CN112803040B - 一种用于氢燃料电池车的储氢瓶组 - Google Patents

一种用于氢燃料电池车的储氢瓶组 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于氢燃料电池车的储氢瓶组，涉及储氢技术领域；储氢瓶组包括：固定底座、储氢瓶和两块固定侧板；固定底座的顶部平行设置有若干个第一半圆形凹槽；固定底座为中空结构；固定底座的内部设置有若干个折流板；固定底座的两个相对设置的侧壁上分别设置有冷却介质入口和冷却介质出口；固定底座顶部的两端分别设置有限位螺杆；储氢瓶设置在第一半圆形凹槽内；两块固定侧板上分别设置有通孔和与第一半圆形凹槽配合使用的半圆形卡口；两块固定侧板通过通孔套设在限位螺杆上，并通过螺母进行固定；固定侧板与固定底座配合，将储氢瓶固定在第一半圆形凹槽和半圆形卡口内，能够直接对储氢瓶内的氢气进行降温。

Description

一种用于氢燃料电池车的储氢瓶组
技术领域
本发明涉及储氢技术领域，尤其涉及一种用于氢燃料电池车的储氢瓶组。
背景技术
储氢瓶组是氢燃料电池车的核心部件之一，用于氢燃料电池车的氢气储存。在氢燃料电池车储氢瓶组的氢气加注过程中，车载储氢瓶内的氢气在充装过程中会引起瓶内温度上升，导致在同样的加注压力下，储氢瓶内的氢气密度下降，影响车载储氢瓶组中氢气的充装率。
现有技术通常直接在储氢瓶外包裹设置换热夹套和/或环绕设置冷却管道，通过向换热夹套和/或冷却管道内通入冷却介质，实现对储氢瓶的降温。例如，申请号为CN201821314402.9的实用新型专利公开了一种带冷却系统的储气罐，通过在储氢瓶的外部设置夹套，同时在夹套内环绕设置有冷却管道，并在夹套的底部设置支撑腿用以固定支撑储氢瓶；如果将上述方案用作氢燃料电池车的储氢瓶组以解决氢气充装率的问题，又会导致以下问题：（1）由于氢燃料电池车的储氢瓶属于高压容器，需要经常拆卸进行检修，上述现有技术中的储氢瓶安装在夹套内并被冷却管道缠绕，拆装极不方便；（2）由于氢燃料电池车的零部件集成度较高，很难预留出专门的安装空间分别设置换热结构和固定结构，如果将上述现有技术中的技术方案用作氢燃料电池车的储氢瓶组，将会占用氢燃料电池车大量的安装空间；（3）由于氢燃料电池车中的储氢瓶会随着车体进行高速运动，而非单纯静止固定，需要将氢燃料电池车中的储氢瓶组固定牢固；如果将上述现有技术中的支撑腿用于氢燃料电池车中储氢瓶组的固定结构，容易因氢燃料电池车中的储氢瓶组固定不牢固引发安全事故。
发明内容
本发明旨在解决现有的储氢瓶组在加氢过程中，因储氢瓶内温度上升而导致氢气充装率较低的技术问题，提出一种用于氢燃料电池车的储氢瓶组，能够将储氢瓶固定牢固的同时，实现对储氢瓶的降温，且易于拆卸检修、节约安装空间。
本发明提供一种用于氢燃料电池车的储氢瓶组，包括：固定底座、储氢瓶和两块固定侧板；
所述固定底座的顶部平行设置有若干个第一半圆形凹槽；所述固定底座为中空结构；所述固定底座的内部设置有若干个折流板；所述折流板沿与所述第一半圆形凹槽长度方向垂直的方向设置；所述固定底座的两个相对设置的侧壁上分别设置有冷却介质入口和冷却介质出口；所述冷却介质入口用于与氢燃料电池系统中中冷器的循环水出口连通；所述冷却介质出口用于与所述氢燃料电池系统中电堆的循环水入口连通；所述固定底座顶部的两端分别设置有限位螺杆；
所述储氢瓶设置在所述第一半圆形凹槽内；
