CN211821700U - 一种用于氢能汽车的新型储氢瓶 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种用于氢能汽车的新型储氢瓶，包括：柔性内胆、刚性外胆、第一瓶塞、第二瓶塞、氢气管道和空气管道；刚性外胆的顶端和底端均设有开口，第一和第二瓶塞分别插设在顶端和底端的开口处；柔性内胆和刚性外胆之间形成气体夹层；柔性内胆的一端设有空气管道接口；第一瓶塞上设有第一通孔，空气管道一端连接至柔性内胆的空气管道接口，另一端穿过第一通孔，以通过外部空气压缩机将空气导入柔性内胆；第二瓶塞上设有第二通孔，氢气管道一端置于刚性外胆外，另一端穿过第二通孔与气体夹层接通。本实用新型的有益效果是：实现氢瓶使用前快速抽真空，减少氢瓶内的空气残留，提高储氢纯度；同时可有效将氢瓶内储存氢气完全充分释放使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种用于氢能汽车的新型储氢瓶。
背景技术
氢气由于其燃烧效率高、产物无污染等优点，与太阳能、核能一起被称为三大新能源。对燃料电池汽车来讲，氢气的存储应当密度高、轻便、安全而且经济。目前大多数燃料电池汽车都采用高压压缩储氢方法，因此氢能汽车在使用过程中必将存在储氢瓶。
而现有的氢能汽车上所使用的氢瓶，在输出氢气和加注氢气的过程中，由于不能将氢瓶内的气体尽可能的抽干净，会导致加注氢气的时候，混杂有未抽干净的其它气体或者在输出氢气的时候，不能将氢瓶内的氢气全部输出，减少了氢气的利用率。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种用于氢能汽车的新型储氢瓶，可实现氢瓶使用前快速抽真空，减少氢瓶内的空气残留，提高储氢纯度；同时可有效将氢瓶内储存氢气完全充分释放使用。
一种用于氢能汽车的新型储氢瓶，包括：柔性内胆、刚性外胆、第一瓶塞、第二瓶塞、氢气管道和空气管道；
所述刚性外胆的顶端和底端均设有开口，所述第一瓶塞插设在顶端的开口处；所述第二瓶塞插设在底端的开口处；
所述柔性内胆和所述刚性外胆之间形成一个气体夹层；所述柔性内胆的位于所述第一瓶塞所在位置的一端设有空气管道接口；
所述第一瓶塞上设有第一通孔，所述空气管道一端连接至所述柔性内胆的所述空气管道接口，另一端穿过所述第一通孔置于所述刚性外胆外，以通过外部空气压缩机将空气导入所述柔性内胆，或者将柔性内胆中的空气排出；
所述第二瓶塞上设有第二通孔，所述氢气管道一端置于所述刚性外胆外，另一端穿过所述第二通孔与所述气体夹层接通，以将外部氢气源的氢气导入所述气体夹层，或者将所述气体夹层中的氢气输出。
进一步地，所述空气管道的位于所述刚性外胆外的一端分别与空气加注管道和空气泄压管道接通；所述空气加注管道一端与所述空气管道接通，另一端通过第一控制阀连接至外部空气压缩机；所述空气泄压管道一端与所述空气管道接通，另一端通过第二控制阀连接至外部泄压管道。
进一步地，所述氢气管道的位于所述刚性外胆外的一端分别与氢气加注管道、氢气输出管道和泄压管道接通；所述氢气加注管道一端与所述氢气管道接通，另一端通过第三控制阀连接至外部氢气源；所述氢气输出管道一端与所述氢气管道接通，另一端通过第四控制阀连接至氢能汽车的用氢设备；所述泄压管道一端与所述氢气管道接通，另一端通过第五控制阀连接至真空机。
进一步地，所述第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀和第五控制阀均为电控控制阀，且控制端分别连接至氢能汽车的中央处理器，以通过所述中央处理器控制各个控制阀的开闭。
进一步地，所述柔性内胆可更换。
进一步地，所述柔性内胆为可收缩的柔性材料制成；
进一步地，当所述柔性内胆内充满空气的时候，所述柔性内胆的体积大于所述刚性外胆的体积。
本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型所提出的技术方案具有以下优点：
1)设置双瓶口独立流道，双层结构，柔性内胆可维护更换，外胆可循环使用；氢瓶夹层储存氢气，有效实现双层保护；
2)柔性内胆可注入压缩空气使内胆体积膨胀，便于氢瓶使用前夹层快速抽真空，减少氢瓶夹层内的空气残留，提高储氢纯度；
3)在释放氢气时，柔性内胆可被压缩空气挤压变形膨胀，可以有效将氢瓶内储存氢气完全充分释放反应。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型实施例中一种用于氢能汽车的新型储氢瓶的装置图；
