度可隨時啟動發(fā)動機(jī)，也可以用電加熱金屬氫化物儲罐。冬季長期停車由于汽車各部件包括蓄電池完全冷卻達(dá)到了環(huán)境溫度，此時啟動可以使用高壓穩(wěn)壓罐中的氫氣帶動透平驅(qū)動汽車，也可以直接啟動氫燃料發(fā)動機(jī)驅(qū)動汽車。長期停車當(dāng)冬季長期停車當(dāng)蓄電池沒電時或溫度過低不宜使用時，通過車內(nèi)儀表上手動按鈕開啟高壓氫氣儲罐旁路出口閥門，利用高壓氫氣儲罐中的高壓氫氣推動透平機(jī)工作，透平機(jī)通過混合動力變速器啟動汽車，同時透平機(jī)帶動2號電動-發(fā)電機(jī)發(fā)電，2號電動-發(fā)電機(jī)發(fā)的電通過2號逆變器直接驅(qū)動氫氣泵，使啟動保溫系統(tǒng)工作保證發(fā)動機(jī)處于合適溫度的待機(jī)狀態(tài)可以隨時啟動發(fā)動機(jī)。啟動保溫系統(tǒng)為汽車的混合動力變速器、傳動系統(tǒng)、EGR系統(tǒng)、催化器、蓄電池和機(jī)油底殼加熱后啟動氫燃料發(fā)動機(jī)驅(qū)動汽車，啟動氫燃料發(fā)動機(jī)驅(qū)動汽車。加熱需要的熱量來自于電加熱、也可以來自于金屬氫化物儲罐金屬氫化物吸氫時的放熱和其電加熱。人工-自動駕駛系統(tǒng)有人工駕駛和自動駕駛兩種模式，根據(jù)駕駛的需要可以切換。氫燃料發(fā)動機(jī)可以采用吸入式氫氣混合燃燒，也可以采用氫氣缸內(nèi)直噴燃燒。

本發(fā)明提高了汽車的整體效率，增加了汽車的功能，改善了行駛和停車時車箱內(nèi)的舒適度，動力性能得到很好提高。加氫方便、安全，氫氣不僅是發(fā)動機(jī)燃料，也可以回收冷、熱能量并進(jìn)行能量傳遞，同時是尾氣中氮氧化物的還原劑。凈化了行駛道路的周圍空氣環(huán)境。本發(fā)明氫燃料發(fā)動機(jī)根據(jù)路況需要可以采用濃燃模式，克服了傳統(tǒng)汽車濃燃時造成燃料浪費(fèi)和環(huán)境污染問題，回收尾氣中的過量氫氣。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。

附圖說明

圖1為本發(fā)明可以回收余熱和凈化環(huán)境空氣的氫能源汽車混合動力系統(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為蓄電池預(yù)熱及冷卻系統(tǒng)流程示意圖；

圖4為電氣設(shè)備預(yù)熱及冷卻系統(tǒng)流程示意圖；

圖5為設(shè)備預(yù)熱過程示意圖；

圖6為汽車氫泄露保護(hù)系統(tǒng)示意圖；

圖7為尾氣零級凈化器組成示意圖；

圖8為汽車制冷系統(tǒng)流程示意圖；

圖9為余氫吸收單元結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1—車體、2—電力總線、3—蓄電池、4—中央控制器、5—1號逆變器、6—1號電動-發(fā)電機(jī)、7—人工-自動駕駛系統(tǒng)、8—1號電機(jī)離合器、9—傳動軸、10—金屬氫化物儲罐、11—儲罐夾層、12—傳動系統(tǒng)、13—1號閥門、14—催化器、15—尾氣零級凈化器、16—尾氣換熱器、17—2號閥門、18—透平機(jī)、19—透平離合器、20—混合動力變速器、21—?dú)錃饩彌_罐、22—動力輸出軸、23—?dú)錃獗谩?4—冷卻水箱、25—?dú)淙剂习l(fā)動機(jī)、26—加氫口、27—2號逆變器、28—2號電機(jī)離合器、29—2號電動-發(fā)電機(jī)、30—車輪、31—半軸、32—驅(qū)動橋、33—排放口、34—蓄電池保溫泵、35—3號閥門、36—蓄電池護(hù)罩、37—4號閥門、38—進(jìn)氣管路、39—出氣管路、40—單向閥、41—高壓穩(wěn)壓罐、42—溴化鋰制冷裝置、43—余氫吸收單元、43A—A吸收器、43B—B吸收器、 44—閥門、45—?dú)湫孤侗Ｗo(hù)單元、46—?dú)涔苈繁Ｗo(hù)套、47—?dú)湫孤侗Ｗo(hù)罩、48—冷量利用器、49—余氫吸收單元加熱線圈、50—儲罐夾層加熱線圈、51—?dú)錃夤苈贰?2—制冷管路、53—制熱管路、54—熱尾氣管路、55—冷藏柜、56—冰箱、57-剎車系統(tǒng)、58—冷尾氣管路、59—高壓氫氣緩沖罐、60—可分離式裝置、61—微量氫氣回收泵、100—車輛。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。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)做出任何改動也屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

