CN215111999U - 储氢瓶、储氢系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种储氢瓶、储氢系统及汽车，本储氢瓶包括：瓶体，所述瓶体用于储存氢气，所述瓶体上形成有与所述瓶体内部连通的充气管；冷却管道，所述冷却管道设置在所述瓶体内，所述冷却管道内充填有冷却介质。本储氢瓶能够避免氢气充入过程中温度升高，影响氢气充入总量，进而影响到续航里程的问题，还能够提高充入氢气的效率。

Description

储氢瓶、储氢系统及汽车

技术领域

本公开涉及氢能源技术领域，具体地，涉及一种储氢瓶、储氢系统及汽车。

背景技术

目前氢燃料电池汽车在加氢的过程中容易出现氢气升温，导致储氢瓶内的温度过高，从而无法在短时间内完成氢气的加注，影响加氢效率，同时还会影响储氢瓶内实际加入的氢气量，导致整车续航里程降低。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种储氢瓶、储氢系统及汽车，能够避免氢气充入过程中温度升高，影响氢气充入总量，进而影响到续航里程的问题，还能够提高充入氢气的效率。

为了实现上述目的，本公开一方面提供一种储氢瓶，包括：

瓶体，所述瓶体用于储存氢气，所述瓶体上形成有与所述瓶体内部连通的充气管；

冷却管道，所述冷却管道设置在所述瓶体内，所述冷却管道内充填有冷却介质。

可选地，所述瓶体上形成有与所述瓶体内部连通的介质导入管和介质导出管，所述冷却管道的两端分别与所述介质导入管和所述介质导出管连接，所述介质导入管用于向所述冷却管道内充填所述冷却介质，所述介质导出管用于将所述冷却管道内的所述冷却介质导出，所述介质导入管和所述介质导出管远离所述瓶体的一端均用于与外部冷源连通。

可选地，所述介质导入管远离所述瓶体的一端连接有第一开关阀。

可选地，所述介质导出管远离所述瓶体的一端连接有第二开关阀。

可选地，所述介质导入管、所述介质导出管和所述充气管位于所述瓶体的一端的端部，所述充气管位于所述介质导入管和所述介质导出管之间。

可选地，所述冷却管道包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分和所述第三部分均沿所述瓶体的长度方向设置且与所述瓶体的内侧壁连接，所述第二部分与所述瓶体远离所述充气管的一端的内壁连接。

可选地，所述冷却管道上形成有若干换热片，所述换热片沿所述冷却管道的长度方向间隔设置。

可选地，所述充气管远离所述瓶体的一端连接有第三开关阀。

本公开的第二方面还提供一种储氢系统，包括如上述的储氢瓶。

本公开的第三方面还提供一种汽车，包括如上述的储氢系统。

通过上述技术方案，采用冷却管道内充填冷却介质实现热交换，将瓶体内的热量转换到冷却管道内，实现对瓶体内的降温。目前的储氢瓶没有冷却装置，在氢气充入过程中，当瓶内氢气温度升高后，氢气的压力值达到充入上限，此时无法继续充入氢气，但是储氢瓶内的氢气充入量缺远远未达到预设值，只有等瓶内氢气的温度降下来，氢气的压力才会降下来，才可以再次充入，严重影响了充入氢气的效率。本储氢瓶能够避免氢气在充入过程中出现温度过高而达到压力上限的问题，从而可以避免影响氢气的充入量，能够提高充入氢气的效率。本储氢瓶还能够避免氢气充入过程中温度升高，影响氢气充入总量，进而影响到续航里程的问题。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开的一种实施方式的储氢瓶的正视图；

图2是本公开的一种实施方式的储氢瓶的剖视图；

图3是本公开的另外某一种实施方式的储氢瓶的剖视图；

图4是本公开的另外某一种实施方式的储氢瓶的剖视图。

附图标记说明

1、瓶体，2、充气管，3、第一开关阀，4、介质导入管，5、第二开关阀，6、介质导出管，7、第三开关阀，8、冷却管道，9、换热片。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是附图的图面的方向定义的，“内、外”是指相关零部件的内、外。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本公开的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