两块所述固定侧板上分别设置有通孔和与所述第一半圆形凹槽配合使用的半圆形卡口；两块所述固定侧板通过所述通孔套设在所述限位螺杆上；所述限位螺杆的顶部设置有用于固定所述固定侧板的螺母；两块所述固定侧板相对设置在所述固定底座的两端；所述固定侧板与所述固定底座配合，将所述储氢瓶固定在所述第一半圆形凹槽和所述半圆形卡口内。
为了避免所述储氢瓶内的温度在氢气的加注过程中上升，现有技术通常通过提前对待加注的氢气进行预冷，同时限制氢气的加注速度来抑制所述储氢瓶内温度的上升；该方案是间接的降温措施，降温效果较差，且加注速度的限制会延长氢气的加注时间；本申请的发明人想到直接对氢燃料电池车的储氢瓶进行降温，但是在技术方案的具体设计过程遇到如下技术难题：直接对所述氢燃料电池车的储氢瓶进行降温，需要设置冷却系统，会占用所述氢燃料电池车的使用空间；另外，为了保证所述氢燃料电池车的安全性能，所述储氢瓶通常采用固定底座进行固定，很难预留安装空间安装所述冷却系统；为了克服上述技术难题，本申请发明人创造性的将所述固定底座设置成中空结构，以所述中空结构作为换热器，并通过所述固定侧板与所述固定底座配合将所述储氢瓶固定在所述固定底座上；在实现固定所述储氢瓶的同时，能够对所述储氢瓶进行直接降温；另外，为了增加所述固定底座的牢固性，防止所述固定底座在使用过程中因受到所述储氢瓶的挤压而产生变形，在所述固定底座的内部设置若干个所述折流板，起到加强作用的同时，可以延长冷却介质在所述固定底座内部的停留时间，使得换热更加充分；使用时，将所述冷却介质入口与所述氢燃料电池系统中的中冷器的循环水出口连通，将所述冷却介质出口与所述氢燃料电池系统中的电堆的循环水入口连通；所述氢燃料电池系统中的循环水经过所述中冷器降温后先经过所述固定底座的内腔，再流入所述电堆内，然后循环；所述储氢瓶在所述氢燃料电池车运行过程中一直处于较低温度状态，在加注氢气时，能够直接对所述储氢瓶内的氢气进行降温，从而避免因所述储氢瓶内温度上升而导致氢气充装率较低的技术问题。
在一些优选地实施例中，所述用于氢燃料电池车的储氢瓶组还包括保温层；所述保温层可拆卸地设置在两块所述固定侧板之间。
在一些优选地实施例中，所述保温层的底部设置有与所述第一半圆形凹槽配合使用的第二半圆形凹槽；所述第二半圆形凹槽的内侧壁与所述储氢瓶的外侧壁抵接。
在一些更加优选地实施例中，所述保温层的底部设置有磁铁；所述固定底座的材质为铁；所述保温层通过所述磁铁吸附在所述固定底座上。
在一些更加优选地实施例中，所述磁铁与所述保温层通过胶水固定。
在一些优选地实施例中，所述固定底座的两端分别竖直设置有两根限位螺杆；相应地，两个所述固定侧板上分别设置有两个所述通孔。
本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明中用于氢燃料电池车的储氢瓶组，包括：固定底座、储氢瓶和两块固定侧板；所述固定底座的顶部平行设置有若干个第一半圆形凹槽；所述固定底座为中空结构；所述固定底座的内部设置有若干个折流板；所述折流板沿与所述第一半圆形凹槽长度方向垂直的方向设置；所述固定底座的两个相对设置的侧壁上分别设置有冷却介质入口和冷却介质出口；所述冷却介质入口用于与氢燃料电池系统中中冷器的循环水出口连通；所述冷却介质出口用于与所述氢燃料电池系统中电堆的循环水入口连通；所述固定底座顶部的两端分别设置有限位螺杆；所述储氢瓶设置在所述第一半圆形凹槽内；两块所述固定侧板上分别设置有通孔和与所述第一半圆形凹槽配合使用的半圆形卡口；两块所述固定侧板通过所述通孔套设在所述限位螺杆上；所述