本發(fā)明可以回收余熱和凈化環(huán)境空氣的氫能源汽車混合動力系統(tǒng)如圖1所示，包括車體1、控制系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)12、氫燃料發(fā)動機(jī)25、混合動力變速器20、1號逆變器5、1號電動-發(fā)電機(jī)6、氫氣泵23、金屬氫化物儲罐10、高壓穩(wěn)壓罐41、溴化鋰制冷裝置42、透平機(jī)18、高壓氫氣緩沖罐59、催化器14、尾氣零級凈化器15、尾氣換熱器16、氫氣緩沖罐21、EGR系統(tǒng)和蓄電池3?？刂葡到y(tǒng)包括中央控制器4、電力總線2和人工-自動駕駛系統(tǒng)7，中央控制器4與電力總線、蓄電池和1號逆變器5通信連接，與人工-自動駕駛系統(tǒng)控制連接。傳動系統(tǒng)包括半軸31和驅(qū)動橋32。氫燃料發(fā)動機(jī)通過動力輸出軸22與混合動力變速器連接，混合動力變速器通過傳動軸9與驅(qū)動橋連接，驅(qū)動橋通過半軸連接到車輪30。蓄電池3與電力總線和1號逆變器電路連接，1號逆變器與1號電動-發(fā)電機(jī)電路連接，1號電動-發(fā)電機(jī)通過1號電機(jī)離合器8與混合動力變速器連接，透平離合器與混合動力變速器連接，或通過可分離式裝置60與1號電機(jī)離合器8并聯(lián)后與混合動力變速器連接。金屬氫化物儲罐外部包覆儲罐夾層11，儲罐夾層設(shè)有出口和入口，儲罐夾層中設(shè)有儲罐夾層加熱線圈50。金屬氫化物儲罐設(shè)有出氣口、進(jìn)氣口和加氫口26，出氣口通過單向閥40連接到高壓穩(wěn)壓罐41，高壓穩(wěn)壓罐出口通過2號閥門17連接到透平機(jī)入口，透平機(jī)出口分為兩路，一路連接到冷量利用器48，冷量利用器出口通過氫氣緩沖罐連接到氫燃料發(fā)動機(jī)入口，另一路通過高壓氫氣緩沖罐連接到氫燃料發(fā)動機(jī)入口，氫燃料發(fā)動機(jī)出口通過催化器連接到尾氣換熱器。尾氣換熱器出口分為兩路，一路連接到尾氣零級凈化器，另一路通過余氫吸收單元連接到尾氣零級凈化器，尾氣零級凈化器連接到排放口33，兩路分別設(shè)有閥門。余氫吸收單元設(shè)有余氫吸收單元加熱線圈49。氫燃料發(fā)動機(jī)設(shè)有冷卻水箱24。儲罐夾層出口通過溴化鋰制冷裝置連接到氫氣緩沖罐21，氫氣緩沖罐出口通過氫氣泵連接到冷卻水箱，冷卻水箱出口通過尾氣換熱器連接到儲罐夾層的入口和金屬氫化物儲罐的進(jìn)氣口，兩路分別設(shè)有閥門。

本發(fā)明可以回收余熱和凈化環(huán)境空氣的氫能源汽車混合動力系統(tǒng)的運(yùn)行方式為，氫氣緩沖罐21中的氫氣進(jìn)入氫燃料發(fā)動機(jī)25進(jìn)氣道，啟動氫燃料發(fā)動機(jī)25與空氣混合燃燒做功帶動汽車運(yùn)行，氫燃料發(fā)動機(jī)尾氣依次進(jìn)入催化器14、尾氣換熱器16和尾氣零級凈化器15，降溫凈化后的尾氣達(dá)標(biāo)排放。啟動氫氣泵23，將來自于氫氣緩沖罐21的氫氣加壓，使常溫氫氣進(jìn)入發(fā)動機(jī)冷卻水箱24，與氫燃料發(fā)動機(jī)冷卻水箱24間接換熱升溫到90℃±5℃，進(jìn)入尾氣換熱器16與氫燃料發(fā)動機(jī)尾氣間接換熱，溫度升高到400℃±30℃，進(jìn)入金屬氫化物的儲罐夾層11，與金屬氫化物進(jìn)行間接換熱后通過溴化鋰制冷裝置返回到氫氣緩沖罐。金屬氫化物儲罐中的金屬氫化物被間接加熱，釋放出35MPa的高壓氫氣，高壓氫氣進(jìn)入高壓穩(wěn)壓罐后，進(jìn)入透平機(jī)驅(qū)動透平機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過透平離合器帶動混合動力變速器運(yùn)轉(zhuǎn)為汽車提供動力，在透平機(jī)中做功后的低壓低溫氫氣降至0℃左右進(jìn)入冷量回收器，由冷量回收器回收氫氣冷量后進(jìn)入氫氣緩沖罐。汽車在剎車或下坡時，通過混合動力變速器帶動1號電動-發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)為蓄電池充電。

汽車氫燃料發(fā)動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)超過一定時間，氫燃料發(fā)動機(jī)冷卻水箱、潤滑機(jī)油及氫燃料發(fā)動機(jī)機(jī)體本身逐漸冷卻、溫度降低，如果氫燃料發(fā)動機(jī)再次啟動，處于冷啟動狀態(tài)的氫燃料發(fā)動機(jī)，由于潤滑問題會造成機(jī)械磨損嚴(yán)重，由于燃燒問題會造成氮氧化物的短期超標(biāo)排放。此時控制系統(tǒng)自動開啟啟動加熱保溫模式：如圖5所示，打開閥門13關(guān)閉3號閥門35啟動氫氣泵，氫氣緩沖罐中的氫氣通過氫氣泵加壓后進(jìn)入金屬氫化物儲罐中，氫氣壓力升高，金屬氫化物再次吸收氫氣形成新的金屬氫化物并放出熱量，該熱量用于加熱氫燃料發(fā)動機(jī)冷卻水箱、氫燃料發(fā)動機(jī)的潤滑系統(tǒng)及氫燃料發(fā)動機(jī)機(jī)體，保證氫燃料發(fā)動機(jī)處于最佳溫度待機(jī)狀態(tài)。氫氣緩沖罐21的壓力為0.25MPa、體積為18升，氫氣泵23的出口壓力為0.6MPa。

