机车车载储氢系统及机车加氢设备技术方案

本公开涉及燃料电池技术领域，具体而言，涉及一种机车车载储氢系统及机车加氢设备。本公开的机车车载储氢系统包括储氢装置、加氢管路、供氢管路、冷却管路、换热器和散热器。加氢管路的一端与储氢装置相连通，另一端用于与地面加氢系统相连接；供氢管路的一端与储氢装置相连通，另一端用于与燃料电池相连通；冷却工质在冷却管路、换热器和散热器中循环，换热器与加氢管路相邻设置，冷却工质在换热器中对加氢管路进行冷却，散热器远离加氢管路设置，用于冷却散热器内的冷却工质，从而能够持续地对加氢管路进行冷却，避免大流量高压氢气在进入加氢管路时因温升剧烈而导致的氢气泄露。该机车车载储氢系统能够增大加氢时的安全性和效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
机车车载储氢系统及机车加氢设备


[0001]本公开涉及燃料电池
，具体而言，涉及一种机车车载储氢系统及机车加氢设备。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种将燃料的化学能转化为电能的装置，具有能量转换率高，清洁环保的优点，燃料电池车辆是新能源车辆发展的重要方向。氢燃料电池机车具有车载储氢系统，用于在行驶过程中为燃料电池提供氢气。
[0003]在现有技术中，对机车车载储氢系统加氢时，氢气通过地面压缩机进行加压，再通过加氢枪与车载加氢口进行对接，将高压氢气充入车载储氢系统中。由于机车储氢量较大，而允许的加氢时间较短，就需要进行大流量和高压力的加氢。大流量的高压氢气在进入加氢管路时，由于管路直径较小，导致氢气在管路里的流速非常高，氢气与管路之间的摩擦大，气体的阻力加大，引起加氢管路温度短时极速升高，从而会导致管路由于温度变化产生氢气泄露问题，影响车载储氢系统的安全。如为保障安全而降低加氢速度，则又会影响加氢的效率。
[0004]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0005]本公开的目的在于提供一种机车车载储氢系统及机车加氢设备，该系统能够增大加氢时的安全性和效率。
[0006]根据本公开的一个方面，提供一种机车车载储氢系统，系统包括：
[0007]储氢装置；
[0008]加氢管路，加氢管路的一端与储氢装置相连通，加氢管路的另一端用于与地面加氢系统相连接，以使得地面加氢系统通过加氢管路向储氢装置提供氢气；
[0009]供氢管路，供氢管路的一端与储氢装置相连通，供氢管路的另一端用于与燃料电池相连通，供氢管路用于储氢装置向燃料电池供氢；
[0010]冷却管路，冷却管路的部分与加氢管路相邻设置，冷却管路用于使冷却工质在冷却管路中循环；
[0011]换热器，换热器与冷却管路相连通，以使冷却工质在冷却管路和换热器中循环，换热器与加氢管路相邻设置，冷却工质在换热器中对加氢管路进行冷却；
[0012]散热器，散热器与冷却管路相连通，以使冷却工质在冷却管路、换热器和散热器中循环，散热器远离加氢管路设置，散热器用于冷却散热器内的冷却工质。
[0013]在本公开的一种示例性实施方式中，散热器包括：
[0014]散热片，散热片与冷却管路相连通；
[0015]风扇，风扇与散热片相邻设置，风扇用于冷却散热片内的冷却工质。
[0016]在本公开的一种示例性实施方式中，冷却工质为冷却液，系统还包括水泵，水泵设于冷却管路，水泵用于驱动冷却液在冷却管路内循环流动，水泵用于控制冷却液的流速。
[0017]在本公开的一种示例性实施方式中，系统还包括冷却液箱，冷却液箱与冷却管路相连通，冷却液箱、散热器和水泵在冷却液的流动方向依次设置。
[0018]在本公开的一种示例性实施方式中，加氢管路的部分和供氢管路的部分重叠，以构成高压管路，换热器为盘管式液冷换热器，换热器的一段包裹在高压管路上，换热器的另一段包裹在加氢管路未与供氢管路重叠的部分。
[0019]在本公开的一种示例性实施方式中，系统还包括传感器和车载控制器，传感器和车载控制器相连接，传感器用于采集冷却工质进入换热器的首端温度和冷却工质离开换热器的尾端温度；车载控制器用于获取首端温度和尾端温度，并根据首端温度和尾端温度与第一预设温度的关系，调节冷却工质的循环速度和散热器的功率。
[0020]在本公开的一种示例性实施方式中，车载控制器在首端温度大于第一预设温度时，开启散热器；车载控制器在尾端温度大于第一预设温度时，开启散热器至最大功率；
[0021]其中，车载控制器还用于根据首端温度和尾端温度，实时调节散热器的功率。
[0022]在本公开的一种示例性实施方式中，传感器还用于采集加氢管路的压力以及储氢装置的瓶口温度，车载控制器与地面加氢系统相连接，车载控制器还用于根据首端温度、尾端温度、压力和瓶口温度调节地面加氢系统提供氢气的速度。
[0023]在本公开的一种示例性实施方式中，车载控制器在尾端温度大于第二预设温度时，降低氢气进入车载储氢系统的速度；
[0024]车载控制器在尾端温度大于第三预设温度时，停止氢气进入车载储氢系统；
[0025]其中，第三预设温度大于第二预设温度，第二预设温度大于第一预设温度，车载控制器与地面加氢系统通过无线网络连接。
[0026]根据本公开的另一个方面，提供一种机车加氢设备，设备包括：
