CN107388031A - 一种增压移动式加氢车及运行方法 - Google Patents

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Abstract

一种增压移动式加氢车及运行方法，加氢车包括牵引车，牵引车设有储氢系统，储氢系统中储氢罐同时与氢气母管相连，氢气母管和控制系统连接；储氢系统各储氢罐内氢气的温度、压力、容量参数由仪表气供应系统检测得到，仪表气供应系统的信号输出和控制系统的信号输入连接，控制系统第一输出与增压系统控制输入连接，控制系统第二输出与加氢机控制输入连接；氢气母管与储氢系统充气管路、平衡加注管路和增压系统相连，储氢系统充气管路和加氢机相连，平衡加注管路和加氢机连接，增压系统和加氢机相连；充氢气时通过控制系统进行智能判断，实现平衡加注氢气或增压加注氢气，本发明提高加氢车的氢气储量、降低氢气存储压力，提高了安全性能。

Description

一种增压移动式加氢车及运行方法
技术领域
本发明属于加氢车技术领域，特别涉及一种增压移动式加氢车及运行方法。
背景技术
氢燃料电池汽车是一种能量转化效率高、无污染且可再生的出行方式，是解决能源问题和环境污染问题的一种新的有效途径，现已受到各国社会的广泛关注。氢燃料电池汽车与LNG汽车类似，需要在专门的加氢站充装氢气，并时刻关注车内氢气储量选择合适的加氢站补充氢气，一旦氢燃料电池汽车行驶过程中出现氢气短缺，将需要移动加氢车进行救援补充氢气。
目前国内已有的加氢车储量较低，实际使用效果不理想，加氢车氢气压力过大，会造成不必要的能量浪费，而且高压氢气加氢车使用过程安全性相对低压加氢车将大大降低。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种增压移动式加氢车及运行方法，可提高现有移动加氢车的氢气储量、降低氢气存储压力，提高加氢车的安全性能。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种增压移动式加氢车，包括牵引车1，牵引车1上设有储氢系统2，储氢系统2中储氢罐同时与氢气母管5相连，氢气母管5和控制系统4连接；储氢系统2各储氢罐内氢气的温度、压力、容量参数由仪表气供应系统3检测得到，仪表气供应系统3的信号输出和控制系统4的信号输入连接，控制系统4第一输出与增压系统8控制输入连接，控制系统4第二输出与加氢机10控制输入连接；
氢气母管5与储氢系统充气管路6、平衡加注管路7和增压系统8相连，储氢系统充气管路6和加氢机10相连，平衡加注管路7和加氢机10连接，增压系统8和加氢机10相连，加氢机10同时与氢气充气口9和加氢枪11连接。
加氢站12利用氢气充气口9，通过加氢机10、储氢系统充气管路6和氢气母管5与储氢系统2相连；储氢系统2通过平衡加注管路7与加氢机10连通，实现平衡加注氢气；储氢系统2或通过增压系统8与加氢机10连通，实现增压加注氢气，平衡加注管路7和增加系统8呈并联结构；加氢机10通过加氢枪11与氢燃料电池汽车13相连，实现对氢燃料电池汽车13的加氢。
所述的储氢系统2由多个储氢罐并联组成，工作过程互相独立，使移动加氢车具有调整的储氢量，在固定氢源储量不足的情况下能够达到最大工作压力。
所述的仪表气供应系统3、控制系统4、增压系统8、加氢机10设置在氢气母管5的一侧，采用电-气隔离的设计。
一种增压移动式加氢车的运行方法，包括以下步骤：
加氢车在加氢站12充氢时，利用氢气充气口9，通过加氢机10、储氢系统充气管路6和氢气母管5与储氢系统2连通，对储氢系统2进行充装氢气，单罐独立控制，在加氢站12气源气量不足时，能够部分充装，保证储氢罐压力，储氢量可调；
