本發(fā)明涉及新能源汽車制造，具體為水電解制氫氫動力系統(tǒng)。

背景技術：

1、在應對全球氣候變化和能源需求不斷增長的背景下，尋找清潔、可再生能源的需求日益迫切。氫能，作為一種高效且零排放的能源載體，正受到越來越多的關注。氫動力系統(tǒng)利用氫氣作為燃料，通過化學反應將其轉化為電能和熱能，實現(xiàn)高效能量轉換。其中，水電解制氫技術因其綠色、可再生的特點，成為制氫領域的重要技術之一。

2、目前，市場上普遍使用的燃油車在行駛過程中會產生大量的尾氣排放，包括二氧化碳、一氧化碳等有害物質，這些氣體對環(huán)境和空氣質量造成了嚴重影響，進一步加劇了溫室效應和空氣污染問題。為了應對這一問題，各國政府和企業(yè)積極推動新能源汽車的發(fā)展，電動汽車因此應運而生。

3、然而，純電動汽車雖然減少了尾氣排放，但其本身也存在諸多問題和不足：

4、續(xù)航里程短：現(xiàn)有的電動汽車普遍存在續(xù)航里程短的問題，用戶在長途行駛中需要頻繁充電，使用體驗不佳。

5、充電速度慢：電動汽車的充電速度較慢，即使是快充技術也需要數(shù)十分鐘到數(shù)小時不等，無法滿足用戶快速出行的需求。

6、充電設施不足：充電樁等基礎設施的建設速度遠遠跟不上電動汽車的普及速度，導致用戶在使用過程中經(jīng)常面臨充電難的問題。

7、為此，本領域技術人員提供水電解制氫氫動力系統(tǒng)，以解決上述背景技術中提出的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了水電解制氫氫動力系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術存在排放污染以及純電續(xù)航里程短、充電速度慢及充電難的問題。

2、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn)：水電解制氫氫動力系統(tǒng)，包括水處理模塊、純凈水預處理模塊、電解反應模塊、氫氣儲存模塊、氧氣管理模塊、電源模塊、動力模塊、控制系統(tǒng)；

3、所述水處理模塊用于將加入的淡水進行過濾，得到純凈水；

4、所述純凈水預處理模塊用于通過發(fā)動機排氣管的熱量將純凈水加熱成水蒸汽，供電解反應使用；

5、所述電解反應模塊用于將水蒸汽通過電解反應分解為氫氣和氧氣；

6、所述氫氣儲存模塊用于儲存電解產生的純凈氫氣，并對氫氣進行進一步的干燥處理，以供車輛動力系統(tǒng)使用；

7、所述氧氣管理模塊用于管理和處理電解反應產生的氧氣；

8、所述電源模塊用于為電解反應與發(fā)動機提供電能；

9、所述動力模塊用于利用氫氣作為燃料驅動發(fā)動機；

10、所述控制系統(tǒng)用于控制氫氣噴射量和點火時間；

11、所述水處理模塊與純凈水預處理模塊通過管路連接，所述電解反應模塊與純凈水預處理模塊通過管路連接，所述電解反應模塊與氫氣儲存模塊通過管路連接，所述氫氣儲存模塊與氧氣管理模塊通過管路連接，所述氫氣儲存模塊與動力模塊通過管路連接，所述動力模塊與控制系統(tǒng)通過電性連接，所述，所述電源模塊與動力模塊、控制系統(tǒng)、電解反應模塊、氫氣儲存模塊、氧氣管理模塊為電性連接。

