CN210926170U - 储氢系统和燃料电池车 - Google Patents

Abstract

一种储氢系统和燃料电池车，包括：多个储氢罐，多个储氢罐的入口均与加氢口相连，且加氢口到储氢罐的入口单向导通；多个主关断阀，多个主关断阀一一对应地安装于多个储氢罐的出口且所述主关断阀位于对应的所述储氢罐内，且主关断阀用于控制储氢罐的出口开启或关闭；压力检测器和减压阀，压力检测器和减压阀均适于安装于多个储氢罐的出口外的下游处，且所述压力检测器用于检测出口的压力值，所述减压阀降低供应燃料电池堆之前的氢气压力；控制装置，主关断阀、压力检测器均与控制装置电连接。本实用新型的储氢系统，主关断阀与压力检测器配合使用，可在储氢罐异常大流量时关闭储氢罐的出口，且多个储氢罐共用一个减压阀，成本低。

Description

储氢系统和燃料电池车

技术领域

本实用新型涉及一种储氢系统和具有该储氢系统的燃料电池车。

背景技术

燃料电池车的储氢系统应该包含一个主关断阀、一个止回阀、一个压力调节器以及一个限流阀。主关断阀通常是一个电动电磁阀，其主要功能是关闭储氢罐供应至阀体下游的氢气。止回阀用于阻止氢气储氢罐回流至氢气供应管路。限流阀用于在诸如氢气供应管路(指连接储氢系统和燃料电池系统的管路)断裂的情况下切断氢气供应，该阀体可以是一个机械限流阀或电控电磁阀，但单独设置限流阀的成本较高，且需要增加单独安装限流阀所需的空间，不利于整体布局，存在改进的空间。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种储氢系统。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种储氢系统，包括：多个储氢罐，多个所述储氢罐的入口均与加氢口相连，且所述加氢口到所述储氢罐的入口单向导通；多个主关断阀，多个所述主关断阀一一对应地安装于多个所述储氢罐的出口且所述主关断阀位于对应的储氢罐内，且所述主关断阀用于控制所述储氢罐的出口开启或关闭；压力检测器和减压阀，所述压力检测器和所述减压阀均安装于多个所述储氢罐的出口外的下游处，且所述压力检测器用于检测所述出口的压力值，所述减压阀用于降低供应燃料电池堆之前的氢气压力；控制装置，所述主关断阀、所述压力检测器均与所述控制装置电连接，所述控制装置设置为在所述压力检测器的检测值小于所述压力检测器对应的设定值时控制所述主关断阀关闭所述储氢罐的出口。

进一步地，所述压力检测器包括第一传感器和第二传感器，所述控制装置设置为在所述第一传感器和所述第二传感器中的至少一个的检测值小于对应的设定值时控制所述主关断阀关闭所述储氢罐的出口，且所述第一传感器的设定值大于所述第二传感器的设定值，且所述减压阀设于所述第一传感器与所述第二传感器之间。

进一步地，所述控制装置设置为在所述第一传感器的检测值小于第一设定值时控制所述主关断阀关闭所述储氢罐的出口。

进一步地，所述控制装置设置为在所述第二传感器的检测值小于第二设定值时控制所述主关断阀关闭所述储氢罐的出口。

进一步地，所述控制装置设置为在所述第一传感器的检测值小于第一设定值后接收所述第二传感器的检测值，且在所述第二传感器的检测值小于第二设定值时控制所述主关断阀关闭所述储氢罐的出口。

进一步地，所述控制装置设置为在所述第二传感器的检测值小于第二设定值后接收所述第一传感器的检测值，且在所述第一传感器的检测值小于第一设定值时控制所述主关断阀关闭所述储氢罐的出口。

进一步地，所述第二传感器和所述第一传感器沿所述储氢罐的出口方向依次布置。

进一步地，还包括：泄压阀，所述泄压阀安装于所述储氢罐的出口外的下游处。

进一步地，还包括：单向阀，所述单向阀设于所述加氢口与所述储氢罐的入口之间，且所述单向阀构造为从所述加氢口到所述储氢罐的入口单向导通。

相对于现有技术，本实用新型所述的储氢系统具有以下优势：

根据本实用新型实施例的储氢系统，通过将多个储氢罐均安装有主关断阀，且主关断阀与压力检测器配合使用，可使得主关断阀具有额外限流的作用，即不需单独设置限流阀，灵活性和适用性更佳，且多个储氢罐共用一个减压阀，结构简单，安装成本低。