如圖3所示，蓄電池有蓄電池護(hù)罩36，汽車混合動力系統(tǒng)設(shè)有蓄電池保溫泵34。金屬氫化物儲罐10的出氣口通過3號閥門35連接到蓄電池保溫泵入口，氫氣緩沖罐21出口的一路通過4號閥門37連接到蓄電池保溫泵入口，蓄電池保溫泵連接到蓄電池護(hù)罩。蓄電池護(hù)罩出口連接到氫氣緩沖罐的入口。蓄電池護(hù)罩能夠使蓄電池在冬季、夏季啟動或運(yùn)行時，都保持在35～45℃的最佳使用溫度下工作。蓄電池加熱采用金屬氫化物吸收氫氣放出的熱量加熱、充放電過程采用氫氣緩沖罐21中的氫氣冷卻，當(dāng)氫氣緩沖罐21冷量不足時用溴化鋰制冷裝置42或冷量利用器48的冷量補(bǔ)充冷卻。蓄電池護(hù)罩內(nèi)通有氫氣保溫，保溫氫氣所連接的設(shè)備、管路有高密封性、防止氫氣泄露。

如圖4所示， 1號逆變器5、1號電動-發(fā)電機(jī)6、1號電機(jī)離合器8、2號逆變器27、2號電機(jī)離合器28、2號電動-發(fā)電機(jī)29、中央控制器4、混合動力變速器20、剎車系統(tǒng)57、傳動系統(tǒng)12、EGR系統(tǒng)、催化器、蓄電池和機(jī)油底殼設(shè)有冷卻或啟動保溫系統(tǒng)。金屬氫化物儲罐10的出氣口通過3號閥門35連接到蓄電池保溫泵入口，氫氣緩沖罐21出口的一路通過4號閥門37連接到蓄電池保溫泵入口。蓄電池保溫泵通過進(jìn)氣管路38連接到1號逆變器、1號電動-發(fā)電機(jī)、1號電機(jī)離合器、2號逆變器、2號電機(jī)離合器、2號電動-發(fā)電機(jī)、中央控制系統(tǒng)、混合動力變速器、傳動系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、EGR系統(tǒng)、催化器、蓄電池和機(jī)油底殼， 1號逆變器、1號電動-發(fā)電機(jī)、1號電機(jī)離合器、2號逆變器、2號電機(jī)離合器、2號電動-發(fā)電機(jī)、中央控制系統(tǒng)、混合動力變速器、傳動系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、EGR系統(tǒng)、催化器、蓄電池和機(jī)油底殼通過出氣管路39連接到氫氣緩沖罐的入口。1號逆變器、剎車系統(tǒng)、1號電動-發(fā)電機(jī)、1號電機(jī)離合器、2號電機(jī)離合器、2號逆變器、2號電動-發(fā)電機(jī)和中央控制系統(tǒng)為只需要冷卻的設(shè)備。冷卻為氫氣冷卻或其它傳熱介質(zhì)冷卻。EGR系統(tǒng)、催化器只需要啟動保溫的設(shè)備，所述保溫溫度分別控制在合適溫度。混合動力變速器、傳動系統(tǒng)、蓄電池和機(jī)油底殼是既需要冷卻也需要啟動保溫的設(shè)備。保溫系統(tǒng)能夠使這些設(shè)備在冬、夏季啟動和運(yùn)行時，都保持在最佳使用溫度下工作。設(shè)備啟動加熱采用金屬氫化物吸收氫氣時放出的熱量或電加熱，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程采用氫氣緩沖罐中的氫氣冷卻回收熱量。保溫氫氣所連接的設(shè)備、管路有高密封性、防止氫氣泄露。保溫設(shè)備在汽車啟動時需要預(yù)熱，加快預(yù)熱速度，縮短預(yù)熱時間，在汽車運(yùn)行時需要冷卻和回收熱量，保證設(shè)備在最佳溫度下工作、防止超溫。冷卻和保溫?fù)Q熱的方式為直接或間接換熱。當(dāng)氫氣緩沖罐21冷量不足時用溴化鋰制冷裝置42或冷量利用器48的冷量補(bǔ)充冷卻。

