CN101758819A - 一种氢燃料电动车氢气加注及配送的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氢气加注及配送的方法。所述氢气加注过程是在车载气瓶卸载后进行离车加注的，并用已加满氢气的同大小标准规格气瓶在车辆上直接与空的气瓶进行更换。所述氢气配送过程是将在大型加气车间加好气的各型标准规格储氢气瓶分别配送到各加气站/换气站，或是将制氢厂制成的氢气通过输气管道输送到各加气站/换气站，在加气站/换气站设置一小型加气车间，然后对从车辆上换下的空的气瓶在该小型加气车间里加注氢气。本发明所述方法通过氢气的离车加注和气瓶的标准化设计，不但可以使气瓶直接更换节省加气时间，也便于将气瓶收集起来在具有良好热交换系统的加气车间内对空的气瓶统一加注氢气，从而降低对储氢气瓶热交换能力的设计要求。
Description
技术领域
本发明涉及氢燃料电池电动车领域，尤其涉及氢燃料电池所用氢气的补给方法。
背景技术
氢燃料电池电动车是一种以氢气为燃料，通过燃料电池将化学能转化为电能从而驱动引擎的新型节能环保零排放交通工具。氢燃料电动车都配备有存储氢气的气瓶作为燃料供给源。作为氢的储存和运输手段，当前人们更多着眼于一种在某一温度和压力条件下吸储氢而变成氢化物，需要时在另一温度和压力下将氢释放出来的，被称作“氢吸储合金”的金属的利用。使用氢吸储合金的氢气瓶与不使用氢吸储合金的氢气瓶相比，在相同容积下可储存更多的氢，因而受到人们的关注。氢气瓶中氢气的加注，通常是在被称作氢气加气站的，相当于汽油加油站和天然气加气站的地方进行的。例如，通常的氢气加气站具有由多个气瓶组成的氢气储存设备、以及将氢气储存设备供给的氢气加注到车辆氢气瓶中的分配器(灌装机)。并且，在将设置在分配器软管前端的连接器连接在所述氢气瓶的加注口上的状态下，利用加气站氢气储存设备与车辆上氢气瓶之间的压力差向氢气瓶内加注氢气。在向氢气瓶中加注氢气时，氢气瓶内的温度会升高，因此，若不边对氢气瓶进行冷却边加注氢气，则需要较长的加注时间。此外，由于氢吸储合金的氢吸储反应属于发热反应，因此，在将氢吸储在氢吸储合金中以增加氢气灌装量时，如果不进行冷却，氢吸储反应便不能够顺利地进行。
在先技术有公开号为CN1933999A的日本专利“氢气加气站、氢气灌装方法及车辆”提出的一种对气瓶及加气系统冷却和散热的技术方案；还有各种内部附加有热交换器的储氢气瓶的设计，该技术的实例包括由日本Toyota提出的“高压-MH混合储氢罐”、由美国OvonicS提供的“用于氢内燃机的MH储氢罐”和Japan Steel Works提出的“紧凑式MH储氢罐”等。但以上在先技术方案都是在瓶气与车体相结合的情况下加注氢气的，所以都难以从根本上解决快速加气与气瓶有效散热的矛盾。
虽然目前很多卓有成效的新型氢气存储系统研究的关键就是想在补充氢气的同时，通过一些附件连接器迅速制冷和散热，即有效克服上述所说的矛盾，但不能不说这种研究通常还只是局限在气瓶与车体相结合情况下加注氢气的传统习惯的偏见之中。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就在于克服传统习惯形成的偏见，通过改变在先技术氢气就车加注的方式为离车加注，另辟蹊径从根本上解决快速加气与气瓶有效散热的矛盾。所要解决的另一个技术问题在于通过标准规格气瓶的设计，使同标准规格气瓶在不同车辆间可以通用，既便于在加气站/换气站对用完的气瓶直接更换，也便于在没有加气站/换气站的情况下不同车辆间可以通过交换气瓶进行协助，以使半途中燃料用尽的车辆能继续行驶到有加气站/换气站的地方。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种氢燃料电动车氢气加注的方法，其氢气加注过程是采用气瓶离车加注的方式进行的，具体包括下列步骤：