图2是本实用新型实施例中一种用于氢能汽车的新型储氢瓶的外观示意图；
图3是本实用新型实施例中一种用于氢能汽车的新型储氢瓶的气体流向示意图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
本实用新型的实施例提供了一种用于氢能汽车的新型储氢瓶；
请参考图1和图2，图1是本实用新型实施例中一种用于氢能汽车的新型储氢瓶的装置图，图2是本实用新型实施例中一种用于氢能汽车的新型储氢瓶的外观示意图；所述一种用于氢能汽车的新型储氢瓶，包括：柔性内胆1、刚性外胆2、第一瓶塞3、第二瓶塞4、氢气管道5和空气管道6；
所述刚性外胆2的顶端和底端均设有开口，所述第一瓶塞3插设在顶端的开口处；所述第二瓶塞4插设在底端的开口处；
所述柔性内胆1和所述刚性外胆2之间形成一个气体夹层7；所述柔性内胆1的位于所述第一瓶塞3所在位置的一端设有空气管道接口；
所述第一瓶塞3上设有第一通孔，所述空气管道6一端连接至所述柔性内胆1的所述空气管道接口，另一端穿过所述第一通孔置于所述刚性外胆2外，以通过外部空气压缩机将空气导入所述柔性内胆1，或者将柔性内胆1中的空气排出；
所述第二瓶塞4上设有第二通孔，所述氢气管道5一端置于所述刚性外胆2外，另一端穿过所述第二通孔与所述气体夹层7接通，以将外部氢气源的氢气导入所述气体夹层7，或者将所述气体夹层7中的氢气输出。
所述柔性内胆1为可收缩的柔性材料制成；
当所述柔性内胆1内充满空气的时候，所述柔性内胆1的体积大于所述刚性外胆2的体积。
所述空气管道6的位于所述刚性外胆2外的一端分别与空气加注管道8和空气泄压管道9接通；所述空气加注管道8一端与所述空气管道6接通，另一端通过第一控制阀10连接至外部空气压缩机；所述空气泄压管道9一端与所述空气管道6接通，另一端通过第二控制阀11连接至外部泄压管道。
所述氢气管道5的位于所述刚性外胆2外的一端分别与氢气加注管道12、氢气输出管道13和泄压管道14接通；所述氢气加注管道12一端与所述氢气管道5接通，另一端通过第三控制阀15连接至外部氢气源；所述氢气输出管道13一端与所述氢气管道5接通，另一端通过第四控制阀16连接至氢能汽车的用氢设备；所述泄压管道14一端与所述氢气管道5接通，另一端通过第五控制阀17连接至真空机。
所述用氢设备为氢能汽车的氢燃料电池。
所述第一控制阀10、第二控制阀11、第三控制阀15、第四控制阀16和第五控制阀17均为电控控制阀，且控制端分别连接至氢能汽车的中央处理器，以通过所述中央处理器控制各个控制阀的开闭。
所述柔性内胆1可更换。
请参考图3，图3是本实用新型实施例中一种用于氢能汽车的新型储氢瓶的气体流向示意图；所述一种用于氢能汽车的新型储氢瓶的原理，具体包括：
使用前，关闭第二控制阀11、第三控制阀15和第四控制阀16，打开第一控制阀10和第五控制阀17；真空机开始工作，通过所述泄压管道14将所述气体夹层7中的空气抽出；同时外部空气压缩机开始工作，通过所述空气加注管道8向所述柔性内胆1内持续加注压缩空气；随着柔性内胆1体积不断膨胀，气体夹层7的空间容积不断变小，以助于快速将所述气体夹层7抽真空，减少所述气体夹层7内的空气残留；
当真空机检测到气体夹层7真空度达设定限值λ后，关闭所述第五控制阀，17停止抽真空；当空气压缩机检测到所述柔性内胆1内空气压力达到设定限值β后，关闭所述第一控制阀10，停止注入空气，同时，第二控制阀11、第三控制阀15和第四控制阀16仍保持关闭；其中，λ和β均为大于0的预设值。
向储氢瓶内加注氢气时，关闭所述第一控制阀10、所述第四控制阀16和所述第五控制阀17，打开所述第二控制阀11和所述第三控制阀15；外部氢气源经所述氢气加注管道12将高压氢气注入至所述气体夹层7；同时，所述柔性内胆1中的压缩空气经所述空气泄压管道9排出，所述柔性内胆1体积逐渐收缩，所述气体夹层7空间容积不断变大；
当所述柔性内胆1内空气压力被释放达设定限值ω后，关闭所述第二控制阀11，停止泄压；当所述气体夹层7被注入氢气压力达设定限值μ后，关闭所述第三控制阀15，停止氢气注入；同时，所述第一控制阀10、所述第四控制阀16和所述第五控制阀17仍保持关闭；其中，ω和μ均为大于0的预设值。
