CN113739059A - 一种加氢系统以及加氢方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种加氢系统以及加氢方法，涉及燃料电池汽车技术领域，解决了现有加氢装置成本高，移动不便的问题。加氢系统包括：氢气存储装置、第一管路、第二管路和第三管路，第一管路、第二管路和第三管路均具有第一端和第二端，第一管路的第一端与氢气存储装置连接，第二管路的第一端连接有用于与加氢站的加氢枪或燃料电池汽车的加氢结构连接的第一接头结构，第三管路的第一端连接有用于与燃料电池试验台架的加氢接头连接的第二接头结构；第一管路和第二管路可操作地连通设置，第一管路和第三管路可操作地连通设置，第二管路和第三管路可操作地连通设置。本发明能适配多种待加氢装置，体积小，便于移动和使用。

Description

一种加氢系统以及加氢方法
技术领域
本发明涉及燃料电池汽车技术领域，特别涉及一种加氢系统以及加氢方法。
背景技术
电动汽车行业中，氢燃料电池汽车具有零污染、高效率、来源丰富、用途广泛等优势，氢燃料电池汽车的研发时，需要建造多个加氢站以对厂区内不同区域的试验装置或实验车辆进行加氢，但加氢站建造成本高，由此多使用加氢小车作为运输氢气和对实验装置进行加氢的工具，但现有的运输小车也存在数量多成本高且运输不便的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加氢系统以及加氢方法，以解决上述背景技术提出的现有的氢气运输小车也存在数量多、成本高且运输不便的问题。
为了实现以上目的，本发明的技术方案如下：
一种加氢系统，所述加氢系统包括：氢气存储装置、第一管路、第二管路和第三管路，其中：
所述第一管路、所述第二管路和所述第三管路均具有第一端和第二端，所述第一管路的第一端与所述氢气存储装置连接，所述第二管路的第一端连接有用于与加氢站的加氢枪或燃料电池汽车的加氢结构连接的第一接头结构，所述第三管路的第一端连接有用于与燃料电池试验台架的加氢接头连接的第二接头结构；
所述第一管路和所述第二管路可操作地连通设置，所述第一管路和所述第三管路可操作地连通设置，所述第二管路和所述第三管路可操作地连通设置。
优选地，所述氢气存储装置包括多个氢气存储瓶，多个所述氢气存储瓶与均与所述第一管路的第一端连接。
优选地，每个所述氢气存储瓶与所述第一管路连接处均设有瓶阀。
优选地，所述第二管路上设有第二阀门。
优选地，所述第三管路上设有第三阀门。
优选地，所述第三管路上还设有泄压阀，所述泄压阀位于所述第三阀门与所述第三管路的第二端之间。
优选地，所述第一接头结构包括第一拓展接头和第二拓展接头，用于与所述加氢站的加氢枪连接的所述第一拓展接头设置在所述第二管路的第一端；用于与所述燃料电池汽车的加氢结构连接的所述第二拓展接头和所述第一拓展接头可拆卸地连接。
优选地，所述系统还包括第一阀门，所述第一管路的第二端、所述第二管路的第二端和所述第三管路的第二端通过所述第一阀门相互连接。
优选地，所述系统还包括压力表；
所述第一阀门为四通阀，所述四通阀具有四个工作口，四个所述工作口分别与所述第一管路的第二端、所述第二管路的第二端、所述第三管路的第二端以及所述压力表连接。
一种加氢方法，所述加氢方法是利用所述加氢系统进行的，所述加氢方法包括：
判断所述氢气存储装置中的氢气含量；
若获取的所述氢气存储装置中的氢气含量低于工作值，则执行第一工序，所述第一工序为：使所述第一管路与所述第二管路连通，通过氢气站的加氢枪向所述氢气存储装置中加氢；
若获取的所述氢气存储装置中的氢气含量不低于工作值，则执行第二工序，所述第二工序为：判断待加氢装置，若所述待加氢装置为燃料电池汽车，则使所述第一管路与所述第二管路连通，通过所述氢气存储装置向所述燃料电池汽车加氢；若待加氢装置为燃料电池试验台架，则使所述第一管路与所述第三管路连通，通过所述氢气存储装置向所述燃料电池试验台架加氢；
其中，工作值为所述氢气存储装置能执行第二工序时氢气含量的最低值。
本发明的有益效果：
