一种油冷式固态储氢热管理系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及储氢技术领域，具体为一种油冷式固态储氢热管理系统及其控制方法，油冷式固态储氢热管理系统中的固态储氢模块包括机械固定部件

【技术实现步骤摘要】
一种油冷式固态储氢热管理系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及储氢
，具体为一种油冷式固态储氢热管理系统及其控制方法
。

技术介绍

[0002]固态储氢是当前非常重要的一种储氢
、
运氢技术路线，固态储氢在使用过程中需要提供吸氢冷却和放氢加热所需的热管理控制技术，目前，储氢合金反应容器主要由金属容器罐体
、
储氢合金材料
、
导气管
、
换热结构等几个部分组成
。
由于储氢合金的热力学性能较差，同时随着容器内合金材料吸放氢反应的进行，也伴随着大量的热量放出与吸收，由于反复吸放氢的进行储氢合金也会随之体积膨胀和收缩，合金材料也会一定程度上出现粉化现象，其导热系数也会下降，导致储氢合金材料的利用率下降
。
因此如何实现实现热管理系统高效换热成为了重要问题
。
并且在实际操作中，无法实现快速更换固态储氢瓶，且固定固态储氢瓶的结构会因加工导致存在配合间隙，进而严重影响传热
。
[0003]例如在授权公告号为
CN 217933873 U
的中国技术专利中，公开了一种固态储氢装置与燃料电池一体化电源系统
。
该系统包括燃料电池装置
、
氢气反应加热器
、
固态储氢装置
、
自动控温装置；固态储氢装置包括换热槽
、
储氢罐，氢气反应加热器包括仓体
、
氢气反应炉；储氢罐外侧设置温度监控器，储氢罐与燃料电池装置
、
仓体的进气口连通，仓体进气口设置气体流量控制阀，供氢管路设置压力监控器，换热槽通过冷
、
热导热油管道与仓体连通；控制阀
、
监控器
、
油泵均与自动控温装置连接
。
该方案可为固态储氢装置内固态储氢材料的放氢过程提供热能，但该方案中使用换热槽与储氢罐配合，两者间会因加工导致存在配合间隙，进而影响传热
。
[0004]因此，本专利技术提出了一种油冷式固态储氢热管理系统及其控制方法，皆在解决这一问题
。

