一种氢能源车安全储氢装置及其供氢系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种氢能源车安全储氢装置及其供氢系统，涉及储氢领域包括：储氢装置

【技术实现步骤摘要】
一种氢能源车安全储氢装置及其供氢系统


[0001]本专利技术涉及储氢领域，具体涉及一种氢能源车安全储氢装置及其供氢系统
。

技术介绍

[0002]作为清洁能源之一的燃料电池，通过使用燃料电池催化剂将氢源与来自空气的氧气组合以产生电能作为主要产物，伴随热量
、
水或水蒸气和贫氧空气这些副产物，副产物的危害远低于通过燃烧化石燃料的电力产生装置产生的二氧化碳排放，在燃料电池的应用中，氢气的存储是其中关键的一项，目前储氢装置大致可以分为三类，高压气态储氢
、
液态储氢
、
固态储氢，现有解决方案以高压气态储氢为主，且使用的储氢瓶主要分为四种：纯钢制金属瓶
(I
型
)、
钢质内胆纤维环向缠绕瓶
(II
型
)、
铝内胆纤维全缠绕瓶
(III
型
)
和塑料内胆纤维缠绕瓶
(IV
型
)
，目前行业前沿的是
700bar
高压
IV
型储氢瓶
。
[0003]然而，储氢瓶内气压随着氢气的消耗逐渐降低，当瓶内气压低于所需供应气压后无法正常工作，导致储氢瓶内氢气无法完全利用，同时储氢瓶低压供应过程中限制燃料电池运转功率，难以保证稳定的工作状态，现有针对提高储氢装置内气压的方法中，一种为通过灌注液体增压，其会导致整体负重增加并增加过滤设备的工作压力，另一种为在储氢装置额外开设接口，并在储氢装置中内置可调节气囊，通过外接增压泵实时调节储氢装置内气压值，该方法需要额外增加气压泵提高整体装置的复杂程度，且在储氢装置为高压装置，在其上额外开设接口会导致其承压能力下降
。
[0004]因此有必要提供一种氢能源车安全储氢装置及其供氢系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。