由上述技术方案可知，本发明公开的加氢系统通过改变第一阀门的通路即可实现第一管路与第二管路连通或第一管路与第三管路连通，进而实现通过不同的接头结构对不同的待加氢装置加氢，增加加氢系统的应用场景；且利用加氢站与本实施例加氢系统的氢气存储装置之间的压力差，即可实现加氢站向本装置加氢；其他待加氢装置，由于自身存储的氢气含量较低，其存储氢气的容器的压力也较低，利用本实施例氢气存储装置与待加氢装置的氢气存储容器之间的压力差，实现加氢系统向待加氢装置的加氢操作，以上向加氢系统充氢或加氢系统向其他装置充氢的过程中，均未使用到空气压缩机，降低了装置成本，并有效减小了加氢系统的体积，降低了整个加氢系统的重量，使本实施例的加氢系统便于移动使用；
本发明公开的加氢方法，通过判断氢气存储装置中的氢气含量，并以此为依据判断是否应该对氢气存储装置加氢，并通过判断待加氢装置的类型，选择不同的管路对待加氢装置进行加氢，灵活应用第一管路和第二管路。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1的加氢系统的结构示意图；
图2为本发明实施例1的气瓶固定架的结构示意图；
图3为本发明实施例2的加氢方法的流程示意图。
图中标记：1-氢气存储瓶，2-气瓶固定架，3-轧带，4-滚轮，5-控制面板，6-瓶阀，8-第一阀门，9-压力表，11-第三阀门，12-第二接头结构，13-泄压阀，14-第二阀门，15-第一拓展接头，16-第二拓展接头，701-第一管路，702-第二管路，703-第三管路。
具体实施方式
下面将结合本实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，然而这不应当被理解为将本发明限制为特定的实施例，仅用于解释和理解：
实施例1
图1为本发明实施例1的加氢系统的结构示意图，如图1所示，本实施例提供了一种加氢系统，加氢系统包括：氢气存储装置、第一管路701、第二管路702和第三管路703。
第一管路701、第二管路702和第三管路703均具有第一端和第二端，第一管路701的第一端与氢气存储装置连接，第二管路702的第一端连接有用于与加氢站的加氢枪或燃料电池汽车的加氢结构连接的第一接头结构，第三管路703的第一端连接有用于与燃料电池试验台架的加氢接头连接的第二接头结构12。
第一管路701和第二管路702可操作地连通设置，第一管路701和第三管路703可操作地连通设置，第二管路702和第三管路703可操作地连通设置。
发明人在燃料电池汽车的开发与研究中，需要对组装完成的燃料电池汽车和燃料电池试验台架均进行研究，针对不同装置需要配备不同的加氢装置，成本较高，由此，本实施例中，第二接头结构12用于与燃料电池试验台架的加氢接头连接，使氢气存储装置向燃料电池试验台架加氢；第一接头结构用于与加氢站的加氢枪或燃料电池汽车的加氢结构连接，使加氢站的加氢枪可向氢气存储装置加氢，或者使氢气存储装置向燃料电池汽车加氢。通过两条管路及对应的接头，以此实现氢气存储装置对不同的装置进行加氢，使本实施例的应用场景多，适配多种场合，尤其适宜氢燃料电池汽车的研发。
本领域的加氢装置均设有空气压缩机以实现加氢站对氢气存储装置的加氢，此类加氢装置由此变得笨重、复杂、不易移动，且成本较高。由此，本实施例中，利用加氢站与本实施例加氢系统的氢气存储装置之间的压力差，即可实现加氢站向本装置加氢；其他待加氢装置，由于自身存储的氢气含量较低，其存储氢气的容器的压力也较低，利用本实施例氢气存储装置与待加氢装置的氢气存储容器之间的压力差，实现加氢系统向待加氢装置的加氢操作。
以上向加氢系统充氢或加氢系统向其他装置充氢的应用中，均未使用到空气压缩机，有效减小了加氢系统的体积，降低了整个加氢系统的重量，使本实施例的加氢系统便于移动，且降低了装置成本。
本实施例的具体结构如下：
氢气存储装置包括多个氢气存储瓶1，多个氢气存储瓶1与均与第一管路701的第一端连接，多个氢气存储瓶1与第一管路701连接处均设有瓶阀6，多个氢气存储瓶1相较于单个氢气存储瓶1，不仅能够提升氢气存储量，在其中一个氢气存储瓶1内的氢气消耗殆尽时，再使用其他的氢气存储瓶1作为氢气源，能使氢气存储装置充氢时的压力值一直处于较高的区间内，有利于加氢系统的对其他装置的加氢。