如圖6所示，可以回收余熱和凈化環(huán)境空氣的氫能源汽車混合動力系統(tǒng)設(shè)有氫泄露保護(hù)單元45，汽車混合動力系統(tǒng)的氫氣管路設(shè)有氫泄露保護(hù)套46，中央控制器4、1號逆變器5、1號電動-發(fā)電機(jī)6、1號電機(jī)離合器8、透平機(jī)18、透平離合器19、氫氣緩沖罐21、2號逆變器27、2號電機(jī)離合器28、2號電動-發(fā)電機(jī)29、尾氣換熱器16、驅(qū)動橋32、混合動力變速器20、蓄電池3及其護(hù)罩32和金屬氫化物儲罐的儲罐夾層11外部包覆氫泄露保護(hù)罩47。允許距離相近的設(shè)備共用一個氫泄露保護(hù)罩。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)?，氫泄露保護(hù)單元設(shè)有防爆預(yù)警及應(yīng)對機(jī)制，保障駕駛員和同乘人員的安全。整個燃料運(yùn)行系統(tǒng)的所有和氫氣有關(guān)的管路接頭和各種連接部位及和氫有關(guān)的設(shè)備全部處于此系統(tǒng)的監(jiān)控和密封保護(hù)中。管路連接密封膠套采用金屬硬密封或其他的密封形式。氫泄漏保護(hù)單元保證氫儲存單元以及整個氫氣運(yùn)行系統(tǒng)安全無泄漏。氫泄露保護(hù)單元的保護(hù)介質(zhì)為氮?dú)?、二氧化碳、氫燃料發(fā)動機(jī)尾氣（脫氧、水后）、氬氣或其它惰性氣體的一種或多種混合物，氫泄露保護(hù)單元設(shè)有防爆預(yù)警及應(yīng)對機(jī)制，保障駕駛員和同乘人員的安全。防爆預(yù)警及應(yīng)對機(jī)制分為四級，第一級是當(dāng)氫泄露保護(hù)單元保護(hù)介質(zhì)中的氫氣濃度達(dá)到0.35%時，探測器發(fā)出聲光報警，同時傳輸電信號用微量氫氣回收泵將保護(hù)介質(zhì)送到余氫吸收單元回收其中的微量氫氣或送到氫燃料發(fā)動機(jī)燃燒；第二級是當(dāng)氫泄露保護(hù)單元保護(hù)介質(zhì)中的氫氣濃度達(dá)到2.25%濃度，此時探測器發(fā)出聲光報警，同時關(guān)閉電磁閥，切斷供氣系統(tǒng)，同時傳輸電信號用微量氫氣回收泵將保護(hù)介質(zhì)送到余氫吸收單元回收其中的微量氫氣；第三級是當(dāng)車內(nèi)氫氣濃度達(dá)到0.35%時，探測器發(fā)出聲光報警，同時傳輸電信號將汽車天窗自動打開排出氫氣，這時供氫系統(tǒng)只是微滲漏，不會造成事故，車輛操作人員應(yīng)及時至車輛檢修處檢查處理漏點(diǎn)；第四級為2.25%濃度，當(dāng)車內(nèi)氫氣濃度到達(dá)此值探測器發(fā)出聲光報警，同時關(guān)閉電磁閥，切斷供氣系統(tǒng)；此時為保證車輛及人身安全，車輛操作人員應(yīng)立即離開不能再繼續(xù)駕駛車輛，并通知專業(yè)人員采取措施。根據(jù)用氫設(shè)備的壓力和密封情況，也可以不加氫泄露保護(hù)單元或只加部分保護(hù)。以上保護(hù)形式也可以用于氫燃料電池汽車，即將整個燃料運(yùn)行系統(tǒng)的所有和氫氣有關(guān)的管路接頭和各種連接部位及和氫氣有關(guān)的設(shè)備全部處于此系統(tǒng)的監(jiān)控和密封在保護(hù)氣中。所述氫泄露保護(hù)單元中的保護(hù)氣由微量氫氣回收泵61進(jìn)行其單元內(nèi)的循環(huán)。

如圖7所示尾氣零級凈化器15設(shè)有NO氧化器、活性炭吸附器、CO/VOC氧化器和顆粒物離子吸附器， 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。如圖8所示，汽車內(nèi)設(shè)有冰箱56和冷藏柜55，溴化鋰制冷裝置42設(shè)有制冷管路52和制熱管路53。制冷管路連接到冰箱、冷藏柜和需要冷卻的設(shè)備，冰箱和冷藏柜的冷卻管出口連接到制冷管路的回路和冷量利用器48，冷量利用器出口連接到制冷管路。制冷管路的回路與其它需要冷卻的設(shè)備連接。

如圖9所示，余氫吸收單元43包括A吸收器（43A）和B吸收器（43B），A吸收器（43A）和B吸收器（43B）吸氫放氫交替進(jìn)行，尾氣換熱器16出口通過冷尾氣管路58分別連接到A吸收器和B吸收器，連接管路設(shè)有閥門， A吸收器和B吸收器分別通過尾氣零級凈化器15連接到排放口33，連接管路設(shè)有閥門。A吸收器和B吸收器分別設(shè)有余氫吸收單元加熱線圈49和余氫吸收單元夾套，氫燃料發(fā)動機(jī)25出口通過熱尾氣管路54分別連接到A吸收器和B吸收器的余氫吸收單元夾套，余氫吸收單元夾套出口連接到催化器14入口，各連接管路設(shè)有閥門。A吸收器和B吸收器的回收氫氣出口連接到氫氣緩沖罐21。余氫吸收單元通過中央控制器4調(diào)控尾氣出口工作壓力為0.2MPa和溫度為100℃，吸收和放出尾氣中的氫氣。