本申请的又一目的在于提出一种燃料电池车，设置有上述任一种实施例所述的储氢系统。

所述燃料电池车与上述的储氢系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的储氢系统的结构示意图。

图2为本申请一些实施例所述的储氢系统的主关断阀的控制流程图；

图3为本申请另一些实施例所述的储氢系统的主关断阀的控制流程图；

图4为本申请又一些实施例所述的储氢系统的主关断阀的控制流程图；

图5为本申请再一些实施例所述的储氢系统的主关断阀的控制流程图。

附图标记说明：

储氢系统100，

主关断阀1，第一传感器2，第二传感器3，单向阀4，过滤器5，机械式减压阀6，储氢罐7，加氢口8，泄压阀9。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，一种储氢系统100，该储氢系统100具有多个储氢罐7，且多个储氢罐7的出口处均与主关断阀1相连，主关断阀1可同时控制多个储氢罐7的出口流量，且在储氢罐7的出口流量出现异常时，主关断阀1能够自动关闭，以提高储氢系统100中储氢的安全性。

如图1所示，根据本申请实施例的储氢系统100，包括：多个储氢罐7、多个主关断阀1、压力检测器、减压阀6和控制装置。

其中，如图1所示，多个储氢罐7的入口均与加氢口8相连。这样，在需要向储氢罐7中补充氢气时，可通过加氢口8直接向储氢罐7中补充，且多个储氢罐7共用一个加氢口8，利于降低加氢口8的设置成本。

如图1所示，在通过加氢口8向储氢罐7内注入氢气时，加氢口8到储氢罐7的入口单向导通。如图1所示，可在加氢口8与储氢罐7的入口之间设置单向阀4，单向阀4构造为从加氢口8到储氢罐7的入口单向导通，以使从加氢口8中注入的氢气能够顺利地进入到储氢罐7中，且可防止储氢罐7内的氢气由加氢口8逆向流出，提高储氢系统100结构设计的合理性。如图1所示，单向阀4与加氢口8之间设有过滤器5，以对加氢口8注入的氢气进行过滤。

多个主关断阀1一一对应地安装于多个储氢罐7的出口且位于主关断阀位于对应的储氢罐7内，且主关断阀1用于控制储氢罐7的出口开启或关闭，即可通过主关断阀1选择性地控制对应的储氢罐7中的氢气排放。由此，在主关断阀1开启时，储氢罐7中流出的氢气可进入到主关断阀1中，以通过主关断阀1向外排放，且在主关断阀1关闭时，氢气保持在储氢罐7中。这样，可通过切换主关断阀1的工作位置，以使储氢罐7中的氢气流出或保持在储氢罐7内。其中，储氢罐7可为安装于燃料电池车的储氢容器。

由此，主关断阀1可对多个储氢罐7的出口的通断状态同时进行控制，不需每个储氢罐7均单独设置主关断阀1，减少主关断阀1的设置数量，降低储氢系统100的布置成本。

如图1所示，压力检测器适于安装于多个储氢罐7的出口外的下游处，压力检测器用于对储氢罐7的出口处的压力值进行检测，即可通过压力检测器对储氢罐7的出口处的氢气排放量进行检测。如出口处的氢气排放量较大时，压力检测器的检测值较小，出口处的氢气排放量较小时，压力检测器的检测值较大。

其中，主关断阀11和压力检测器均与控制装置电连接。这样，压力检测器检测到的压力值可发送给控制装置，且控制装置可对压力值进行分析判断，并根据分析结果向主关断阀1发出控制指令，以切换主关断阀1的工作状态。且多个储氢罐7的主关断阀11通过同一组压力检测器进行检测控制，无需对每个储氢罐7的主关断阀11单独设置压力检测器，利于降低安装成本。

如图1所示，减压阀6适于与压力检测器共同安装于多个储氢罐7的出口外的下游处，减压阀6用于降低供应燃料电池堆之前的氢气压力。

控制装置设置为在压力检测器检的检测值小于压力检测器的设定值时控制主关断阀1关闭，即在储氢罐7中的氢气排放量大于设定的排放量时，控制装置控制主关断阀1关闭，以使储氢罐7中的氢气停止排放。其中，压力检测器可为一个，也可为多个，以使压力检测器对储氢罐7的出口流量检测的更加准确。