限位螺杆的顶部设置有用于固定所述固定侧板的螺母；两块所述固定侧板相对设置在所述固定底座的两端；所述固定侧板与所述固定底座配合，将所述储氢瓶固定在所述第一半圆形凹槽和所述半圆形卡口内；以所述氢燃料电池车中已有的冷却循环水作为所述储氢瓶的冷却介质，同时将所述固定底座用作换热器，无需额外增加冷却系统，节约所述氢燃料电池车的使用空间，使氢燃料电池车中的储氢瓶固定牢固且拆装方便，能够直接对所述储氢瓶内的氢气进行降温，有效地避免因所述储氢瓶内温度上升而导致的氢气充装率较低的技术问题。
附图说明
图１为本发明某一实施例中用于氢燃料电池车的储氢瓶组的立体结构示意图；
图2为图1中用于氢燃料电池车的储氢瓶组的侧面结构示意图；
图3为图2用于氢燃料电池车的储氢瓶组中A-A方向的剖面结构示意图；
图4为图1中用于氢燃料电池车的储氢瓶组未设置保温层4时的立体结构示意图；
图5为图1用于氢燃料电池车的储氢瓶组中固定底座1的立体结构示意图；
图6为图1用于氢燃料电池车的储氢瓶组中固定侧板3的立体结构示意图；
图7为图1用于氢燃料电池车的储氢瓶组中保温层4的立体结构示意图；
图8为图7中保温层4的侧面结构示意图；
图9为图7中保温层4的底部结构示意图；
其中，1、固定底座；101、冷却介质入口；102、冷却介质出口；103、折流板；104、第一半圆形凹槽；105、限位螺杆；2、储氢瓶；3、固定侧板；301、半圆形卡口；302、通孔；4、保温层；401、第二半圆形凹槽；402、磁铁。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
请参考图1至图6，本发明的实施例提供了一种用于氢燃料电池车的储氢瓶组，包括：固定底座1、储氢瓶2和两块固定侧板3。
固定底座1的顶部平行设置有若干个第一半圆形凹槽104；第一半圆形凹槽104的长度略小于储氢瓶2筒体部分的长度；第一半圆形凹槽104的内侧壁与储氢瓶2筒体部分的外侧壁贴合；固定底座1为中空结构；固定底座1的内部设置有若干个折流板103；若干个折流板103竖直设置在固定底座1的内部；折流板103沿与第一半圆形凹槽104长度方向垂直的方向设置；固定底座1的两个相对设置的侧壁上分别设置有冷却介质入口101和冷却介质出口102；冷却介质入口101用于与氢燃料电池系统中中冷器的循环水出口连通；冷却介质出口102用于与所述氢燃料电池系统中电堆的循环水入口连通；所述氢燃料电池中的循环水经过所述中冷器降温后先经过固定底座1的内腔，再流入所述电堆内，然后循环；固定底座1顶部的两端分别设置有限位螺杆105。
需要说明的是，所述氢燃料电池系统为现有技术，故不在此赘述其具体结构。
储氢瓶2设置在第一半圆形凹槽104内，储氢瓶2沿第一半圆形凹槽104的长度方向设置。
两块固定侧板3上分别设置有通孔302和与第一半圆形凹槽104配合使用的半圆形卡口301；半圆形卡口301设置在固定侧板3的底部，开口朝下；半圆形卡口301与第一半圆形凹槽104上下相对设置；半圆形卡口301的内侧壁与储氢瓶2筒体部分的外侧壁贴合；两块固定侧板3通过通孔302套设在限位螺杆105上；限位螺杆105突出于固定侧板3的顶部；限位螺杆105的顶部设置有用于固定固定侧板3的螺母（图中未示出）；限位螺杆105与所述螺母配合，将固定侧板3固定在固定底座1的顶部；两块固定侧板3相对设置在固定底座1顶部的两端；固定侧板3与固定底座1配合，将储氢瓶2固定在第一半圆形凹槽104和半圆形卡口301内，实现对储氢瓶2的固定。