氢气加注，加氢车给氢燃料电池汽车13充氢气时通过控制系统4进行智能判断：当储气罐内氢气压力高于氢燃料电池汽车13内氢气压力时，采用智能平衡加注模式，即选择略高于氢燃料电池汽车13内氢气压力的氢气储气罐，通过氢气母管5、平衡加注管路7、加氢机10和加氢枪11对氢燃料电池汽车13充氢气；当储气罐内氢气压力不高于氢燃料电池汽车13内氢气压力时，采用智能增压加注模式，即选择氢气压力最高的储氢罐，利用增压系统8将氢气压力提高到氢燃料电池汽车13内氢气压力之上设定值时，通过加氢机10和加氢枪11对氢燃料电池汽车13充氢气；当采用智能增压加注模式时，对增压系统进行冷却，保证系统工作的安全性。
所述的储氢系统2采用8×Φ559×12000标准储氢罐组，设计压力20MPa。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明具有移动便捷的特性，能够在不同工作条件下进行工作，方便对氢燃料电池汽车进行加氢及援救工作。
2)本发明储氢系统采用多个独立控制的并联储罐，使移动加氢车具有灵活调整的储氢量，在固定氢源储量不足的情况下能够达到最大工作压力。
3)本发明通过仪表气供应系统3和控制系统4，根据待加注车辆储罐的压力与移动加氢车储罐压力，优化加注策略，提高加注速度，降低能耗。
4)本发明采用电-气隔离的设计，保证安全。
附图说明
图1是本发明增压移动式加氢车的结构示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是加氢过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。下述内容不是对本发明保护范围的限制，任何在本发明基础上做出的改进和变化都在本发明的保护范围之内。
如图1、图2、图3所示，一种增压移动式加氢车，包括牵引车1，牵引车1上设有储氢系统2，储氢系统2由多个储氢罐并联组成，工作过程互相独立，使移动加氢车具有灵活调整的储氢量，在固定氢源储量不足的情况下能够达到最大工作压力；储氢系统2中储氢罐同时与氢气母管5相连，氢气母管5和控制系统4连接；
储氢系统2各储氢罐内氢气的温度、压力、容量等参数由仪表气供应系统3检测得到，仪表气供应系统3的信号输出和控制系统4的信号输入连接，仪表气供应系统3将相关参数传输至与其相连接的控制系统4；控制系统4第一输出与增压系统8控制输入连接，控制系统4第二输出与加氢机10控制输入连接，根据工作过程需要控制相关系统的运行；
氢气母管5与储氢系统充气管路6、平衡加注管路7和增压系统8相连，将储氢系统充气管路6传输进来的氢气按需注入到储氢系统2内对应的储氢罐内，或者根据加氢过程需要将储氢系统2中氢气通过平衡加注管路7或增压系统8经加氢机10充到氢燃料电池汽车13中；储氢系统充气管路6和加氢机10相连，用以将从氢气充气口9充进来的氢气传输至氢气母管5；平衡加注管路7和加氢机10连接，用以完成平衡加注过程；增压系统8和加氢机10相连，用以完成增压加注过程；加氢机10同时与氢气充气口9和加氢枪11连接，可实现从加氢站充氢气及给氢燃料电池汽车13加氢的过程。
所述的仪表气供应系统3、控制系统4、增压系统8、加氢机10设置在氢气母管5的一侧，采用电-气隔离的设计，保证安全。
加氢站12利用氢气充气口9，通过加氢机10、储氢系统充气管路6和氢气母管5与储氢系统2相连；储氢系统2通过平衡加注管路7与加氢机10连通，实现平衡加注氢气；储氢系统2或通过增压系统8与加氢机10连通，实现增压加注氢气，平衡加注管路7和增加系统8呈现并联结构；加氢机10通过加氢枪11与氢燃料电池汽车13相连，实现对氢燃料电池汽车13的加氢。
一种增压移动式加氢车的运行方法，包括以下步骤：
加氢车在加氢站12充氢时，利用氢气充气口9，通过加氢机10、储氢系统充气管路6和氢气母管5与储氢系统2连通，对储氢系统2进行充装氢气，储氢系统2采用8×Φ559×12000标准储氢罐组，设计压力20MPa，单罐独立控制，在加氢站12气源气量不足时，能够部分充装，保证储氢罐压力达到20MPa，储氢量为560～4500m3(50～400kg)可调；