A.将储氢气瓶从车辆上卸下，使气瓶与车体完全分离；
B.给车辆换上同大小标准规格已加好氢气的气瓶；
C.将换好气瓶的车辆驶离加气站/换气站；
D.将换下来空的气瓶拿到加气车间加注氢气。
较佳的，所述可分离车载储氢气瓶分为至少大、中、小三种标准规格，同一标准规格气瓶相互之间可以直接更换，且可以在不同车辆上通用，当然，所述车辆仅限于使用该储氢气瓶的氢燃料电动车。
较佳的，所述加气车间的加气系统上配备有热交换器，所述热交换器具有快速的制冷和散热能力。
较佳的，所述加气车间的加气系统可以同时对多个气瓶一起加注氢气。
较佳的，所述车载气瓶在一辆电动车上配备有1、2、3或4个，且气瓶是逐个使用，即只有在一个气瓶内氢气用尽后，才依次开启下一个气瓶。
较佳的，所述车载气瓶每个气瓶上均带有一个独立的转接阀与氢燃料电池系统单独连接。
较佳的，所述车载气瓶每个气瓶都能分别单独安装和卸载。
一种氢燃料电动车氢气配送的方法，其氢气配送过程是以一种可卸载标准规格储氢气瓶为转储工具进行的，可以是将在大型加气车间加好气的所述标准规格储氢气瓶分别配送到各加气站/换气站；也可以是将制氢厂制成的氢气通过输气管道输送到各加气站/换气站，在加气站/换气站设置一小型加气车间，然后对从需要加气的车辆上换下的空的所述标准规格储氢气瓶在该小型加气车间里加注氢气。
本文使用的术语“离车加注”和“就车加注”，分别是指将储氢气瓶从车辆上卸载下来后在加氢车间里对空的气瓶加注氢气，和传统习惯上储氢气瓶不从车辆上卸载下来，而是直接在车上通过连接软管对空的气瓶加注氢气。
本发明的有益效果在于：
1、采用氢气离车加注的方式后，从根本上克服了储氢气瓶，尤其是使用“氢吸储合金”技术的储氢气瓶快速加气与气瓶有效散热的矛盾。
2、通过储氢气瓶规格标准化设计，使同标准规格气瓶在不同车辆间可以通用，既便于在加气站/换气站对用完的气瓶直接更换节约时间，也便于在没有加气站/换气站的情况下不同车辆间可以通过交换气瓶进行协助，以使半途中燃料用尽的车辆能继续行驶到有加气站/换气站的地方。
具体实施方式
本发明所述氢气加注方法的过程是这样进行的，首先将氢气用尽的车载储氢气瓶从车辆上卸载下来，同时用已加满氢气的同大小标准规格储氢气瓶直接换上，再将空的气瓶拿到加氢车间统一加注氢气，具体步骤包括：A.将储氢气瓶从车辆上卸下，使气瓶与车体完全分离；B.给车辆换上同大小标准规格已加好氢气的气瓶；C.将换好气瓶的车辆驶离加气站/换气站；D.将换下来空的气瓶拿到加气车间加注氢气。
为了便于气瓶直接更换，所述可分离车载储氢气瓶分为大、中、小三种标准规格，同一标准规格气瓶相互之间可以直接更换，且可以在不同车辆上通用。最大型号气瓶的尺寸和重量以一普通成年男子能方便地从车辆上卸下或装上为准，中小型号气瓶的尺寸和重量依次减小。各型号气瓶的尺寸和重量一旦设定，每一型号就要严格按照标准规格执行，以便于同型号气瓶之间的相互更换。
为了气瓶加氢过程的流畅快速，所述加气车间的加气系统上配备有良好的热交换器，以满足加气过程中对加气系统的整体制冷和对气瓶的快速散热。
为了提高加气站/换气站的工作效率，所述加气车间的加气系统可以同时对多个气瓶一起加注氢气。即每次空的气瓶换下后，并不对每个空的气瓶单独加气，而是将空的气瓶积累到一定数量后统一加注氢气。
为了便于气瓶的更换，所述车载储氢气瓶在一辆电动车上配备有1、2、3或4个，且气瓶是逐个使用，即只有在一个气瓶内氢气用尽后，才依次开启下一个气瓶。
为了便于气瓶的更换，所述车载气瓶每个气瓶上均带有一个独立的转接阀与氢燃料电池系统单独连接。
为了便于气瓶的更换，所述车载气瓶每个气瓶都能分别单独安装和卸载。
本发明所述氢气配送方法：
