一种车载固态储供氢系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种车载固态储供氢系统，涉及氢能源储供技术领域，它包括储氢容器、充氢系统、供氢系统、冷却系统、加热系统；储氢容器内设置有具有吸氢能力的固态材料。充氢系统向储氢容器内部充入氢气，充氢过程中，氢气与储氢容器中的固态材料发生反应形成氢化物释放热量，此时使用冷却系统冷却储氢容器中固态材料以使反应持续，充氢结束后，需要供氢时，使用加热系统加热储氢容器，使得储氢容器中的固态材料释放氢气，并通过供氢系统供给汽车燃料电池系统。整个储供氢系统囊括了完整的储氢和供氢过程，能够专用于车载，并适用于以固态储氢方式的氢燃料电池汽车。

【技术实现步骤摘要】
一种车载固态储供氢系统
本技术涉及氢能源储供
，具体涉及一种车载固态储供氢系统。
技术介绍
随着社会发展，人们越来越重视清洁能源和可再生能源的利用，氢气作为一种清洁能源载体，在氢燃料电池汽车中获得广泛应用，具有高效、清洁、零排放的优点。目前的氢燃料电池汽车主要采用高压储氢瓶作为氢气储存装置，其工作压力高达35MPa以上，有很高的安全风险，同时由于氢气密度很低，高压储氢瓶的体积也比较大；另外，氢气除气态压缩储存外还可以采用低温液化的方式保持，但液化氢气能耗大，为了保持氢气的液态需将储氢瓶维持在零下254℃的低温，保温困难，自然气化损失大。基于上述问题，部分能源企业鉴于一些固态材料在一定温度和压力条件下能够吸氢的能力，采用固态吸氢材料进行储氢，这相比压缩储氢具有储氢瓶工作压力低、体积小的特点；相较液态储氢来说，储氢瓶工作温度接近于常温。但是，目前鲜有专用于车载固态储供氢的系统，这导致使用固态储氢方式的氢燃料电池汽车还是无法大量普及。
技术实现思路
本技术的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种专用于车载，适用于以固态储氢方式的氢燃料电池汽车的一种车载固态储供氢系统。本技术采用的技术方案如下：一种车载固态储供氢系统，包括储氢容器、充氢系统、供氢系统、冷却系统、加热系统；储氢容器内设置有具有吸氢能力的固态材料，充氢系统、供氢系统均与储氢容器连通，冷却系统与储氢容器连通并形成冷却回路，加热系统与储氢容器连通并形成加热回路。优选的，充氢系统包括与储氢容器连通的充氢管、设置在充氢管上的充氢安全阀以及设置在充氢管端部的氢气加注口。优选的，供氢系统包括与储氢容器连通的供氢管、设置在供氢管上的第一电磁阀、减压阀、供氢安全阀。优选的，储氢容器内部或外壁设置有换热件，换热件设置有入口和出口，其内部流通冷却或加热所需的换热介质。优选的，冷却系统包括与换热件的入口连通的冷却管、与换热件的出口连通的冷却循环管，冷却回路的冷却方向为由冷却管至换热件至冷却循环管。优选的，加热系统包括热交换器、连通热交换器和换热件入口的加热管、连通换热件出口和热交换器的加热循环管、设置在加热管上的单向阀、设置在加热管或加热循环管上的循环水泵；单向阀的连通方向为由热交换器至换热件的入口，设置在加热管上的循环水泵的抽水方向为由热交换器至换热件的入口，设置在加热循环管上的循环水泵的抽水方向为由换热件的出口至热交换器；加热回路为闭合回路，其方向为由热交换器至加热管至单向阀至换热件至加热循环管再至热交换器。优选的，热交换器还连通有车载燃料电池的冷却系统并与其形成闭合回路。优选的，储氢容器的瓶口处设置有第一压力传感器、第一温度传感器、瓶口阀。优选的，减压阀后的供氢管上设置有第二压力传感器。优选的，加热管上设置有第二温度传感器。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：充氢系统向储氢容器内部充入氢气，充氢过程中，氢气与储氢容器中的固态材料发生反应形成氢化物释放热量，此时使用冷却系统冷却储氢容器中固态材料以使反应持续，充氢结束后，需要供氢时，使用加热系统加热储氢容器，使得储氢容器中的固态材料释放氢气，并通过供氢系统供给汽车燃料电池系统。整个储供氢系统囊括了完整的储氢和供氢过程，能够专用于车载，并适用于以固态储氢方式的氢燃料电池汽车。附图说明图1为一种车载固态储供氢系统的平面示意图。图2为两个以上储氢容器结合组成的系统的平面示意图，其中，箭头方向为氢气或防冻水的流动方向。图中标记：储氢容器1、换热件11、第一压力传感器12、第一温度传感器13、瓶口阀14、第三温度传感器15、第二电磁阀16、充氢系统2、充氢管21、充氢安全阀22、氢气加注口23、供氢系统3、供氢管31、第一电磁阀32、减压阀33、供氢安全阀34、第二压力传感器35、冷却系统4、冷却管41、冷却循环管42、快速接头43、加热系统5、热交换器51、加热管52、加热循环管53、单向阀54、循环水泵55、第二温度传感器56、第一膨胀水箱57、针型阀58。具体实施方式下面结合附图，对本技术作详细的说明。为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。请参看图1，一种车载固态储供氢系统，包括储氢容器1、充氢系统2、供氢系统3、冷却系统4、加热系统5；储氢容器1内设置有具有吸氢能力的固态材料，为AB2、AB5、AB、BCC等各系储氢合金或金属；充氢系统2与储氢容器1连通，用于连接加氢站的加氢机，将氢气充入储氢容器1内；供氢系统3与储氢容器1连通，用于将储氢容器1内的氢气供给汽车的燃料电池系统；冷却系统4与储氢容器1连通并形成冷却回路，用于在充氢过程中，降低储氢容器1内产生的热量，加热系统5与储氢容器1连通并形成加热回路，用于在供氢前，加热储氢容器1，使得储氢容器1内的固态材料释放氢气。进一步的，储氢容器1为储氢瓶，其顶部开设有瓶口，充氢系统2包括与储氢容器1的瓶口连通的充氢管21、设置在充氢管21上的充氢安全阀22以及设置在充氢管21端部的氢气加注口23。充氢管21用于连通储氢容器1与加氢站的加氢机，将氢气充入储氢容器1；充氢安全阀22起到安全泄压的作用，保护充氢管21和充氢系统2不会因超压损坏。充氢系统2的充氢压力小于5MPa。进一步的，供氢系统3包括与储氢容器1的瓶口连通的供氢管31、设置在供氢管31上的第一电磁阀32、减压阀33、供氢安全阀34，第一电磁阀32靠近储氢容器1设置，供氢安全阀34远离储氢容器1设置，减压阀33位于第一电磁阀32与供氢安全阀34之间。供氢管31用于连通储氢容器1与汽车的燃料电池系统连通，将氢气供给汽车；第一电磁阀32用于在紧急状态下切断供氢管31流通；减压阀33用于将储氢容器1中存储的氢气减压到适合汽车的燃料电池系统的压力，以便于汽车的燃料电池系统接收；供氢安全阀34起到安全泄压的作用，保护供氢管31和供氢系统3不会因超压损坏。供氢系统3的供氢压力小于1MPa。进一步的，储氢容器1内部或外壁设置有换热件11，换热件11设置有入口和出口，均位于储氢容器1的底部，换热件11为设置在储氢容器1内部的换热板或外套在储氢容器1外壁上的水套。若换热件11为换热板时，固态材料均匀固定在换热板的板面上，便于固态材料的加热或冷却。进一步的，冷却系统4包括与换热件11的入口连通的冷却管41、与换热件11的出口连通的冷却循环管42；冷却管41和冷却循环管42中充满防冻水作为换热介质，冷却管41和冷却循环管42用于连通换热件11与加氢站的冷却系统4，将加氢站的冷却系统4的温度传至换热件11上，冷却储氢容器1内部的温度；冷却循环管42的端部设置有与加氢站的冷却系统4相适配的快速接头43，其与加氢站的冷却系统4连接时自动连通、脱离时自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车载固态储供氢系统，其特征在于，包括储氢容器、充氢系统、供氢系统、冷却系统、加热系统；储氢容器内设置有具有吸氢能力的固态材料，充氢系统、供氢系统均与储氢容器连通，冷却系统与储氢容器连通并形成冷却回路，加热系统与储氢容器连通并形成加热回路。/n