金屬氫化物儲罐夾套有外保溫層，在停車時由于金屬氫化物儲罐內(nèi)部有大量的氫氣和200℃的高溫，隨著溫度下降金屬氫化物內(nèi)部的氫氣被金屬氫化物吸收放出熱量，可以保溫較長時間，在保溫期內(nèi)啟動汽車可用此熱量加熱相關(guān)部件，使汽車熱啟動。所述金屬氫化物儲罐中氫氣不足需要添加氫氣時，方法是更換金屬氫化物儲罐中的金屬氫化物。汽車金屬氫化物的加裝是在一個車載加氫平臺上進(jìn)行，車載加氫平臺載有車載金屬氫化物大儲罐（大儲罐內(nèi)分隔成多個小儲罐）、加氫更換裝置、計(jì)量裝置、與汽車ECU連接的通訊裝置等。給氫燃料汽車加氫時，由于汽車金屬氫化物儲罐處于使用中的高溫、高壓狀態(tài)，打開汽車金屬氫化物儲罐快開加氫口，與加氫更換裝置密封連接后，采用氣流輸送的方式將需要更換的汽車金屬氫化物抽出，在加氫更換裝置內(nèi)將其迅速冷卻到50℃使氫氣再次吸收回汽車金屬氫化物內(nèi)并將熱量蓄積在加氫更換裝置的蓄熱器內(nèi)，計(jì)量后加到車載大儲罐分隔成的小儲罐內(nèi)，通過快速切換將車載大儲罐分隔成小儲罐內(nèi)的車載飽和金屬氫化物，采用氣流輸送送到加氫更換裝置內(nèi)，經(jīng)計(jì)量后將抽出汽車金屬氫化物時蓄積的熱量傳遞給飽和金屬氫化物提高其溫度以減少在汽車金屬氫化物儲罐10內(nèi)放氫啟動時間，快速關(guān)閉加氫口。將每次汽車氫氣的使用量、余量和更換新金屬氫化物量的信息，通過通訊裝置輸入汽車的ECU和車載平臺控制中心，便于計(jì)費(fèi)。更換金屬氫化物的時間是根據(jù)汽車內(nèi)顯示儀表提醒，金屬氫化物儲罐10內(nèi)金屬氫化物的飽和程度及剩余氫氣量，由駕駛員決定是否加氫。更換金屬氫化物的量是根據(jù)駕駛員的要求決定，可以全部更換也可以部分更換。計(jì)費(fèi)的標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)每次取出已使用過的汽車金屬氫化物質(zhì)量與上次加入金屬氫化物質(zhì)量的差值，即所消耗的氫氣質(zhì)量，按氫氣計(jì)費(fèi)，便于買賣雙方計(jì)算核實(shí)。當(dāng)車載加氫平臺的金屬氫化物更換完畢后，開到金屬氫化物裝載中心進(jìn)行全車更換。金屬氫化物裝載中心是分布式能源布點(diǎn)區(qū)域的金屬氫化物生產(chǎn)工廠和批發(fā)站，負(fù)責(zé)收集更換金屬氫化物，并將舊的金屬氫化物篩分處理，篩上符合要求粒度的原料載體金屬直接送加氫車間再次加氫繼續(xù)使用，篩下已粉化的金屬氫化物，加熱到200℃放出所有的氫氣，送再生車間加工處理重新造粒。車載加氫平臺是拖車模式，根據(jù)加氫站的消耗量，使用量大的車載加氫平臺可以使用單獨(dú)車頭，使用量小的車載加氫平臺可以幾個站共用一個車頭。金屬氫化物儲罐添加氫氣方法，也適合于燃料電池汽車和其它攜帶金屬氫化物的氫氣燃料動力設(shè)備。金屬氫化物儲罐采用間接氫氣加熱和電加熱方式。

金屬氫化物儲罐10中裝載金屬鈣氫化物CaH₂。氫燃料發(fā)動機(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/Nm^3，經(jīng)過催化器14和尾氣零級凈化器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、尾氣零級凈化器15為二段凈化裝置，催化器類似于汽車的三元催化裝置將氮氧化物經(jīng)過氫氣還原初段處理，催化器加氫由中央電控系統(tǒng)ECU自動控制，當(dāng)氫燃料發(fā)動機(jī)采用稀燃時（燃空比小于1）尾氣中氫氣含量很少，中央電控系統(tǒng)ECU自動控制打開閥門加入氫氣，使氮氧化物還原成為氮?dú)夂退．?dāng)氫燃料發(fā)動機(jī)采用濃燃時（燃空比大于1）尾氣中含有過量的氫氣可以用于氮氧化物的還原，中央電控系統(tǒng)ECU自動控制關(guān)閉加氫閥門，同時通過閥門切換，使尾氣進(jìn)入余氫吸收單元43將過量的氫氣吸附回收。如圖9所示尾氣首先進(jìn)入余氫吸收單元43的吸收器43A將其中的過量氫氣用吸附劑吸收，吸收后的尾氣經(jīng)過尾氣零級凈化器到排放口33排放，當(dāng)吸收器43A的吸附劑吸氫飽和后，通過閥門切換尾氣進(jìn)入余氫吸收單元43的吸收器43B將其中的過量氫氣用吸附劑吸收，吸收后的尾氣經(jīng)過尾氣零級凈化器到排放口33排放。此時熱尾氣管路54中的熱尾氣，通過閥門切換進(jìn)入吸收器43A的間壁，加熱吸收器43A中的吸附劑放出氫氣回收到氫氣緩沖罐21，當(dāng)吸收器43B的吸附劑吸氫飽和后再加熱放氫。吸收器43A和吸收器43B交替吸氫、放氫的過程，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。尾氣零級凈化器由四個模塊組成，模塊1是將初段處理后的微量的一氧化氮催化氧化成二氧化氮，模塊2是活性炭吸附二氧化氮，模塊3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，模塊4是顆粒物離子吸附器。催化器、尾氣零級凈化器不僅對氫燃料發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的氮氧化物和顆粒物起到凈化作用，同時對吸入的空氣也起到凈化作用。優(yōu)良級的空氣指標(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)明的一大特點(diǎn)是，不僅沒有尾氣排放污染，還對吸入的環(huán)境空氣起到凈化作用，不論汽車運(yùn)行還是怠速都是一臺空氣凈化器，走到哪里就把環(huán)境空氣凈化到哪里，吸入有污染、有霧霾的空氣排出潔凈的尾氣，以彌補(bǔ)汽車給社會帶來的不便，汽車給社會帶來的不便包括：占用馬路使行人行走不便、造成交通事故、制造噪音、電磁污染、車輪揚(yáng)塵、車流量大人員混雜。