第二管路702上设有第二阀门14，第二阀门14用于控制第一管路701和第二管路702的是否为通路，第三管路703上设有第三阀门11，第三阀门11用于控制第一管路701和第三管路703的是否为通路。
第一接头结构包括第一拓展接头15和第二拓展接头16，用于与加氢站的加氢枪连接的第一拓展接头15设置在第二管路702的第一端；用于与燃料电池汽车的加氢结构连接的第二拓展接头16和第一拓展接头15可拆卸地连接，使本实施例的加氢系统可向燃料电池汽车加氢。通过第一接头的第一拓展接头15和第二拓展接头16结合，使第一管路701和第二管路702既能作为向氢气存储装置加氢的管路，也可作为氢气存储装置向燃料电池汽车加氢的管路，能减少设备上的管路，进一步缩小加氢装置的体积，便于移动。
第二接头结构12则用于与燃料电池试验台架的加氢接头连接。第一接头结构和第二接头结构12的端部均可设置供气堵头，用以密封各个管口，避免杂质污染各个管路。
第三管路703上还设有泄压阀13，泄压阀13位于第三阀门11与第三管路703的第二端之间。
系统还包括压力表9，压力表9用于监测管路气压状态，第一阀门8为四通阀，四通阀具有四个工作口，四个工作口分别与第一管路701的第二端、第二管路702的第二端、第三管路703的第二端以及压力表9连接。
如图2所示，本实施例还可包括气瓶固定架2，将氢气存储装置和各个阀门和部分管路可拆卸固定在气瓶固定架2上，气瓶固定架2底端设置有多个滚轮4，使操作者可推动本系统进行加氢操作。
第一阀门8、第二阀门14、第三阀门11、瓶阀6和泄压阀13均可采用电磁阀，则系统还包括控制器，使第一阀门8、第二阀门14、第三阀门11、瓶阀6和泄压阀13均与控制器电连接，通过使控制器连接有信号收发器，信号收发器与后台终端连接，使操作者可通过后台终端对控制器发送指令，以实现各种加氢操作；还需在气瓶固定架2上安装蓄电池，以为各电器元件供电。
如图2所示，为了进一步降低本系统的成本，第一阀门8、第二阀门14、第三阀门11、瓶阀6和泄压阀13均采用手动阀门，在气瓶固定架2上设置控制面板5，将第一阀门8、第二阀门14、第三阀门11和泄压阀13均集成字控制面板5上，便于操作。
本实施例的使用方式：
若加氢站向本实施例的加氢系统加氢：将加氢站的加氢枪连接第一拓展接头15，控制瓶阀6、第二阀门14和第一阀门8，使氢气存储装置通过第一管路701与第二管路702连通，加氢站的氢气依次经加氢枪、第二管路702、第一管路701和瓶阀6进入氢气存储装置，利用加氢站与氢气存储装置的压力差，实现加氢站向本加氢系统加氢；氢气通过四通阀到达压力表9，压力表9监测管路气压，便于操作者根据气压值判断是否需要继续加氢。加氢站向本实施例加氢系统加氢结束后，关闭瓶阀6和第二阀门14，再将加氢枪取出，并封闭第一拓展接头15的管口。
若通过本实施例的加氢系统向燃料电池汽车加氢：将第二拓展接头16与第一拓展接头15连接，再将第二拓展接头16与燃料电池汽车的加氢接头连接，控制瓶阀6、第二阀门14和第一阀门8，使氢气存储装置通过第一管路701与第二管路702连通，氢气存储装置的氢气依次经过瓶阀6、第一管路701和第二管路702进入燃料电池汽车的氢气存储容器，实现本加氢系统向氢燃料电池汽车加氢。氢气通过四通阀到达压力表9，压力表9监测管路气压。加氢结束后，关闭瓶阀6，控制第一阀门8使第一管路701和第二管路702均与第三管路703连通，开启泄压阀13释放各个管路中的管路压力，断开第二拓展接头16与燃料电池汽车的连接，再断开第二拓展接头16与第二接头结构12的连接。
若通过本实施例的加氢系统向燃料电池试验台架加氢：将第二接头结构12与燃料电池试验台架的加氢接头连接，控制瓶阀6、第三阀门11和第一阀门8，使氢气存储装置通过第一管路701与第三管路703连通，氢气存储装置的氢气依次经过瓶阀6、第一管路701和第三管路703进入加氢系统向燃料电池试验台架的氢气存储容器，实现加氢系统向氢燃料电池汽车加氢；氢气通过四通阀到达压力表9，压力表9监测管路气压；加氢结束后，关闭瓶阀6，开启泄压阀13释放各个管路中的管路压力，再断开第二接头结构12。
实施例2
图3为本发明实施例2的加氢方法的流程示意图。如图3所示，本实施例提供了一种加氢方法，加氢方法是利用实施例1的加氢装置进行的，加氢方法包括：