由此，通过在储氢罐7的出口处设置压力检测器和主关断阀1，以在储氢罐7发生异常大流量(如管道破裂)时，能够使储氢罐7的出口处及时关闭，保证储氢罐7中的介质正常排放，且储氢系统100的结构简单，安装成本较低，且压力检测器可对出口处的压力进行实时地检测，使得控制装置对主关断阀1的调整为持续激活，灵活性和实用性更佳，进而实时检测储氢系统100的安全状态。且多个储氢罐7的主关断阀1均通过一组控制装置及压力检测器进行检测控制，且多个储氢罐7通过同一减压阀6进行氢气压力控制，极大地降低了安装成本。

需要说明的是，主关断阀1的通常功能是关闭储氢罐到阀体下游的氢气供应，且需要设置一个单独的限流阀实现限流功能，如设置一个机械限流阀或电控限流阀。而在本申请中通过使用控制策略并辅以压力检测器，使得主关断阀1具有额外的限流的功能，进而减少限流阀的使用，降低安装成本。

根据本申请的储氢系统100，通过将多个储氢罐7的出口均与主关断阀1相连，且主关断阀1与压力检测器配合使用，可使得储氢罐7的出口处的压力可得到持续性地检测，保证控制装置能够及时地对主关断阀1进行控制，灵活性和适用性更佳，且多个储氢罐7共用一个减压阀6进行释压，结构简单，安装成本低。

在一些实施例中，如图1所示，压力检测器包括第一传感器2和第二传感器3。

控制装置设置为在第一传感器2和第二传感器3中的至少一个的检测值小于对应的设定值时控制主关断阀1关闭储氢罐7的出口。即控制装置可单独通过第一传感器2的检测结果对主关断阀1进行控制，也可通过第二传感器3的检测结果对主关断阀1进行控制，或者根据第一传感器2及第二传感器3的检测结果对主关断阀1进行控制，

且第一传感器2的设定值大于第二传感器3的设定值，即控制装置对主关断阀1通过第一传感器2的检测结果进行关闭操作的压力值高于控制装置对主关断阀1通过第二传感器3的检测结果进行关闭操作的压力值。

由此，通过设置第一传感器2和第二传感器3，在不同的运行工况下，控制装置可灵活选择对主关断阀1的控制方式，以保证不同的使用状态下均可对主关断阀1进行准确地控制，提高储氢系统100的安全性。

其中，减压阀6设于第一传感器2和第二传感器3之间，以使储氢系统100的结构布置更加紧凑。

在一些实施例中，控制装置设置为在第一传感器2的检测值小于第一设定值时控制主关断阀1关闭储氢罐7的出口。如图3所示，控制装置适于根据第一传感器2的检测结果对主关断阀1进行控制，且控制装置设置为在第一传感器2检测到的压力值小于第一设定值时控制主关断阀1关闭，从而保证储氢罐7的出口处的介质压力小于第一设定值时使出口关闭，防止储氢罐7异常流出。

在一些实施例中，控制装置设置为在第二传感器3的检测值小于第二设定值时控制主关断阀1关闭储氢罐7的出口。如图2所示，控制装置适于根据第二传感器3的检测结果对主关断阀1进行控制，且控制装置设置为在第二传感器3检测到的压力值小于第二设定值时控制主关断阀1关闭，从而保证储氢罐7的出口处的介质压力小于第二设定值时使出口关闭，防止储氢罐7异常流出。

在一些实施例中，如图5所示，控制装置设置为在第一传感器2的检测值小于第一设定值后接收第二传感器3的检测值，且在第二传感器3的检测值小于第二设定值时控制主关断阀1关闭储氢罐7的出口。这样，在通过第一传感器2的检测结果确定实际压力值小于第一设定值后进行进一步地判断，并通过第二传感器3的检测结果确定更具体地实际压力值，从而保证检测结果更加精确，提升储氢系统100工作的可靠性和准确性。

在一些实施例中，如图4所示，控制装置设置为在第二传感器3的检测值小于第二设定值后接收第一传感器2的检测值，且在第一传感器2的检测值小于第一设定值时控制主关断阀1关闭储氢罐7的出口。这样，控制装置为通过第一传感器2和第二传感器3的结果共同进行判断，进而对主关断阀1进行相应的控制，进行二次检测，可提高检测结果的准确性，保证控制装置对主关断阀1的控制操作符合当前的工况需要，增强实用性。