图1和图2所示，本公开的一方面提供一种储氢瓶，包括：瓶体1和冷却管道8。

瓶体1用于储存氢气，瓶体1上形成有与瓶体1内部连通的充气管2。冷却管道8设置在瓶体1内，冷却管道8内充填有冷却介质。

其中，瓶体1内能够储存氢气，氢气能够经充气管2充入到瓶体1内，充入瓶体1内的氢气处于压缩状态。其中，冷却介质充填在冷却管道8内，通过冷却管道8与瓶体1内的氢气进行热交换，使得对瓶体1内降温，当氢气充入到瓶体1内时，能够避免氢气压缩过程中的温度升高问题。需要说明的是，冷却介质为冷却液，为已知技术，在此不再过多赘述。本冷却管道8主要用于在氢气充入过程中对氢气的冷却，当氢气充入完成后，使用之后，冷却管道8中的冷却介质会自然释放热量，而下一次充入氢气又可再次进行热交换降温。

上述技术方案中，采用冷却管道8内充填冷却介质实现热交换，将瓶体1内的热量转换到冷却管道8内，实现对瓶体1内的降温。目前的储氢瓶没有冷却装置，在氢气充入过程中，当瓶内氢气温度升高后，氢气的压力值达到充入上限，此时无法继续充入氢气，但是储氢瓶内的氢气充入量缺远远未达到预设值，只有等瓶内氢气的温度降下来，氢气的压力才会降下来，才可以再次充入，严重影响了充入氢气的效率。本储氢瓶能够避免氢气在充入过程中出现温度过高而达到压力上限的问题，从而可以避免影响氢气的充入量，能够提高充入氢气的效率。本储氢瓶还能够避免氢气充入过程中温度升高，影响氢气充入总量，进而影响到续航里程的问题。

可选地，本公开的一种实施方式中，瓶体1为圆柱形，瓶体1的内部中空，能够储存氢气。当然在另一些实施方式中，瓶体1的形状可为长方体等。

可选地，本公开的一种实施方式中，瓶体1上形成有与瓶体1内部连通的介质导入管4和介质导出管6，冷却管道8的两端分别与介质导入管4和介质导出管6连接，介质导入管4用于向冷却管道8内充填冷却介质，介质导出管6用于将冷却管道8内的冷却介质导出，介质导入管4和介质导出管6远离瓶体1的一端均用于与外部冷源连通。

其中，本实施方式中，介质导入管4和介质导出管6与瓶体1一体成型，能够保证气密性以及瓶体1的抗压性能。介质导入管4和介质导出管6分别与瓶体1内部连通，从而冷却管道8的两端分别与介质导入管4和介质导出管6位于瓶体1内部的一端连通，通过介质导入管4导入冷却介质，并进入到冷却管道8中，而冷却管道8中的冷却介质在介质导出管6的作用下导出，从而在氢气充入过程中实现更好的冷却效果，同时能够根据氢气充入过程中瓶体1内升温情况控制充入冷却介质的速率，实现根据温度进行降温，使得对氢气的充入效果更好。

其中，本实施方式中，外部冷源为针对冷却介质进行制冷以及驱动流动的装置，能够对经介质导出管6导出的冷却介质再次制冷，以便下次充入氢气时使用，能够做到循环使用，节约资源。需要说明的是，当经充气管2向瓶体1内充入氢气时，将介质导入管4和介质导出管6与外部冷源连通，此时向冷却管道8内导入冷却介质，并带动冷却介质流动，以带走热量。当充入氢气结束后，将冷却管道8中的介质全部导出回到外部冷源。

