CN219120326U - 一种70MPa的车载供氢系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种70MPa的车载供氢系统，包括加注模块、储氢模块和供氢模块；所述储氢模块包括若干个气瓶组节点，每个气瓶组节点包括至少一个气瓶，所述气瓶上安装有高压传感器；所述气瓶的瓶口阀门为三通阀，所述三通阀的第一开口通过第一高压管路连接所述加注模块形成充装回路，所述三通阀的第二开口通过第二高压管路连接所述供氢模块形成输出回路，所述三通阀的第三个开口连接PRD管路；所述第一高压管路和所述第二高压管路上分别安装有单向阀。该供氢系统能够有效解决车载供氢系统的气瓶阀门开启效率低下导致氢气利用率低的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及车载供氢系统技术领域，尤其涉及一种70MPa的车载供氢系统。
背景技术
车载供氢系统是为燃料发动机电池及整车运行提供氢源的主要基础设施。氢气作为燃料电池的主要能源，在车载供氢系统中以气态的形式被压缩在气瓶中。目前共有两种气瓶的储氢方式：一种是以铝合金作为气瓶内胆材料，外部缠绕碳纤维后涂抹树脂的气瓶，压力为35MPa，该气瓶作为当前主要车载供氢气瓶；另一种是以相同材料，压力为70MPa，该气瓶作为新型气瓶推广，逐渐替代压力为35MPa的气瓶。
由于在相同容积下，可以储存更多的气体，故70MPa气瓶更受市场欢迎。在使用过程中，70MPa的气瓶由于压力较高，出于安全角度的考虑，不同的车型所选用的阀门也有所不同。目前常用的有A和B两种气瓶阀门：A阀门是气瓶压力与管路压力成正比，管路中有压力，瓶阀阀门就可以开启；B阀门是气瓶压力与管路压力成反比，管路中有压力，气瓶阀门开启率下降5％左右，气瓶数量越多，阀门开启率下降越多，甚至会出现不开启现象。
车载供氢系统采用B阀门的供氢系统由于瓶阀在开启时管路中会有一定的压力(单瓶组氢系统不会出现瓶阀不开启现象)，但随着气瓶数量的增多，由于气瓶阀门与氢系统管路中的压力成反比，就会导致气瓶阀门开启率下降或个别气瓶阀门不开启的现象，并且气瓶数量越多，气瓶阀门无法正常开启的概率越大，在整个氢系统中，无法正确识别阀门开启或者不开启的现象，极大可能会导致管路中的气体无法达到燃料电池的发动机的正常需求，造成发动机停机甚至损坏，故采用B阀门的车载供氢系统一直未能找出有效的解决办法。
实用新型内容
为解决现有技术的不足，本实用新型提出一种70MPa的车载供氢系统，拟解决车载供氢系统的气瓶阀门开启效率低下导致氢气利用率低的问题。
为实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案包括：
一种70MPa的车载供氢系统，包括加注模块、储氢模块和供氢模块，所述加注模块与所述储氢模块之间为第一高压管路，所述储氢模块与所述供氢模块进口之间为第二高压管路，所述供氢模块出口与燃料电池之间为低压管路；所述第一高压管路与所述第二高压管路上分别安装有单向阀；
所述储氢模块包括若干个气瓶组节点，每个气瓶组节点包括至少一个气瓶，所述气瓶上安装有高压传感器；
所述气瓶的瓶口阀门为三通阀，所述三通阀的第一开口通过所述第一高压管路连接所述加注模块形成充装回路，所述三通阀的第二开口通过所述第二高压管路连接所述供氢模块形成输出回路，所述三通阀的第三个开口连接PRD管路。
进一步地，所述加注模块通过所述第一高压管路连接各个气瓶组节点，所述第一高压管路包括各个气瓶组节点的进气管路，所述供氢模块通过所述第二高压管路连接各个气瓶组节点，所述第二高压管路包括各个气瓶组节点的出气管路，所述各个气瓶组节点的进气管路上和出气管路上分别安装有单向阀。
进一步地，所述加注模块包括加氢口、过滤器和单向阀；所述供氢模块包括减压阀、针阀、球阀和低压传感器。
进一步地，根据氢系统的需要设置气瓶的数量，当气瓶数量为双数时，所述各个气瓶组节点均设置为两个气瓶；当气瓶数量为单数时，所述各个气瓶组节点设置为两个气瓶，剩下的一个气瓶单独设置为一个气瓶组节点。