[0027]地面加氢系统；
[0028]上述任意一项的机车车载储氢系统，地面加氢系统与机车车载储氢系统相连接；
[0029]其中，地面加氢系统包括气源与压缩机，气源中的氢气通过压缩机后进入机车车载储氢系统。
[0030]本公开示例性实施方式的机车车载储氢系统能够将加氢管路的热量散出至远离加氢管路处，从而能够持续地对加氢管路进行冷却，从而避免大流量高压氢气在进入加氢管路时因温升剧烈而导致的氢气泄露，提高了加氢时的安全性；同时，对加氢管路进行冷却，也降低了氢气进入储氢装置时的温度，避免了由于氢气进入储氢装置时的温度过高而导致的加氢管路自动关闭的情况，提升了对储氢装置加氢的效率。
附图说明
[0031]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]为了更好地理解本公开，可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件
未必是按比例的，并且相关的元件可能省略，以便强调和清楚地说明本公开的技术特征。另外，相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外，在附图中，同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的部件。其中：
[0033]图1示意性示出了根据本公开的一种示例性实施方式的机车车载储氢系统的示意图；
[0034]图2示意性示出了根据本公开的一种示例性实施方式的地面加氢系统的示意图；
[0035]图3示意性示出了根据本公开的一种示例性实施方式的机车加氢设备的示意图。
[0036]附图标记说明如下：
[0037]10、储氢装置；11、瓶口阀；20、加氢管路；21、高压管路；22、加氢口；23、单向阀；24、第一过滤器；
[0038]30、供氢管路；31、第一电磁阀；32、减压阀；33、第二过滤器；34、安全阀；
[0039]40、冷却管路；50、换热器；60、散热器；61、散热片；62、风扇；70、水泵；80、冷却液箱；90、车载控制器；91、第一温度传感器；92、第二温度传感器；93、第一压力传感器；94、第三温度传感器；
[0040]1、燃料电池；2、排空管路；101、气源；102本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机车车载储氢系统，其特征在于，所述系统包括：储氢装置(10)；加氢管路(20)，所述加氢管路(20)的一端与所述储氢装置(10)相连通，所述加氢管路(20)的另一端用于与地面加氢系统相连接，以使得所述地面加氢系统通过所述加氢管路(20)向所述储氢装置(10)提供氢气；供氢管路(30)，所述供氢管路(30)的一端与所述储氢装置(10)相连通，所述供氢管路(30)的另一端用于与燃料电池(1)相连通，所述供氢管路(30)用于所述储氢装置(10)向所述燃料电池(1)供氢；冷却管路(40)，所述冷却管路(40)的部分与所述加氢管路(20)相邻设置，所述冷却管路(40)用于使冷却工质在所述冷却管路(40)中循环；换热器(50)，所述换热器(50)与所述冷却管路(40)相连通，以使所述冷却工质在所述冷却管路(40)和所述换热器(50)中循环，所述换热器(50)与所述加氢管路(20)相邻设置，所述冷却工质在所述换热器(50)中对所述加氢管路(20)进行冷却；散热器(60)，所述散热器(60)与所述冷却管路(40)相连通，以使所述冷却工质在所述冷却管路(40)、所述换热器(50)和所述散热器(60)中循环，所述散热器(60)远离所述加氢管路(20)设置，所述散热器(60)用于冷却所述散热器(60)内的所述冷却工质。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述散热器(60)包括：散热片(61)，所述散热片(61)与所述冷却管路(40)相连通；风扇(62)，所述风扇(62)与所述散热片(61)相邻设置，所述风扇(62)用于冷却所述散热片(61)内的所述冷却工质。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷却工质为冷却液，所述系统还包括水泵(70)，所述水泵(70)设于所述冷却管路(40)，所述水泵(70)用于驱动所述冷却液在冷却管路(40)内循环流动，所述水泵(70)用于控制所述冷却液的流速。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括冷却液箱(80)，所述冷却液箱(80)与所述冷却管路(40)相连通，所述冷却液箱(80)、所述散热器(60)和所述水泵(70)在所述冷却液的流动方向依次设置。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述加氢管路(20)的部分和所述供氢管路(30)的部分重叠，以构成高...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭海，董萤，刘净茹，马建新，晋伟，
申请(专利权)人：中车大同电力机车有限公司，
类型：发明
国别省市：