步骤1：判断氢气存储装置中的氢气含量；
步骤2：若获取的氢气存储装置中的氢气含量低于工作值，则执行第一工序，第一工序为：使第一管路701与第二管路702连通，通过氢气站的加氢枪向氢气存储装置中加氢；
步骤3：若获取的氢气存储装置中的氢气含量不低于工作值，则执行第二工序，第二工序为：判断待加氢装置，若待加氢装置为燃料电池汽车，则使第一管路701与第二管路702连通，通过氢气存储装置向燃料电池汽车加氢；若待加氢装置为燃料电池试验台架，则使第一管路701与第三管路703连通，通过氢气存储装置向燃料电池试验台架加氢；
其中，工作值为氢气存储装置能执行第二工序时氢气含量的最低值。
本实施例的方法中，控制第一阀门8，使任一氢气存储瓶1通过第一管路701与压力表9连接，即可通过电压表读该氢气存储瓶1的压力值，压力值越高，则代表氢气存储瓶1内的氢气越多，当多个氢气存储瓶1内的氢气含量为工作值时，多个氢气存储瓶1内的压力值也相同，由此可通过读取压力值判断氢气存储装置内的氢气含量。
显然，上述实施例仅仅是为了清楚的说明所做的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种加氢系统，其特征在于，所述加氢系统包括：氢气存储装置、第一管路、第二管路和第三管路，其中：
所述第一管路、所述第二管路和所述第三管路均具有第一端和第二端，所述第一管路的第一端与所述氢气存储装置连接，所述第二管路的第一端连接有用于与加氢站的加氢枪或燃料电池汽车的加氢结构连接的第一接头结构，所述第三管路的第一端连接有用于与燃料电池试验台架的加氢接头连接的第二接头结构；
所述第一管路和所述第二管路可操作地连通设置，所述第一管路和所述第三管路可操作地连通设置，所述第二管路和所述第三管路可操作地连通设置。
2.根据权利要求1所述的加氢系统，其特征在于，所述氢气存储装置包括多个氢气存储瓶，多个所述氢气存储瓶与均与所述第一管路的第一端连接。
3.根据权利要求2所述的加氢系统，其特征在于，每个所述氢气存储瓶与所述第一管路连接处均设有瓶阀。
4.根据权利要求1所述的加氢系统，其特征在于，所述第二管路上设有第二阀门。
5.根据权利要求1所述的加氢系统，其特征在于，所述第三管路上设有第三阀门。
6.根据权利要求5所述的加氢系统，其特征在于，所述第三管路上还设有泄压阀，所述泄压阀位于所述第三阀门与所述第三管路的第二端之间。
7.根据权利要求1所述的加氢系统，其特征在于，所述第一接头结构包括第一拓展接头和第二拓展接头，用于与所述加氢站的加氢枪连接的所述第一拓展接头设置在所述第二管路的第一端；用于与所述燃料电池汽车的加氢结构连接的所述第二拓展接头和所述第一拓展接头可拆卸地连接。
8.根据权利要求1所述的加氢系统，其特征在于，所述系统还包括第一阀门，所述第一管路的第二端、所述第二管路的第二端和所述第三管路的第二端通过所述第一阀门相互连接。
9.根据权利要求8所述的加氢系统，其特征在于，所述系统还包括压力表；
所述第一阀门为四通阀，所述四通阀具有四个工作口，四个所述工作口分别与所述第一管路的第二端、所述第二管路的第二端、所述第三管路的第二端以及所述压力表连接。
10.一种加氢方法，其特征在于，所述加氢方法是利用权利要求1-9任一项所述的加氢系统进行的，所述加氢方法包括：
判断所述氢气存储装置中的氢气含量；
若获取的所述氢气存储装置中的氢气含量低于工作值，则执行第一工序，所述第一工序为：使所述第一管路与所述第二管路连通，通过氢气站的加氢枪向所述氢气存储装置中加氢；
若获取的所述氢气存储装置中的氢气含量不低于工作值，则执行第二工序，所述第二工序为：判断待加氢装置，若所述待加氢装置为燃料电池汽车，则使所述第一管路与所述第二管路连通，通过所述氢气存储装置向所述燃料电池汽车加氢；若待加氢装置为燃料电池试验台架，则使所述第一管路与所述第三管路连通，通过所述氢气存储装置向所述燃料电池试验台架加氢；
其中，工作值为所述氢气存储装置能执行第二工序时氢气含量的最低值。
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