高壓氫氣緩沖罐59的壓力為10MPa、體積為10升。透平機(jī)18工作模式是利用高壓氫氣推動透平機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，控制出口氫氣壓力到10MPa，進(jìn)入高壓氫氣緩沖罐59，采用高壓氫氣緩沖罐59的高壓氫氣缸內(nèi)直噴燃燒。也可以控制出口氫氣壓力到0.25MPa，進(jìn)入氫氣緩沖罐作為加熱介質(zhì)氫氣。

當(dāng)汽車低速或怠速運(yùn)行時，氫燃料發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動混合動力變速器20驅(qū)動汽車運(yùn)行，混合動力變速器20帶動1號電動-發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)為蓄電池充電。當(dāng)汽車中速運(yùn)行時，氫燃料發(fā)動機(jī)25帶動混合動力變速器20驅(qū)動汽車運(yùn)行， 1號電動-發(fā)電機(jī)6停止運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)汽車高速運(yùn)行、爬坡或加速時，氫燃料發(fā)動機(jī)、1號電動-發(fā)電機(jī)、透平機(jī)同時運(yùn)轉(zhuǎn)三驅(qū)帶動混合動力變速器驅(qū)動汽車運(yùn)行，給汽車提供強(qiáng)勁的動力。氫燃料發(fā)動機(jī)功率100KW、1號電動-發(fā)電機(jī)功率30 KW。混合動力系統(tǒng)最小功率30KW，最大功率130KW。既解決了普通汽車在低速或怠速運(yùn)行時燃料消耗高的問題，也解決了在高速及加速運(yùn)行時動力不足的問題，100KW的氫燃料發(fā)動機(jī)可以提供130KW的動力，最高時速達(dá)180公里。

金屬氫化物儲罐為圓柱形，金屬氫化物儲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，金屬氫化物儲罐裝載CaH₂加熱后釋放出35MPa的高壓氫氣，電加熱方式可以被空氣泵加熱或其它加熱方式代替。金屬氫化物是可以將熱能轉(zhuǎn)化為壓力能的一種載體，利用金屬氫化物這種特性，高效回收汽車氫燃料發(fā)動機(jī)的大量余熱產(chǎn)生高壓氫氣，通過透平機(jī)做功為汽車提供動力。金屬氫化物儲罐夾套有外保溫層，在停車時由于金屬氫化物儲罐內(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時間，在保溫期內(nèi)啟動汽車可用此熱量加熱相關(guān)部件使汽車熱啟動。放出的熱量也可以用于車廂內(nèi)的采暖和蓄電池的保溫。

冷卻水箱24的冷卻介質(zhì)為水，由氫氣泵23加壓氫氣，水箱的熱量由氫氣間接冷卻帶走，保證氫燃料發(fā)動機(jī)冷卻效果的同時回收余熱，加熱氫氣到90℃。氫燃料發(fā)動機(jī)排出的高溫尾氣，經(jīng)過氫燃料發(fā)動機(jī)尾氣換熱器回收其高溫余熱，將90℃較低溫度的氫氣進(jìn)入尾氣換熱器，加熱氫氣到400±20℃作為金屬氫化物儲罐的熱源。當(dāng)用氫燃料發(fā)動機(jī)燃料氫氣冷卻時，可以由氫氣泵23加壓氫氣，直接進(jìn)入氫燃料發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)管路冷卻氫燃料發(fā)動機(jī)，并將熱量帶出回收，溫度升高到90±3℃，經(jīng)過氫燃料發(fā)動機(jī)尾氣換熱器回收其高溫余熱，加熱氫氣到400±20℃作為金屬氫化物儲罐的熱源。冷卻介質(zhì)氫氣與冷卻水箱24、尾氣換熱器16熱傳遞方式為熱傳導(dǎo)。

蓄電池保溫系統(tǒng)能夠使蓄電池3在冬季和夏季的啟動、運(yùn)行都保持在35-45℃使用溫度下工作。啟動、待機(jī)狀態(tài)蓄電池升溫采用金屬氫化物吸收氫氣放出的熱量加熱，蓄電池充放電過程采用氫氣緩沖罐21中的氫氣冷卻，當(dāng)氫氣緩沖罐21冷量不足時用溴化鋰制冷裝置42或冷量利用器48的冷量補(bǔ)充冷卻。溴化鋰制冷裝置與儲罐夾套連接，利用儲罐夾套出口高溫氫氣熱能制冷，用于車載冰箱和夏季駕駛室空調(diào)，也可以制熱、冬季用于汽車駕駛室采暖。透平機(jī)出口氫氣做功后壓力大幅下降溫度降低，該冷量通過冷量利用器回收，用于車載冰箱和夏季駕駛室空調(diào)。充分利用系統(tǒng)余熱，減少發(fā)動機(jī)氫氣燃料消耗，提高汽車運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