在一些实施例中，如图1所示，第二传感器3和第一传感器2沿储氢罐7的出口方向依次布置。这样，储氢罐7中流出的氢气可依次经过第二传感器3和第一传感器2，以使第一传感器2和第二传感器3均能够对储氢罐7的出口压力进行检测，且依次布置利于合理有效地利用布置空间，避免第一传感器2和第二传感器3安装过于紧凑致检测结果不准，提高储氢系统100的可靠性。

其中，储氢系统100还包括：泄压阀9安装于储氢罐7的出口外的下游处，且泄压阀9用于在任何压力变化情况下稳定输出压力，且可通过泄压阀9进行主动调节，使得储氢罐7的压力调节方式灵活可选，使用更加方便。

本申请还提出了一种燃料电池车。

根据本申请的燃料电池车，设置有上述任一种实施例的储氢系统100，其中，储氢系统100的多个储氢罐7可通过共用一个减压阀6进行氢气压力的控制，安装成本较低，且主关断阀1的通断状态为控制装置根据压力检测器的检测状态实时控制的，时效性较佳，准确且可靠，由此，可保证燃料电池车安全、可靠地运行。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种储氢系统(100)，其特征在于，包括：

多个储氢罐(7)，多个所述储氢罐(7)的入口均与加氢口(8)相连，且所述加氢口(8)到所述储氢罐(7)的入口单向导通；

多个主关断阀(1)，多个所述主关断阀(1)一一对应地安装于多个所述储氢罐(7)的出口且所述主关断阀(1)位于对应的所述储氢罐(7)内，且所述主关断阀(1)用于控制所述储氢罐(7)的出口开启或关闭；

压力检测器和减压阀(6)，所述压力检测器和所述减压阀(6)均安装于多个所述储氢罐(7)的出口外的下游处，且所述压力检测器用于检测所述出口的压力值，所述减压阀(6)用于降低供应燃料电池堆之前的氢气压力；

控制装置，所述主关断阀(1)、所述压力检测器均与所述控制装置电连接，所述控制装置设置为在所述压力检测器的检测值小于所述压力检测器对应的设定值时控制所述主关断阀(1)关闭所述储氢罐(7)的出口。

2.根据权利要求1所述的储氢系统(100)，其特征在于，所述压力检测器包括第一传感器(2)和第二传感器(3)，所述控制装置设置为在所述第一传感器(2)和所述第二传感器(3)中的至少一个的检测值小于对应的设定值时控制所述主关断阀(1)关闭所述储氢罐(7)的出口，且所述第一传感器(2)的设定值大于所述第二传感器(3)的设定值，且所述减压阀(6)设于所述第一传感器(2)与所述第二传感器(3)之间。

3.根据权利要求2所述的储氢系统(100)，其特征在于，所述控制装置设置为在所述第一传感器(2)的检测值小于第一设定值时控制所述主关断阀(1)关闭所述储氢罐(7)的出口。

4.根据权利要求2所述的储氢系统(100)，其特征在于，所述控制装置设置为在所述第二传感器(3)的检测值小于第二设定值时控制所述主关断阀(1)关闭所述储氢罐(7)的出口。

5.根据权利要求2所述的储氢系统(100)，其特征在于，所述控制装置设置为在所述第一传感器(2)的检测值小于第一设定值后接收所述第二传感器(3)的检测值，且在所述第二传感器(3)的检测值小于第二设定值时控制所述主关断阀(1)关闭所述储氢罐(7)的出口。

6.根据权利要求2所述的储氢系统(100)，其特征在于，所述控制装置设置为在所述第二传感器(3)的检测值小于第二设定值后接收所述第一传感器(2)的检测值，且在所述第一传感器(2)的检测值小于第一设定值时控制所述主关断阀(1)关闭所述储氢罐(7)的出口。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的储氢系统(100)，其特征在于，所述第二传感器(3)和所述第一传感器(2)沿所述储氢罐(7)的出口方向依次布置。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的储氢系统(100)，其特征在于，还包括：泄压阀(9)，所述泄压阀(9)安装于所述储氢罐(7)的出口外的下游处。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的储氢系统(100)，其特征在于，还包括：单向阀(4)，所述单向阀(4)设于所述加氢口(8)与所述储氢罐(7)的入口之间，且所述单向阀(4)构造为从所述加氢口(8)到所述储氢罐(7)的入口单向导通。

10.一种燃料电池车，其特征在于，设置有权利要求1-9中任一项所述的储氢系统(100)。

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