进一步地，所述三通阀为电磁阀。
进一步地，所述气瓶通过可拆卸装置固定在车内的框架鞍座上，所述气瓶的安装位置根据所述第一高压管路和所述第二高压管路的布置位置进行确定。
进一步地，通过设定最低压力值对所述各个气瓶组节点进行排查，当所述气瓶组节点低于设定的最低压力值时终止自检程序。
本实用新型的有益效果为：
采用本实用新型所述70MPa的车载供氢系统，包括加注模块、储氢模块和供氢模块，所述加注模块与所述储氢模块之间为第一高压管路，所述储氢模块与所述供氢模块进口之间为第二高压管路，所述供氢模块出口与燃料电池之间为低压管路；所述第一高压管路与所述第二高压管路上分别安装有单向阀；所述储氢模块包括若干个气瓶组节点，每个气瓶组节点包括至少一个气瓶，所述气瓶上安装有高压传感器；所述气瓶的瓶口阀门为三通阀，所述三通阀的第一开口通过所述第一高压管路连接所述加注模块形成充装回路，所述三通阀的第二开口通过所述第二高压管路连接所述供氢模块形成输出回路，所述三通阀的第三个开口连接PRD管路。这样设计充装回路与输出回路互不干涉，充装时设定程序依次对每个气瓶组节点进行充装；输出时设定程序依次对每个气瓶组节点进行输出，不会出现供氢系统阀门无法开启或者开启率低下的问题，实现气瓶阀门100％的开启率，提高氢气瓶的利用率。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的70MPa的车载供氢系统原理示意图。
具体实施方式
为了更清楚的理解本实用新型的内容，将结合附图和实施例详细说明。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型创造的限制。
术语“安装”、“相连”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型创造中的具体含义。
如图1所示的70MPa的车载供氢系统原理示意图，所述供氢系统包括加注模块、储氢模块和供氢模块，所述加注模块与所述储氢模块之间为第一高压管路，所述储氢模块与所述供氢模块进口之间为第二高压管路，所述供氢模块出口与燃料电池之间为低压管路；
所述加注模块包括加氢口、过滤器和单向阀；所述供氢模块包括减压阀、针阀、球阀和低压传感器；本实施例根据氢系统的实际需要设置8个气瓶，即N为双数，每两个气瓶组成一个气瓶组节点，一共组成四个气瓶组节点；当N为单数时，每两个气瓶组成一个气瓶组节点，剩下的最后一个气瓶单独设置为一个气瓶组节点，每个气瓶上安装有高压传感器；
所述气瓶的瓶口阀门为三通阀，所述三通阀的第一开口通过所述第一高压管路连接所述加注模块形成充装回路，所述三通阀的第二开口通过所述第二高压管路连接所述供氢模块形成输出回路，所述三通阀的第三个开口连接PRD管路；所述三通阀优选为电磁阀。
本实施例优选的，所述加注模块通过所述第一高压管路连接各个气瓶组节点，所述第一高压管路包括各个气瓶组节点的进气管路，所述供氢模块通过所述第二高压管路连接各个气瓶组节点，所述第二高压管路包括各个气瓶组节点的出气管路，所述各个气瓶组节点的进气管路上安装有①号单向阀，①号单向阀方向为只能向储氢模块充装氢气，不能反向流动；所述各个气瓶组节点的出气管路上安装有②号单向阀，②号单向阀方向为只能向供氢模块输出氢气，反向不能输出。所有的①号单向阀利用三通阀、第一高压管路以及充装模块连接起来形成一个充装回路；所有②号单向阀也利用三通阀、第二高压管路以及供氢模块连接起来形成输出回路；这样设计充装回路与输出回路互不干涉，充装时每两个气瓶组成一个气瓶组节点，设定程序依次对每个气瓶组节点进行充装；输出时每两个气瓶组成一个气瓶组节点，设定程序依次对每个气瓶组节点进行输出，不会出现供氢系统阀门无法开启或者开启率低下的问题；其次，通过单向阀划分气瓶组节点后，各个气瓶组节点之间互不干涉，气瓶在输出氢气时不会出现气瓶阀门不能同时开启而导致压力值高的气瓶向压力值低的气瓶充装气体，导致阀门损坏，出现漏气等现象；最后，每两个气瓶共用一套①号单向阀和②号单向阀，很大程度上能够有效节约成本。