冬夏天短期停車，用蓄電池帶動1號電動-發(fā)電機(jī)6啟動汽車，此時打開1號閥門13、關(guān)閉單向閥40啟動氫氣泵，氫氣緩沖罐中的氫氣通過氫氣泵加壓后經(jīng)過發(fā)動機(jī)冷卻水箱，進(jìn)入金屬氫化物儲罐中,氫氣壓力升高，金屬氫化物再次吸收氫氣形成新的金屬氫化物并放出熱量，該熱量用于加熱發(fā)動機(jī)冷卻水箱、發(fā)動機(jī)的潤滑系統(tǒng)、催化器及發(fā)動機(jī)機(jī)體分別到合適溫度可隨時啟動發(fā)動機(jī)，也可以用電加熱金屬氫化物儲罐中的氫氣作為熱源。冬季長期停車由于汽車各部件包括蓄電池完全冷卻達(dá)到了環(huán)境溫度，此時啟動可以使用高壓穩(wěn)壓罐中的氫氣帶動透平驅(qū)動汽車，也可以直接啟動氫燃料發(fā)動機(jī)驅(qū)動汽車。冬季長期停車當(dāng)蓄電池沒電時或溫度過低不宜使用時，通過車內(nèi)儀表上手動按鈕開啟高壓氫氣儲罐旁路出口閥門，利用高壓氫氣儲罐中的高壓氫氣推動透平機(jī)工作，透平機(jī)通過混合動力變速器20啟動汽車，同時混合動力變速器20帶動1號電動-發(fā)電機(jī)發(fā)電，1號電動-發(fā)電機(jī)發(fā)的電通過1號逆變器直接驅(qū)動氫氣泵，使啟動保溫系統(tǒng)工作保證發(fā)動機(jī)處于合適溫度的待機(jī)狀態(tài)可以隨時啟動發(fā)動機(jī)。人工-自動駕駛系統(tǒng)7有人工駕駛和自動駕駛兩種模式，根據(jù)駕駛的需要可以切換。催化器14、尾氣換熱器16、余氫吸收單元43和尾氣零級凈化器15依次連接。 實(shí)施例2

本發(fā)明另一種實(shí)施方式如圖2所示，包括車體1、控制系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)12、氫燃料發(fā)動機(jī)25、混合動力變速器20、1號逆變器5、1號電動-發(fā)電機(jī)6、2號逆變器27、2號電動-發(fā)電機(jī)29，氫氣泵23、金屬氫化物儲罐10、透平機(jī)18、催化器14、尾氣零級凈化器15、尾氣換熱器16、氫氣緩沖罐21、EGR系統(tǒng)、高壓穩(wěn)壓罐41、溴化鋰制冷裝置42和蓄電池3?？刂葡到y(tǒng)包括中央控制器4、電力總線2和人工-自動駕駛系統(tǒng)7，中央控制器4與電力總線、蓄電池、1號逆變器和2號逆變器通信連接，與人工-自動駕駛系統(tǒng)控制連接。蓄電池3與電力總線、1號逆變器5和2號逆變器27電路連接，1號逆變器與1號電動-發(fā)電機(jī)電路連接，2號逆變器與2號電動-發(fā)電機(jī)電路連接，1號電動-發(fā)電機(jī)通過1號電機(jī)離合器8與混合動力變速器連接，透平機(jī)通過透平離合器19與2號電動-發(fā)電機(jī)連接，2號電動-發(fā)電機(jī)通過2號電機(jī)離合器與混合動力變速器連接。透平機(jī)通過透平離合器19與混合動力變速器連接。金屬氫化物儲罐外部包覆儲罐夾層11，儲罐夾層設(shè)有出口和入口。金屬氫化物儲罐設(shè)有出氣口、進(jìn)氣口和加氫口26，出氣口通過單向閥40連接到高壓穩(wěn)壓罐41，高壓穩(wěn)壓罐出口通過2號閥門17連接到透平機(jī)入口，氫燃料發(fā)動機(jī)出口通過催化器連接到尾氣換熱器。尾氣換熱器出口分為兩路，一路連接到尾氣零級凈化器，另一路通過余氫吸收單元連接到尾氣零級凈化器，尾氣零級凈化器連接到排放口33，兩路分別設(shè)有閥門。氫燃料發(fā)動機(jī)設(shè)有冷卻水箱24。儲罐夾層出口通過溴化鋰制冷裝置連接到氫氣緩沖罐21，氫氣緩沖罐出口通過氫氣泵連接到冷卻水箱，冷卻水箱出口通過尾氣換熱器連接到儲罐夾層的入口和金屬氫化物儲罐的進(jìn)氣口，兩路分別設(shè)有閥門。

本實(shí)施例的運(yùn)行方式為，高壓氫氣緩沖罐59中的高壓氫氣直噴進(jìn)入氫燃料發(fā)動機(jī)25的進(jìn)氣道或氣缸，啟動氫燃料發(fā)動機(jī)氫氣燃燒做功帶動汽車運(yùn)行，氫燃料發(fā)動機(jī)尾氣進(jìn)入催化器14、尾氣換熱器16、余氫吸收單元43和尾氣零級凈化器15，降溫凈化后達(dá)標(biāo)排放。啟動氫氣泵23，將來自于氫氣緩沖罐21的氫氣加壓，使常溫氫氣進(jìn)入發(fā)動機(jī)冷卻水箱24，與發(fā)動機(jī)冷卻水箱24間接換熱升溫到90±3℃，進(jìn)入尾氣換熱器16與氫燃料發(fā)動機(jī)尾氣間接換熱，溫度升高到400±20℃，進(jìn)入金屬氫化物的儲罐夾層11，與金屬氫化物進(jìn)行間接換熱后通過溴化鋰制冷裝置返回到氫氣緩沖罐。金屬氫化物儲罐10中的金屬氫化物被間接加熱，釋放出45MPa的高壓氫氣，高壓氫氣進(jìn)入透平機(jī)18驅(qū)動透平機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過透平離合器19帶動2號電動-發(fā)電機(jī)29運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)過2號電機(jī)離合器28帶動混合動力變速器20做功驅(qū)動汽車運(yùn)行，2號電動-發(fā)電機(jī)29也可以通過逆變器27為蓄電池3充電，在透平機(jī)中做功后壓力15MPa的氫氣進(jìn)入高壓氫氣緩沖罐59。1號電動-發(fā)電機(jī)6由蓄電池3帶動，通過混合動力變速器為汽車提供動力，反之1號電動-發(fā)電機(jī)6也可以由混合動力變速器帶動為蓄電池3充電。2號電動-發(fā)電機(jī)29也可以由蓄電池帶動，此時透平離合器19分離，2號電動-發(fā)電機(jī)29通過2號電機(jī)離合器28帶動混合動力變速器驅(qū)動汽車運(yùn)行。