技术实现思路

[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种氢能源车安全储氢装置，包括：储氢装置，所述储氢装置中包括减震层
、
保护层
、
耐压层
、
阻气层
、
输气件
、
阀口
、
隔板和填充组件，其中所述减震层
、
保护层
、
耐压层和阻气层由外到内依次包覆，所述阻气层内部形成储氢仓，所述输气件同轴贴合布置在阻气层内部，所述隔板布置为两个，间隔固定在所述阻气层内部，将所述储氢仓分隔为三个部分，由底部到顶部依次为第一储氢仓
、
第二储氢仓和第三储氢仓，且所述填充组件分布在所述三个储氢仓内
。
[0006]进一步，作为优选，所述减震层为玻璃纤维，保护层为碳纤维强化塑料
(CFPR)
，耐压层为铝合金，阻气层为塑料，且所述输气件内部布置三组输送管道，其一端分别对应所述第一储氢仓
、
第二储氢仓和第三储氢仓，另一端连通所述阀口，且所述输气件为圆周布置的三组支架，与所述阻气层内壁密闭贴合，所述隔板与输气件和阻气层连接处经过密封处理
。
[0007]进一步，作为优选，所述填充组件包括：
[0008]连接轴，端部固定在所述隔板上；
[0009]套壳，套接固定在所述连接轴外壁，且在所述套壳和所述连接轴之间转动设置有回转件；以及
[0010]气囊，其一侧固定在所述回转件上，且所述气囊内部填充高压缩比的气体，平衡状态对应外部气压值为
Cbar。
[0011]进一步，作为优选，所述回转件和连接轴之间设置有弹簧，当气囊处于完全伸展状态时，弹簧有驱动所述回转件转动的力
。
[0012]进一步，作为优选，一种氢能源车安全供氢系统，包括：泄压阀
、
温度
/
压力传感器
、
过滤器
、
手动阀
、
集成阀系统
、
加氢组件和压力控制系统，所述储氢装置连接所述集成阀系统，所述集成阀系统还于所述加氢组件和压力控制系统连接
。
[0013]进一步，作为优选，所述集成阀系统包括流量限制阀
、
电磁阀和止回阀，所述流量限制阀
、
电磁阀和止回阀依次连接，所述止回阀输入端与所述加氢组件连接，且所述电磁阀由控制系统进行控制，在所述止回阀和电磁阀之间连接有压力控制系统，所述压力控制系统内依次设置有压力调节阀和自动截止阀，且所述控制系统连接并控制所述压力调节阀和自动截止阀
。
[0014]进一步，作为优选，在所述储氢装置端口处和所述压力调节阀自动截止阀之间均设置有所述泄压阀，所述泄压阀对应位置均连通高压工作环境，通过泄压阀设定安全气压值，在对应环境气压值超过安全范围及时进行泄压进行保护，所述储氢装置流量限制阀之间和所述加氢组件中均设置有所述过滤器，水为氢气对应反应产物之一，难以避免部分混杂在氢气中，不论时在补充氢气进入储氢装置中时还时储氢装置供应氢气，通过过滤器过滤输送的氢气，在所述集成阀系统和压力控制系统中均设置有手动阀用于控制检修
。
[0015]进一步，作为优选，在所述储氢装置端口处设置有温度
/
压力传感器用于监测储氢装置中三个储氢仓内的气压和温度值，并将监测数值输送到控制系统中，为控制电磁阀输送和供应氢气提供依据，在所述集成阀系统中，所述电磁阀和止回阀之间设置有温度
/
压力传感器主要用于监测在供应氢气过程中，从电磁阀输送出的氢气气压值，并将监测结果输送至控制系统中，为控制压力调节阀对氢气气压值进一步调节控制提供依据，所述压力调节阀和自动截止阀之间同样设置有温度
/
压力传感器，其主要监测经过压力调节阀调节后的氢气气压值，通过反馈监测值到控制系统中，辅助控制系统对压力调节阀的控制
。
[0016]与现有技术相比，本专利技术提供一种氢能源车安全储氢装置及其供氢系统，具有以下有益效果：
[0017]1.
本专利技术中通过在储氢装置内预设气囊控制最低气压，解决低气压剩余氢气无法利用的问题，设定氢能源车在工作过程中所需供氢最低气压为
Abar
，满载运行所需气压为
Bbar,
气压值
Cbar
在
A
‑
Bbar
范围内取值，在所述第一储氢仓
、
第二储氢仓和第三储氢仓内氢气完全排空之前，内部气压值最低为
Cbar
始终大于最低供应气压
Abar
满足增压需求，同时在所述第一储氢仓
、
第二储氢仓和第三储氢仓内分别放置气囊进行三级分隔，可有效减少气囊所需变形程度提高安全系数，同时气囊内部选用高压缩比的填充气体有效降低气囊对储氢上限的影响；
[0018]2.
本专利技术中供氢过程中，设定
Dbar
为临本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种氢能源车安全储氢装置，其特征在于：包括：储氢装置
(1)
，所述储氢装置
(1)
中包括减震层
(11)、
保护层
(12)、
耐压层
(13)、
阻气层
(14)、
输气件
(15)、
阀口
(16)、
隔板
(17)
和填充组件
(18)
，其中所述减震层
(11)、
保护层
(12)、
耐压层
(13)
和阻气层
(14)
由外到内依次包覆，所述阻气层
(14)
内部形成储氢仓，所述输气件
(15)
同轴贴合布置在阻气层
(14)
内部，所述隔板
(17)
布置为两个，间隔固定在所述阻气层
(14)
内部，将所述储氢仓分隔为三个部分，由底部到顶部依次为第一储氢仓
、
第二储氢仓和第三储氢仓，且所述填充组件
(18)
分布在所述三个储氢仓内
。2.
根据权利要求1所述的一种氢能源车安全储氢装置，所述减震层
(11)
为玻璃纤维，保护层
(12)
为碳纤维强化塑料
(CFPR)
，耐压层
(13)
为铝合金，阻气层
(14)
为塑料，且所述输气件
(15)
内部布置三组输送管道，其一端分别对应所述第一储氢仓
、
第二储氢仓和第三储氢仓，另一端连通所述阀口
(16)
，且所述输气件
(15)
为圆周布置的三组支架，与所述阻气层
(14)
内壁密闭贴合，所述隔板
(17)
与输气件
(15)
和阻气层
(14)
连接处经过密封处理
。3.
根据权利要求2所述的一种氢能源车安全储氢装置，所述填充组件
(18)
包括：连接轴
(181)
，端部固定在所述隔板
(17)
上；套壳
(182)
，套接固定在所述连接轴
(181)
外壁，且在所述套壳
(182)
和所述连接轴
(181)
之间转动设置有回转件
(183)
；以及气囊
(184)
，其一侧固定在所述回转件
(183)
上，且所述气囊
(184)
内部填充高压缩比的气体，平衡状态对应外部气压值为
Cbar。4.
根据权利要求3所述的一种氢能源车安全储氢装置，所述回转件
(183)
和连接轴
(181)
之间设置有弹簧，当气囊
(184)
处于完全伸展状态时，弹簧有驱动所述回转件
(183)
转动的力
。...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚浩伟，秦恒洁，魏晓鸽，宋怀涛，娄振，白振鹏，黄俊琦，邢梦洋，吕可风，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：