氢气加注，加氢车给氢燃料电池汽车13充氢气时通过控制系统4进行智能判断；当储气罐内氢气压力高于氢燃料电池汽车13内氢气压力时，采用智能平衡加注模式，即选择略高于氢燃料电池汽车13内氢气压力的氢气储气罐，通过氢气母管5、平衡加注管路7、加氢机10和加氢枪11对氢燃料电池汽车13充氢气；当储气罐内氢气压力不高于氢燃料电池汽车13内氢气压力时，采用智能增压加注模式，即选择氢气压力最高的储氢罐，利用增压系统8将氢气压力提高到氢燃料电池汽车13内氢气压力之上设定值时(如45MPa)，通过加氢机10和加氢枪11对氢燃料电池汽车13充氢气；当采用智能增压加注模式时，通过风冷等方式对增压系统进行冷却，保证系统工作的安全性。
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，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种增压移动式加氢车，包括牵引车(1)，其特征在于：牵引车(1)上设有储氢系统(2)，储氢系统(2)中储氢罐同时与氢气母管(5)相连，氢气母管(5)和控制系统(4)连接；储氢系统(2)各储氢罐内氢气的温度、压力、容量参数由仪表气供应系统(3)检测得到，仪表气供应系统(3)的信号输出和控制系统(4)的信号输入连接，控制系统(4)第一输出与增压系统(8)控制输入连接，控制系统(4)第二输出与加氢机(10)控制输入连接；
氢气母管(5)与储氢系统充气管路(6)、平衡加注管路(7)和增压系统(8)相连，储氢系统充气管路(6)和加氢机(10)相连，平衡加注管路(7)和加氢机(10)连接，增压系统(8)和加氢机(10)相连，加氢机(10)同时与氢气充气口(9)和加氢枪(11)连接。
2.根据权利要求1所述的一种增压移动式加氢车，其特征在于：加氢站(12)利用氢气充气口(9)，通过加氢机(10)、储氢系统充气管路(6)和氢气母管(5)与储氢系统(2)相连；储氢系统(2)通过平衡加注管路(7)与加氢机(10)连通，实现平衡加注氢气；储氢系统(2)或通过增压系统(8)与加氢机(10)连通，实现增压加注氢气，平衡加注管路(7)和增加系统(8)呈并联结构；加氢机(10)通过加氢枪(11)与氢燃料电池汽车(13)相连，实现对氢燃料电池汽车(13)的加氢。
3.根据权利要求1所述的一种增压移动式加氢车，其特征在于：所述的储氢系统(2)由多个储氢罐并联组成，工作过程互相独立，使移动加氢车具有调整的储氢量，在固定氢源储量不足的情况下能够达到最大工作压力。
4.根据权利要求1所述的一种增压移动式加氢车，其特征在于：所述的仪表气供应系统(3)、控制系统(4)、增压系统(8)、加氢机(10)设置在氢气母管(5)的一侧，采用电-气隔离的设计。
5.一种增压移动式加氢车的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
加氢车在加氢站(12)充氢时，利用氢气充气口(9)，通过加氢机(10)、储氢系统充气管路(6)和氢气母管(5)与储氢系统(2)连通，对储氢系统(2)进行充装氢气，单罐独立控制，在加氢站(12)气源气量不足时，能够部分充装，保证储氢罐压力，储氢量可调；
氢气加注，加氢车给氢燃料电池汽车(13)充氢气时通过控制系统(4)进行智能判断：当储气罐内氢气压力高于氢燃料电池汽车(13)内氢气压力时，采用智能平衡加注模式，即选择略高于氢燃料电池汽车(13)内氢气压力的氢气储气罐，通过氢气母管(5)、平衡加注管路(7)、加氢机(10)和加氢枪(11)对氢燃料电池汽车(13)充氢气；当储气罐内氢气压力不高于氢燃料电池汽车(13)内氢气压力时，采用智能增压加注模式，即选择氢气压力最高的储氢罐，利用增压系统(8)将氢气压力提高到氢燃料电池汽车(13)内氢气压力之上设定值时，通过加氢机(10)和加氢枪(11)对氢燃料电池汽车(13)充氢气；当采用智能增压加注模式时，对增压系统进行冷却，保证系统工作的安全性。
6.根据权利要求5所述的一种增压移动式加氢车的运行方法，其特征在于：所述的储氢系统(2)采用8×Φ559×12000标准储氢罐组，设计压力20MPa。
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