当使用氢气瓶中存储的氢气的时候，根据氢能汽车的需要，关闭所述第一控制阀10、所述第二控制阀11、所述第三控制阀15和所述第五控制阀17，打开所述第四控制阀16，所述气体夹层7内的高压氢气经降压处理后由管路输送至氢燃料电池，以供使用；
高压氢气持续释放反应，所述气体夹层7内的氢气压力逐渐降低，所述柔性内胆1外壁受到氢气压力也逐渐降低；当所述气体夹层7内氢气压力下降到设定限值δ，且所述柔性内胆1内空气压力小于设定限值ω时，打开所述第一控制阀10，以将压缩空气注入所述柔性内胆1；其中，δ和ω均为大于0的预设值。
随着氢瓶内氢气被不断的输出消耗，同时所述柔性内胆1体积持续膨胀，气体夹层7的空间容积持续减少，使所述气体夹层7中的高压氢气得以充分释放反应。
另外，所述以上压缩空气也可用压缩惰性气体替代。
本实用新型的有益效果是：本实用新型所提出的技术方案具有以下优点：
1)设置双瓶口独立流道，双层结构，柔性内胆可维护更换，外胆可循环使用；氢瓶夹层储存氢气，有效实现双层保护；
2)柔性内胆可注入压缩空气使内胆体积膨胀，便于氢瓶使用前夹层快速抽真空，减少氢瓶夹层内的空气残留，提高储氢纯度；
3)在释放氢气时，柔性内胆可被压缩空气挤压变形膨胀，可以有效将氢瓶内储存氢气完全充分释放反应。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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 (8)
1.一种用于氢能汽车的新型储氢瓶，其特征在于：包括：柔性内胆(1)、刚性外胆(2)、第一瓶塞(3)、第二瓶塞(4)、氢气管道(5)和空气管道(6)；
所述刚性外胆(2)的顶端和底端均设有开口，所述第一瓶塞(3)插设在顶端的开口处；所述第二瓶塞(4)插设在底端的开口处；
所述柔性内胆(1)和所述刚性外胆(2)之间形成一个气体夹层(7)；所述柔性内胆(1)的位于所述第一瓶塞(3)所在位置的一端设有空气管道接口；
所述第一瓶塞(3)上设有第一通孔，所述空气管道(6)一端连接至所述柔性内胆(1)的所述空气管道接口，另一端穿过所述第一通孔置于所述刚性外胆(2)外，以通过外部空气压缩机将空气导入所述柔性内胆(1)，或者将柔性内胆(1)中的空气排出；
所述第二瓶塞(4)上设有第二通孔，所述氢气管道(5)一端置于所述刚性外胆(2)外，另一端穿过所述第二通孔与所述气体夹层(7)接通，以将外部氢气源的氢气导入所述气体夹层(7)，或者将所述气体夹层(7)中的氢气输出。
2.如权利要求1所述的一种用于氢能汽车的新型储氢瓶，其特征在于：所述空气管道(6)的位于所述刚性外胆(2)外的一端分别与空气加注管道(8)和空气泄压管道(9)接通；所述空气加注管道(8)一端与所述空气管道(6)接通，另一端通过第一控制阀(10)连接至外部空气压缩机；所述空气泄压管道(9)一端与所述空气管道(6)接通，另一端通过第二控制阀(11)连接至外部泄压管道。
3.如权利要求2所述的一种用于氢能汽车的新型储氢瓶，其特征在于：所述氢气管道(5)的位于所述刚性外胆(2)外的一端分别与氢气加注管道(12)、氢气输出管道(13)和泄压管道(14)接通；所述氢气加注管道(12)一端与所述氢气管道(5)接通，另一端通过第三控制阀(15)连接至外部氢气源；所述氢气输出管道(13)一端与所述氢气管道(5)接通，另一端通过第四控制阀(16)连接至氢能汽车的用氢设备；所述泄压管道(14)一端与所述氢气管道(5)接通，另一端通过第五控制阀(17)连接至真空机。
4.如权利要求3所述的一种用于氢能汽车的新型储氢瓶，其特征在于：所述第一控制阀(10)、第二控制阀(11)、第三控制阀(15)、第四控制阀(16)和第五控制阀(17)均为电控控制阀，且控制端分别连接至氢能汽车的中央处理器，以通过所述中央处理器控制各个控制阀的开闭。
5.如权利要求3所述的一种用于氢能汽车的新型储氢瓶，其特征在于：所述用氢设备为氢能汽车的氢燃料电池。
6.如权利要求1所述的一种用于氢能汽车的新型储氢瓶，其特征在于：所述柔性内胆(1)可更换。
7.如权利要求1所述的一种用于氢能汽车的新型储氢瓶，其特征在于：所述柔性内胆(1)为可收缩的柔性材料制成。
8.如权利要求1所述的一种用于氢能汽车的新型储氢瓶，其特征在于：当所述柔性内胆(1)内充满空气的时候，所述柔性内胆(1)的体积大于所述刚性外胆(2)的体积。
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