本实施例优选的，根据不同的车型，选用不同的车载供氢系统，根据供氢系统选用气瓶，设定控制器瓶阀开启程序并编写循环排查程序，通过设定最低压力值对所述各个气瓶组节点进行排查，当系统按照既定程序运行至每个气瓶组节点时，排查程序会自动依次检查每个气瓶组节点的压力值，当气瓶组节点高于设定的最低压力值时，则继续开启三通阀门输出气体，当气瓶组节点低于设定的最低压力值时终止自检程序，这样就可以检测出气瓶中是否还有气体可以使用，增加供氢系统中气体的使用率。
上述供氢系统的排查程序设定为依次对每个气瓶组节点进行排查，程序设计更加细化，可以更好的控制每一个气瓶的开启，可以直观的看出哪个气瓶组节点出现问题并进行处理；本实施例利用较低的成本解决了现有的70MPa车载供氢系统中由于管路与气瓶阀门的压力差造成的阀门开启效率低、氢气利用率低的问题。
本实施例优选的，所述气瓶通过可拆卸装置固定在车内的框架鞍座上，所述气瓶的安装位置根据所述第一高压管路和所述第二高压管路的布置位置进行确定。
以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换等都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种70MPa的车载供氢系统，其特征在于，包括加注模块、储氢模块和供氢模块，所述加注模块与所述储氢模块之间为第一高压管路，所述储氢模块与所述供氢模块进口之间为第二高压管路，所述供氢模块出口与燃料电池之间为低压管路；所述第一高压管路与所述第二高压管路上分别安装有单向阀；
所述储氢模块包括若干个气瓶组节点，每个气瓶组节点包括至少一个气瓶，所述气瓶上安装有高压传感器；
所述气瓶的瓶口阀门为三通阀，所述三通阀的第一开口通过所述第一高压管路连接所述加注模块形成充装回路，所述三通阀的第二开口通过所述第二高压管路连接所述供氢模块形成输出回路，所述三通阀的第三个开口连接PRD管路。
2.如权利要求1所述的车载供氢系统，其特征在于，所述加注模块通过所述第一高压管路连接各个气瓶组节点，所述第一高压管路包括各个气瓶组节点的进气管路，所述供氢模块通过所述第二高压管路连接各个气瓶组节点，所述第二高压管路包括各个气瓶组节点的出气管路，所述各个气瓶组节点的进气管路上和出气管路上分别安装有单向阀。
3.如权利要求1所述的车载供氢系统，其特征在于，所述加注模块包括加氢口、过滤器和单向阀；所述供氢模块包括减压阀、针阀、球阀和低压传感器。
4.如权利要求1至3任一项所述的车载供氢系统，其特征在于，当气瓶数量为双数时，所述各个气瓶组节点均设置为两个气瓶；当气瓶数量为单数时，所述各个气瓶组节点设置为两个气瓶，剩下的一个气瓶单独设置为一个气瓶组节点。
5.如权利要求1所述的车载供氢系统，其特征在于，所述三通阀为电磁阀。
6.如权利要求1所述的车载供氢系统，其特征在于，所述气瓶通过可拆卸装置固定在车内的框架鞍座上。
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| CN202320113489.8U CN219120326U (zh) | 2023-01-16 | 2023-01-16 | 一种70MPa的车载供氢系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117722591A (zh) * | 2023-12-18 | 2024-03-19 | 中汽研新能源汽车检验中心(天津)有限公司 | 一种针对燃料电池车载氢系统的多枪氢气加注装置和方法 |
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2023
- 2023-01-16 CN CN202320113489.8U patent/CN219120326U/zh active Active
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