进一步地，参考图1和图7至图9，为了提高所述用于氢燃料电池车的储氢瓶组的保温性能，所述用于氢燃料电池车的储氢瓶组还包括保温层4；保温层4可拆卸地设置在两块固定侧板3之间，覆盖于储氢瓶2的上方；保温层4的底部设置有与第一半圆形凹槽104配合使用的第二半圆形凹槽401；第一半圆形凹槽104与第二半圆形凹槽401上下相对设置；第二半圆形凹槽401的内侧壁与储氢瓶2筒体部分的外侧壁贴合；保温层4的底部设置有磁铁402；磁铁402呈长条状；固定底座1的材质为铁；保温层4通过磁铁402吸附在固定底座1上；磁铁402与保温层4通过胶水固定。
具体地，在本实施例中，储氢瓶2的数量为三个；相应地，第一半圆形凹槽104的数量为三个，第二半圆形凹槽401的数量为三个，半圆形卡口301的数量为三个；固定底座1的两端分别竖直设置有两根限位螺杆105；相应地，两个固定侧板3上分别设置有两个通孔302；保温层4为泡沫保温层4。
参考图3，图中箭头的方向为固定底座1内部冷却介质的流动方向。
本实施例中用于氢燃料电池车的储氢瓶组以所述氢燃料电池车中已有的冷却循环水作为储氢瓶2的冷却介质，同时将固定底座1用作换热器，无需额外增加冷却系统，节约所述氢燃料电池车的使用空间，能够直接对储氢瓶2内的氢气进行降温，有效地避免因储氢瓶2内温度上升而导致的氢气充装率较低的技术问题。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于氢燃料电池车的储氢瓶组，其特征在于，包括：固定底座、储氢瓶和两块固定侧板；
所述固定底座的顶部平行设置有若干个第一半圆形凹槽；所述固定底座为中空结构；所述固定底座的内部设置有若干个折流板；所述折流板沿与所述第一半圆形凹槽长度方向垂直的方向设置；所述固定底座的两个相对设置的侧壁上分别设置有冷却介质入口和冷却介质出口；所述冷却介质入口用于与氢燃料电池系统中中冷器的循环水出口连通；所述冷却介质出口用于与所述氢燃料电池系统中电堆的循环水入口连通；所述固定底座顶部的两端分别设置有限位螺杆；
所述储氢瓶设置在所述第一半圆形凹槽内；
两块所述固定侧板上分别设置有通孔和与所述第一半圆形凹槽配合使用的半圆形卡口；两块所述固定侧板通过所述通孔套设在所述限位螺杆上；所述限位螺杆的顶部设置有用于固定所述固定侧板的螺母；两块所述固定侧板相对设置在所述固定底座的两端；所述固定侧板与所述固定底座配合，将所述储氢瓶固定在所述第一半圆形凹槽和所述半圆形卡口内。
2.根据权利要求1所述的用于氢燃料电池车的储氢瓶组，其特征在于，还包括保温层；所述保温层可拆卸地设置在两块所述固定侧板之间。
3.根据权利要求2所述的用于氢燃料电池车的储氢瓶组，其特征在于，所述保温层的底部设置有与所述第一半圆形凹槽配合使用的第二半圆形凹槽；所述第二半圆形凹槽的内侧壁与所述储氢瓶的外侧壁抵接。
4.根据权利要求2所述的用于氢燃料电池车的储氢瓶组，其特征在于，所述保温层的底部设置有磁铁；所述固定底座的材质为铁；所述保温层通过所述磁铁吸附在所述固定底座上。
5.根据权利要求4所述的用于氢燃料电池车的储氢瓶组，其特征在于，所述磁铁与所述保温层通过胶水固定。
6.根据权利要求1所述的用于氢燃料电池车的储氢瓶组，其特征在于，所述固定底座的两端分别竖直设置有两根限位螺杆；相应地，两个所述固定侧板上分别设置有两个所述通孔。
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