當(dāng)氫燃料發(fā)動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)超過一定時間后，發(fā)動機(jī)冷卻水箱、潤滑機(jī)油及氫燃料發(fā)動機(jī)機(jī)體本身逐漸冷卻、溫度降低，如果氫燃料發(fā)動機(jī)再次啟動，處于冷啟動狀態(tài)的氫燃料發(fā)動機(jī)，由于潤滑問題會造成機(jī)械磨損嚴(yán)重，由于燃燒問題會造成氮氧化物的短期超標(biāo)排放。此時控制系統(tǒng)自動開啟加熱保溫模式：打開1號閥門13、關(guān)閉單向閥40啟動氫氣泵，氫氣緩沖罐中的氫氣通過氫氣泵加壓后經(jīng)過發(fā)動機(jī)冷卻水箱，進(jìn)入金屬氫化物儲罐中。氫氣壓力升高，金屬氫化物再次吸收氫氣形成新的金屬氫化物并放出熱量，該熱量用于加熱發(fā)動機(jī)冷卻水箱、發(fā)動機(jī)的潤滑系統(tǒng)、催化器及發(fā)動機(jī)機(jī)體，保證發(fā)動機(jī)處于最佳溫度待機(jī)狀態(tài)。氫氣緩沖罐21的壓力為0.4MPa、體積為15升，氫氣泵23的出口壓力為0.5MPa。氫燃料發(fā)動機(jī)運(yùn)行時由水箱的水循環(huán)冷卻，水箱的熱量由氫氣間接冷卻帶走，加熱氫氣到90±3℃，保證氫燃料發(fā)動機(jī)冷卻效果的同時回收余熱。氫燃料發(fā)動機(jī)排出800～900℃的尾氣，經(jīng)過尾氣換熱器16回收其高溫余熱，加熱氫氣到400±20℃作為金屬氫化物儲罐的熱源。

金屬氫化物儲罐10中裝載金屬鎂氫化物MgH₂。發(fā)動機(jī)尾氣經(jīng)過催化器14和尾氣零級凈化器15處理凈化后，尾氣中有害物質(zhì)含量降低。催化器14、尾氣零級凈化器15為二段凈化裝置，催化器類似于汽車的三元催化裝置將氮氧化物經(jīng)過初段處理。尾氣零級凈化器由四個模塊組成，模塊1是將初段處理后的微量的一氧化氮催化氧化成二氧化氮，模塊2是活性炭吸附二氧化氮，模塊3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，模塊4是顆粒物離子吸附器。催化器、尾氣零級凈化器不僅對氫燃料發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的氮氧化物和顆粒物起到凈化作用，同時對吸入的空氣也起到凈化作用。優(yōu)良級的空氣指標(biāo)為氮氧化物約30μg/Nm³、顆粒物PM2.5≤ 50μg/Nm³，汽車尾氣排放指標(biāo)為氮氧化物3μg/Nm³、顆粒物PM2.5 8μg/Nm³。

當(dāng)汽車低速或怠速運(yùn)行時，氫燃料發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動混合動力變速器20驅(qū)動汽車運(yùn)行，混合動力變速器20同時帶動1號電動-發(fā)電機(jī)6和2號電動-發(fā)電機(jī)29運(yùn)轉(zhuǎn)為蓄電池充電，此時2號電動-發(fā)電機(jī)29脫開透平離合器19。當(dāng)汽車中速運(yùn)行時，氫燃料發(fā)動機(jī)25帶動混合動力變速器20驅(qū)動汽車運(yùn)行，此時1號電動-發(fā)電機(jī)6停止運(yùn)轉(zhuǎn)，2號電動-發(fā)電機(jī)29運(yùn)轉(zhuǎn)為蓄電池充電，此時2號電動-發(fā)電機(jī)29脫開2號電機(jī)離合器28。當(dāng)汽車高速運(yùn)行、爬坡或加速時，氫燃料發(fā)動機(jī)、1號電動-發(fā)電機(jī)6和2號電動-發(fā)電機(jī)29同時運(yùn)轉(zhuǎn)帶動混合動力變速器驅(qū)動汽車運(yùn)行，給汽車提供強(qiáng)勁的動力。汽車啟動時1號電動-發(fā)電機(jī)6和2號電動-發(fā)電機(jī)29同時運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)雙助力。高速運(yùn)行、爬坡或加速時，1號電動-發(fā)電機(jī)、2號電動-發(fā)電機(jī)和氫燃料發(fā)動機(jī)同時發(fā)力實(shí)現(xiàn)動力三驅(qū)。氫燃料發(fā)動機(jī)功率120KW、1號電動機(jī)發(fā)電機(jī)功率25 KW、2號電動-發(fā)電機(jī)功率50KW?；旌蟿恿ο到y(tǒng)最小功率25KW，最大功率195KW。既解決了普通汽車在低速或怠速運(yùn)行時燃料消耗高的問題，也解決了在高速及加速運(yùn)行時動力不足的問題，120KW的氫燃料發(fā)動機(jī)可以提供195KW的動力，最高時速達(dá)210公里。本實(shí)施例其它結(jié)構(gòu)與運(yùn)行方式與實(shí)施例1相同。