12、優(yōu)選的，所述水處理模塊包括水箱、過濾器，所述水箱用于儲存河水和雨水的一種或多種，所述過濾器用于過濾淡水獲得純凈水。

13、優(yōu)選的，所述純凈水預處理模塊包括發(fā)動機排氣管，所述發(fā)動機排氣管用于通過排氣管熱量將純凈水加熱成水蒸汽。

14、優(yōu)選的，所述電解反應模塊包括電解反應器、h2分離器、h2冷卻器、h2除濕器、o2分離器、o2冷卻器、o2除濕器；

15、所述電解反應器用于：將水蒸汽電解成氫氣和氧氣；

16、所述h2分離器用于分離氫氣；

17、所述h2冷卻器用于冷卻分離出的氫氣；

18、所述h2除濕器用于去除氫氣中的水分；

19、所述o2分離器用于分離氧氣；

20、所述o2冷卻器用于冷卻分離出的氧氣；

21、所述o2除濕器用于去除氧氣中的水分。

22、優(yōu)選的，所述氫氣儲存模塊包括氫氣凈度儀、純氫儲存罐、氫氣干燥裝置；

23、所述氫氣凈度儀用于監(jiān)測氫氣量；

24、所述純氫儲存罐用于存儲純凈氫氣；

25、所述氫氣干燥裝置用于進一步干燥氫氣。

26、優(yōu)選的，所述氧氣管理模塊包括氧氣管理單元；

27、所述氧氣管理單元用于控制氧氣的使用和排放。

28、優(yōu)選的，所述電源模塊包括鋰電池、太陽能板、風力發(fā)電裝置、充電口；

29、所述鋰電池用于為電解反應裝置提供電能；

30、所述太陽能板用于通過太陽能充電；

31、所述風力發(fā)電用于通過風力發(fā)電裝置充電；

32、所述充電口用于外部電源充電接口。

33、優(yōu)選的，所述動力模塊包括進氣系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、啟動馬達、發(fā)電機、發(fā)動機機體、增壓空氣系統(tǒng)；

34、所述進氣系統(tǒng)包括雙渦輪增壓器和空空中冷；所述點火系統(tǒng)包括點火線圈、火花塞和點火控制模塊；所述排氣系統(tǒng)用于排放高溫廢氣并進行純凈水預熱；所述冷卻系統(tǒng)用于降低進氣溫度，提高進氣密度；所述潤滑系統(tǒng)用于發(fā)動機各運動部件的潤滑；所述啟動馬達用于初始啟動發(fā)動機；所述發(fā)電機用于在車輛啟動后為電解裝置和鋰電池提供電力；所述增壓空氣系統(tǒng)用于提供增壓空氣給發(fā)動機。

35、優(yōu)選的，所述控制系統(tǒng)包括ecu、能源調控算法單元；

36、所述能源調控算法單元使用粒子群優(yōu)化算法，用于優(yōu)化電源模塊與電解反應模塊、動力模塊之間的能量分配。

37、一種水電解制氫氫動力方法，用于水電解制氫氫動力系統(tǒng)，包括以下步驟：

38、s1、向水箱中加入淡水，然后通過過濾器對淡水進行過濾，生成純凈水；

39、s2、將純凈水從過濾器輸送至發(fā)動機排氣管，利用發(fā)動機排氣管的熱量將純凈水加熱成水蒸汽；

40、s3、將生成的水蒸汽輸送至電解反應裝置，然后通過電解反應裝置將水蒸汽分解為氫氣和氧氣；

41、s4、電解產生的氫氣通過h2分離器、冷卻器和除濕器，去除雜質和水分，將處理后的氫氣輸送至純氫儲存罐中進行存儲；

42、s5、電解產生的氧氣通過o2分離器、冷卻器和除濕器進行處理，一部分氧氣排入大氣，另一部分在高原行駛時供駕駛員使用；

43、s6、鋰電池通過太陽能板、風力發(fā)電裝置和充電口進行充電，在車輛啟動前，鋰電池為電解反應裝置提供電力，車輛啟動后，發(fā)電機為電解反應裝置和鋰電池提供電力支持；

44、s7、純氫儲存罐中的氫氣輸送至氫氣動力發(fā)動機，啟動馬達帶動發(fā)動機做觸發(fā)運動，發(fā)動機的進氣系統(tǒng)采用雙渦輪增壓器和空空中冷，提供增壓空氣，點火系統(tǒng)包括點火線圈、火花塞和點火控制模塊，通過控制系統(tǒng)控制氫氣噴射量和點火時間，發(fā)動機通過進氣、壓縮、燃燒和排氣四個行程產生動力，而發(fā)動機在運行過程中排放的高溫廢氣用于加熱純凈水，形成水蒸汽，進入電解反應裝置進行電解制氫；

45、s8、重復s3-s7步驟。

46、本發(fā)明提供了水電解制氫氫動力系統(tǒng)。具備以下有益效果：

47、1、本發(fā)明通過使用水作為原料，通過電解產生氫氣，氫氣燃燒后排放物為純水，有效減少二氧化碳、一氧化碳等溫室氣體的排放，減少對環(huán)境的污染，并且利用可再生能源為系統(tǒng)供電，進一步降低能源成本。

48、2、本發(fā)明通過電解反應模塊高效地將水分解為氫氣和氧氣，通過優(yōu)化算法進一步提高能量利用效率，并且能夠將多余的能量轉化為電能儲存起來，提升整體能效。

49、3、本發(fā)明不僅可以用于汽車，還可以應用于船舶、工程機械、機車、發(fā)電機組等需要動力驅動的設備，具有廣泛的應用前景，且通過分布式控制和智能能量管理系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠靈活適應不同的運行環(huán)境和工況，提供穩(wěn)定的動力輸出。