一种基于多膨胀机并联调控的低能耗高效气氢加注系统技术方案

一种基于多膨胀机并联调控的低能耗高效气氢加注系统。涉及氢能技术领域，本发明专利技术解决了现有技术中单个膨胀机效率低、串联膨胀机组适应性不足及温度控制不理想的问题，显著降低了加氢能耗，提高了加氢效率与安全性。包括高压储罐、膨胀机组、控制器、加氢机和发电机。膨胀机组由至少两个并联设置的膨胀机组成，每个膨胀机具有不同的工作压比范围，适用于宽压比变化的加氢工况。控制器实时监测膨胀机入口与出口的压比，动态选择最优膨胀机并调节其转速至最大效率对应的转速范围，确保系统在宽压比范围内高效运行。加氢机将预冷后的氢气加注至车载储氢罐，发电机将膨胀机回收的机械能转化为电能。适用于氢燃料电池汽车的加氢站。

【技术实现步骤摘要】

涉及氢能，具体涉及一种基于多膨胀机并联调控的低能耗高效气氢加注系统。

技术介绍

1、氢燃料电池汽车作为传统燃油汽车的重要替代品，具有零排放、高效率等优势，被认为是未来可持续交通系统的关键组成部分。然而，氢燃料电池汽车的推广依赖于完善的加氢基础设施，尤其是高效、低能耗的加氢站。加氢站的核心功能是将高压氢气安全、快速地加注到车载储氢罐中。在此过程中，氢气的温度控制至关重要，因为车载储氢罐的温升效应会显著影响储罐的性能和加氢效率。若氢气温度过高，可能导致储氢罐材料失效或引发安全隐患，因此，车载储氢罐的最高温度通常需控制在85℃以内。

2、为了满足这一要求，现有的加氢系统通常采用预冷技术来降低氢气的温度。然而，传统的预冷系统(如机械制冷或液氮冷却)能耗较高，且设备复杂，增加了加氢站的建设和运营成本。为了降低能耗并提高加氢效率，研究人员提出了通过膨胀机回收能量的方案。膨胀机通过等熵膨胀过程，既能降低氢气的温度，又能回收部分膨胀功，转化为电能供系统使用或并入电网。

3、现有技术研究现状

4、1.单个膨胀机能量回收方案：

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【技术保护点】

1.一种基于多膨胀机并联调控的低能耗高效气氢加注系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于多膨胀机并联调控的低能耗高效气氢加注系统，其特征在于，所述膨胀机组的入口与所述高压储罐连接的管路上设有控制阀和压力测量表。

3.根据权利要求1所述的一种基于多膨胀机并联调控的低能耗高效气氢加注系统，其特征在于，所述高压储罐包括高压氢气储罐，压力为90MPa，体积为2.1m3。

4.根据权利要求1所述的一种基于多膨胀机并联调控的低能耗高效气氢加注系统，其特征在于，所述膨胀机组中的膨胀机为径向流动透平膨胀机，包括第一膨胀机和第二膨胀机，

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【技术特征摘要】

1.一种基于多膨胀机并联调控的低能耗高效气氢加注系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于多膨胀机并联调控的低能耗高效气氢加注系统，其特征在于，所述膨胀机组的入口与所述高压储罐连接的管路上设有控制阀和压力测量表。

3.根据权利要求1所述的一种基于多膨胀机并联调控的低能耗高效气氢加注系统，其特征在于，所述高压储罐包括高压氢气储罐，压力为90mpa，体积为2.1m3。

4.根据权利要求1所述的一种基于多膨胀机并联调控的低能耗高效气氢加注系统，其特征在于，所述膨胀机组中的膨胀机为径向流动透平膨胀机，包括第一膨胀机和第二膨胀机，

5.根据权利要求1所述的一种基于多膨胀机并联调控的低能耗高效气氢加注系统，其特征在于，所述发电机通过联轴器与所述膨胀机组的出口连接，所述发电机输出的电能经整流逆...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡伟华，陈一博，车勋建，张仲侬，李倩，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：