可选地，本公开的一种实施方式中，介质导入管4远离瓶体1的一端连接有第一开关阀3。

其中，本实施方式中，第一开关阀3能够打开或关闭介质导入管4，当介质导入管4与外部冷源连通时，外部冷源输送过来冷却介质，可以通过第一开关阀3来控制冷却介质是否进入到冷却管道8中，方便冷却降温操作。尤其适用于，一开始充入氢气时，瓶体1内温度并不高，此时无需导入冷却介质进入到冷却管道8中，当充入氢气一段时间后，瓶体1内温度升高以后，再打开第一开关阀3，将冷却介质导入到冷却管道8中即可，能够节约资源，同时利于操作，不需要经常操作外部冷源。具体地，本实施方式中，第一开关阀3为球阀或蝶阀。

可选地，本公开的一种实施方式中，介质导出管6远离瓶体1的一端连接有第二开关阀5。

其中，本实施方式中，第二开关阀5能够打开或关闭介质导出管6，通过第一开关阀3和第二开关阀5能够将冷却管道8封闭，能够避免外界灰尘或渣子进入到冷却管道8中影响冷却介质流动，能够保证冷却效果。另外通过第一开关阀3和第二开关阀5也可保留一部分冷却介质在冷却管道8中，对氢瓶进行持续降温，保证氢瓶内氢气的压缩，提高氢瓶的安全性能。具体地，本实施方式中，第二开关阀5为球阀或蝶阀。需要说明的是，在使用时，将介质导入管4和介质导出管6分别与外部冷源连通后，再分别打开第一开关阀3和第二开关阀5。

可选地，本公开的一种实施方式中，介质导入管4、介质导出管6和充气管2位于瓶体1的一端的端部，充气管2位于介质导入管4和介质导出管6之间。

其中，本实施方式中，通过将介质导入管4、介质导出管6和充气管2设置在瓶体1的同一端，能够方便进行一起与外部冷源以及充气端连通，操作更加方便。通过将充气管2位于介质导入管4和介质导出管6之间，能够方便对充气管2与瓶体1连接的位置进行降温，由于充气管2与瓶体1位置的连接处为氢气直接进入到瓶体1内压缩的位置，因此此处升温较快，通过介质导入管4和介质导出管6带动冷却介质流动实现对此处快速降温。

当然，在另一些实施方式中，介质导入管4、介质导出管6和充气管2也可分别设置在氢瓶的不同位置，具体可根据实际需要进行选择。具体地，充气管2位于瓶体1的一端的端部，而介质导入管4和介质导出管6位于瓶体1的另一端或者瓶体1的侧壁上。

可选地，本公开的一种实施方式中，冷却管道8为一根圆管形管道，冷却管道8包括第一部分、第二部分和第三部分，第一部分和第三部分均沿瓶体1的长度方向设置且与瓶体1的内侧壁连接，第二部分与瓶体1远离充气管2的一端的内壁连接。

其中，本实施方式中，第一部分、第二部分和第三部分首尾相连，第一部分和第三部分分别用于对瓶体1的侧壁处换热降温，同时第一部分与介质导入管4连通，第三部分与介质导出管6连通，第二部分用于对瓶体1远离充气管2的一端的位置进行换热降温，从而实现对整个瓶体1内部的降温。

可选地，本公开的一种实施方式中，冷却管道8上形成有若干换热片9，换热片9沿冷却管道8的长度方向间隔设置。

其中，本实施方式中，换热片9用于增加换热面积，换热片9对冷却管道8进行延伸，使得热量经换热片9传递效率更高，能够快速对瓶体1内进行换热降温。需要说明的是，换热片9和冷却管道8采用导热金属制成，能够快速进行热量交换。优选地，若干换热片9等间距设置，能够均匀对瓶体1内冷却。

可选地，如图3所示，本公开的另一些实施方式中，冷却管道8为一根圆管形管道，冷却管道8包括第一部分和第二部分，第一部分呈螺旋状分布并与瓶体1的内侧壁连接，第一部分用于对瓶体1内部均匀冷却降温，第二部分为直管，且与瓶体1的内侧壁连接，第二部分用于导向冷却介质，第一部分与介质导入管4连通，第二部分与介质导出管6连通。