【技术特征摘要】
1.一种车载固态储供氢系统，其特征在于，包括储氢容器、充氢系统、供氢系统、冷却系统、加热系统；储氢容器内设置有具有吸氢能力的固态材料，充氢系统、供氢系统均与储氢容器连通，冷却系统与储氢容器连通并形成冷却回路，加热系统与储氢容器连通并形成加热回路。


2.如权利要求1所述的一种车载固态储供氢系统，其特征在于，所述充氢系统包括与储氢容器连通的充氢管、设置在充氢管上的充氢安全阀以及设置在充氢管端部的氢气加注口。


3.如权利要求1所述的一种车载固态储供氢系统，其特征在于，所述供氢系统包括与储氢容器连通的供氢管、设置在供氢管上的第一电磁阀、减压阀、供氢安全阀。


4.如权利要求1所述的一种车载固态储供氢系统，其特征在于，所述储氢容器内部或外壁设置有换热件，换热件设置有入口和出口，其内部流通冷却或加热所需的换热介质。


5.如权利要求4所述的一种车载固态储供氢系统，其特征在于，所述冷却系统包括与换热件的入口连通的冷却管、与换热件的出口连通的冷却循环管，冷却回路的冷却方向为由冷却管至换热件至冷却循环管。


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【专利技术属性】
技术研发人员：黄吉，王军，唐光顺，李淑恒，梁微，赵上马，唐孝宗，秦小芳，蒲邦坤，
申请(专利权)人：厚普清洁能源股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51