实施方式一是将在大型加气车间加好气的各类型号标准规格储氢气瓶分别配送到各加气站/换气站，当有路过车辆氢燃料用尽到加气站/换气站加气时，只需要直接用加好气的同标准规格储氢气瓶将用尽的空的气瓶换下，再将空的气瓶收集进来，达到一定数量后统一运送到大型加气车间统一加气。
实施方式二是将制氢厂制成的氢气通过输气管道输送到各加气站/换气站，在每个加气站/换气站设置一小型加气车间，然后将从需要加气的车辆上换下的空的气瓶收集起来，达到适当数量后在所述小型加气车间里统一加注氢气。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此。对于其它非车辆用的氢燃料电池系统，如果是通过气瓶直接更换的方法补给氢燃料，则该方法也涵盖在本发明的保护范围之内。并且任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变的，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种氢燃料电动车氢气加注的方法，其特征在于：氢气加注过程是采用气瓶离车加注的方式进行的，包括下列步骤：
A.将储氢气瓶从车辆上卸下，使气瓶与车体完全分离；
B.给车辆换上同大小标准规格已加好氢气的气瓶；
C.将换好气瓶的车辆驶离加气站/换气站；
D.将换下来空的气瓶拿到加气车间加注氢气。
2.根据权利要求1所述的氢燃料电动车氢气加注的方法，其特征在于：所述可分离车载储氢气瓶分为至少大、中、小三种标准规格，同一标准规格气瓶相互之间可以直接更换，且可以在不同车辆上通用。
3.根据权利要求1所述的氢燃料电动车氢气加注的方法，其特征在于：所述加气车间的加气系统上配备有热交换器，所述热交换器具有快速的制冷和散热能力。
4.根据权利要求1或3所述的氢燃料电动车氢气加注的方法，其特征在于：所述加气车间的加气系统可以同时对多个气瓶一起加注氢气。
5.根据权利要求1或2所述的氢燃料电动车氢气加注的方法，其特征在于：所述车载气瓶在一辆电动车上配备有1、2、3或4个，且气瓶是逐个使用，即只有在一个气瓶内氢气用尽后，才依次开启下一个气瓶。
6.根据权利要求1或2所述的氢燃料电动车氢气加注的方法，其特征在于：所述车载气瓶每个气瓶上均带有一个独立的转接阀与氢燃料电池系统单独连接。
7.根据权利要求1或2所述的氢燃料电动车氢气加注的方法，其特征在于：所述车载气瓶每个气瓶都能分别单独安装和卸载。
8.一种氢燃料电动车氢气配送的方法，其特征在于：氢气配送过程是以权利要求1或2所述的可卸载标准规格储氢气瓶为转储工具进行的，可以是将在大型加气车间加好气的所述标准规格储氢气瓶分别配送到各加气站/换气站；也可以是将制氢厂制成的氢气通过输气管道输送到各加气站/换气站，在加气站/换气站设置一小型加气车间，然后对从需要加气的车辆上换下的空的所述标准规格储氢气瓶在该小型加气车间里加注氢气。
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| CN107867267A (zh) * | 2016-09-27 | 2018-04-03 | 奥迪股份公司 | 用于以燃料供应具有燃料电池的机动车的设备 |
| CN110836327A (zh) * | 2018-08-16 | 2020-02-25 | 北京安华威和航空航天技术有限公司 | 一种车用氢气燃料容器及其使用方法 |
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| US10763525B2 (en) | 2016-09-27 | 2020-09-01 | Audi Ag | Device for supplying fuel to a motor vehicle having a fuel cell |
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