技术实现思路

[0005]为避免现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种油冷式固态储氢热管理系统及其控制方法
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种油冷式固态储氢热管理系统，包括固态储氢模块，所述固态储氢模块包括机械固定部件
、
液压油储腔
、
柔性形变内胆和固态储氢瓶；所述机械固定部件内设置有液压油储腔，液压油储腔内部设置有柔性形变内胆，所述固态储氢瓶设置在柔性形变内胆内；所述柔性形变内胆与动力装置连接
。
[0007]本专利技术进一步设置为：所述柔性形变内胆为独立油腔，所述液压油储腔内设置有至少一个柔性形变内胆
。
[0008]本专利技术进一步设置为：所述动力装置为电动液压缸，当电动液压缸加压时，柔性形变内胆膨胀，当电动液压缸泄压时，柔性形变内胆收缩
。
[0009]本专利技术进一步设置为：所述油冷式固态储氢热管理系统还包括水循环系统，所述
水循环系统包括燃料电池系统
、
水泵和板式换热器；所述燃料电池循环系统连接三通阀体的第一端口，三通阀体的第二端口连接板式换热器的输入口，所述板式换热器与三通阀体间设置有水泵，所述板式换热器的输出口与燃料电池系统连接，构成循环回路
。
[0010]本专利技术进一步设置为：所述油冷式固态储氢热管理系统还包括油循环系统，所述油循环系统包括液压油箱和油泵；所述板式换热器的输出口与液压油箱连接，所述液压油箱与固态储氢模块中的液压油储腔连接，液压油箱与固态储氢模块间设置有油泵，所述液压油储腔与板式换热器的输入口连接，构成循环回路
。
[0011]本专利技术进一步设置为：所述油冷式固态储氢热管理系统还包括散热器和膨胀水箱；所述三通阀体的第三端口连接散热器的输入口，所述散热器的输出口连接膨胀水箱；散热器的输出口还与燃料电池系统连接，构成循环回路
。
[0012]本专利技术进一步设置为：所述固态储氢模块内还设置有氢压传感器
。
[0013]本专利技术进一步设置为：所述油冷式固态储氢热管理系统还包括主控单元，所述主控单元与三通阀体
、
燃料电池系统
、
电动液压缸
、
水泵
、
油泵和氢压传感器电性连接
。
[0014]本专利技术还包括一种油冷式固态储氢热管理系统控制方法，采用上述一种油冷式固态储氢热管理系统，包括以下步骤：
[0015]S1
：将固态储氢瓶放置于柔性形变内胆内；
[0016]S2
：主控单元启动电动液压缸，使柔性形变内胆内油压增加，体积膨胀，紧密包裹固态储氢瓶，并充分填充固态储氢瓶与液压油储腔之间的空间，使得液压油储腔内的热量可以顺利通过柔性形变内胆传递至储氢瓶；
[0017]S3
：启动燃料电池系统，实现燃料电池系统与板式换热器之间的水循环；
[0018]S4
：启动油泵，实现液压油储腔与板式换热器之间的液压油循环，将板式换热器带来的燃料电池热量传递至液压油储腔；
[0019]S5
：液压油储腔内的热量通过导热依次传递至柔性形变内胆和固态储氢瓶，实现热量交换；
[0020]S6
：所述主控单元通过氢压传感器判断固态储氢瓶是否为拆卸状态，并控制油泵与电动液压缸的启停
。
[0021]本专利技术进一步设置为：步骤
S3
具体为，当燃料电池系统温度小于第一温度阈值时，燃料电池系统处于内循环加热状态，当燃料电池系统温度大于第二温度阈值时启动水泵，利用水循环将燃料电池热量传递至板式换热器；当燃料电池系统温度大于第三温度阈值时，连通燃料电池系统与散热器和膨胀水箱，进行散热；
[0022]所述第一温度阈值＜第二温度阈值＜第三温度阈值
。
[0023]本专利技术进一步设置为：步骤
S6
具体为，预设第一氢压阈值和第二氢压阈值，当氢压传感器检测的氢压小于第一氢压阈值时，判定固态储氢瓶为拆卸状态，主控单元控制电动液压缸泄压，且油泵停止工作；
[0024]当氢压传感器检测的氢压大于第一氢压阈值时，判定固态储氢瓶为填充状态，主控单元控制电动液压缸加压，且油泵开始工作；
[0025]所述第二氢压阈值＞第一氢压阈值
。
[0026]综上，本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：
[0027]1、
本专利技术通过动力装置控制柔性形变内胆的收缩和膨胀以固定内部的固态储氢
瓶，解决储氢瓶快换问题；且膨胀的柔性形变内胆可以紧密包裹固态储氢瓶，避免因加工导致配合间隙进而严重影响传热的问题
。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种油冷式固态储氢热管理系统，其特征在于，包括固态储氢模块，所述固态储氢模块包括机械固定部件
、
液压油储腔
、
柔性形变内胆和固态储氢瓶；所述机械固定部件内设置有液压油储腔，液压油储腔内部设置有柔性形变内胆，所述固态储氢瓶设置在柔性形变内胆内；所述柔性形变内胆与动力装置连接
。2.
根据权利要求1所述的一种油冷式固态储氢热管理系统，其特征在于，所述柔性形变内胆为独立油腔，所述液压油储腔内设置有至少一个柔性形变内胆；所述动力装置为电动液压缸
。3.
根据权利要求2所述的一种油冷式固态储氢热管理系统，其特征在于，所述油冷式固态储氢热管理系统还包括水循环系统，所述水循环系统包括燃料电池系统
、
水泵和板式换热器；所述燃料电池循环系统连接三通阀体的第一端口，三通阀体的第二端口连接板式换热器的输入口，所述板式换热器与三通阀体间设置有水泵，所述板式换热器的输出口与燃料电池系统连接，构成循环回路
。4.
根据权利要求3所述的一种油冷式固态储氢热管理系统，其特征在于，所述油冷式固态储氢热管理系统还包括油循环系统，所述油循环系统包括液压油箱和油泵；所述板式换热器的输出口与液压油箱连接，所述液压油箱与固态储氢模块中的液压油储腔连接，液压油箱与固态储氢模块间设置有油泵，所述液压油储腔与板式换热器的输入口连接，构成循环回路
。5.
根据权利要求3所述的一种油冷式固态储氢热管理系统，其特征在于，所述油冷式固态储氢热管理系统还包括散热器和膨胀水箱；所述三通阀体的第三端口连接散热器的输入口，所述散热器的输出口连接膨胀水箱；散热器的输出口还与燃料电池系统连接，构成循环回路
。6.
根据权利要求1所述的一种油冷式固态储氢热管理系统，其特征在于，所述固态储氢模块内还设置有氢压传感器
。7.
根据权利要求4‑6中任一项所述的一种油冷式固态储氢热管理系统，其特征在于，所述油冷式固态储氢热管理系统还包括主控单元，所述主控单元分别与三通...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭磊，李会收，陆颖，李苏旋，孙福龙，赵群坡，赵婷，包志刚，
申请(专利权)人：氢积电能源技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：