其中，本实施方式中，换热片9连接在第一部分上，并沿第一部分的长度方向等间距设置。

可选地，如图4所示，还公开的另一些实施方式中，冷却管道8包括多根平行设置的圆管形管道和两根连接管道。多根圆管形管道绕瓶体1的轴线环形分布在瓶体1内，两根连接管道分别与多根圆管形管道的两端连接，通过连接管道将多根圆管形管道相互连通，其中两根圆管形管道分别与介质导入管4和介质导出管6连通。

其中，本实施方式中，多根圆管形管道用于与瓶体1内部空间进行快速降温冷却。若干换热片9连接在多根圆管形管道上，且沿多根圆管形管道的长度方向均匀间隔设置。具体地，一根连接管道与瓶体1远离充气管2的一端的内壁连接，能够对多根圆管形管道更好固定。

可选地，本公开的一种实施方式中，充气管2远离瓶体1的一端连接有第三开关阀7。

其中，本实施方式中，第三开关阀7用于打开或关闭充气管2，当需要向瓶体1内充入氢气时，通过第三开关阀7打开充气管2，氢气能够经充气管2进入到瓶体1内。第三开关阀7为球阀或蝶阀。需要说明的是，当需要向瓶体1充入氢气时，将外部充气端与充气管2连接，打开外部充气端等待外部充气端充满氢气后，再打开第三开关阀7，能够避免空气进入到瓶体1内，待氢气充入完成后，关闭第三开关阀7。

本公开第二方面还提供一种储氢系统，包括如上述的储氢瓶。

本公开第三方面还提供一种汽车，包括如上述的储氢系统。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种储氢瓶，其特征在于，包括：

瓶体（1），所述瓶体（1）用于储存氢气，所述瓶体（1）上形成有与所述瓶体（1）内部连通的充气管（2）；

冷却管道（8），所述冷却管道（8）设置在所述瓶体（1）内，所述冷却管道（8）内充填有冷却介质。

2.根据权利要求1所述的储氢瓶，其特征在于，所述瓶体（1）上形成有与所述瓶体（1）内部连通的介质导入管（4）和介质导出管（6），所述冷却管道（8）的两端分别与所述介质导入管（4）和所述介质导出管（6）连接，所述介质导入管（4）用于向所述冷却管道（8）内充填所述冷却介质，所述介质导出管（6）用于将所述冷却管道（8）内的所述冷却介质导出，所述介质导入管（4）和所述介质导出管（6）远离所述瓶体（1）的一端均用于与外部冷源连通。

3.根据权利要求2所述的储氢瓶，其特征在于，所述介质导入管（4）远离所述瓶体（1）的一端连接有第一开关阀（3）。

4.根据权利要求2所述的储氢瓶，其特征在于，所述介质导出管（6）远离所述瓶体（1）的一端连接有第二开关阀（5）。

5.根据权利要求2所述的储氢瓶，其特征在于，所述介质导入管（4）、所述介质导出管（6）和所述充气管（2）位于所述瓶体（1）的一端的端部，所述充气管（2）位于所述介质导入管（4）和所述介质导出管（6）之间。

6.根据权利要求1所述的储氢瓶，其特征在于，所述冷却管道（8）包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分和所述第三部分均沿所述瓶体（1）的长度方向设置且与所述瓶体（1）的内侧壁连接，所述第二部分与所述瓶体（1）远离所述充气管（2）的一端的内壁连接。

7.根据权利要求1所述的储氢瓶，其特征在于，所述冷却管道（8）上形成有若干换热片（9），所述换热片（9）沿所述冷却管道（8）的长度方向间隔设置。

8.根据权利要求1所述的储氢瓶，其特征在于，所述充气管（2）远离所述瓶体（1）的一端连接有第三开关阀（7）。

9.一种储氢系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的储氢瓶。

10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求9所述的储氢系统。

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