CN219433058U - 一种用于35MPa氢气加注设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于35MPa氢气加注设备，包括机柜，所述机柜内集成有加注系统，所述加注系统包括依次连通的氢气瓶、储压装置、加氢机、加氢枪和氢气增压回路；所述氢气增压回路由四泵氢气增压回路和双泵氢气增压回路组成，所述双泵氢气增压回路安装于四泵氢气增压回路前端，同时与驱动空气路、氮气置换路、低压进气路、高压出气路和排放路相连；本实用新型能够大幅缩短现场加注及置换时间，提升置换效率。

Description

一种用于35MPa氢气加注设备

技术领域

本实用新型涉及一种用于35MPa氢气加注设备，尤其涉及一种用于燃料电池车辆提升加注及排放效率的35MPa氢气加注设备，属于新能源制造技术领域。

背景技术

现有的加氢设备的增压模块，多为单级系统，即多泵并列的设计方案，当气源处气体充足时，加氢效率高。但当气源处的气体压力较低时，加氢效率会大幅下降。无法得到较高的加氢效率，同时加氢速率不稳定。

现有的加氢设备内的驱动空气路是单独为加氢设备设计，包含空压机、缓存罐、冷干机、过滤器等，因加氢设备的特殊性，此类用电的设备需距离加氢设备6米以上。驱动空气路产生的空气需要经过专业设计的空气回路输送至加氢设备。经过设计后的管路，一般会有20-40米。对于加氢设备，此距离提供的空气动力源不稳定，导致设备的加氢效率低，例如4泵的加氢设备，将氢气从集装格（5-20MPA）加满至车载氢气瓶（35MPA）需要40-60分钟，极大地影响加氢效率。

目前主机厂内生产的燃料电池车首次加氢时，一般需进行多次氮气及氢气置换，需要经常使用加氢设备内的排放管路排放气体。但现有的加氢设备内的排放管路只有一个回路，每次将氮气从5MAP*200L置换至0.5MAP*200L需等待40分钟，同等规格的氢气置换需等待20分钟，导致每次车辆进行置换至少需要2小时，对厂内的正常造车节拍影响很大。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种结构合理、使用方便的用于35MPa氢气加注设备，能够大幅缩短现场加注及置换时间。

为了解决以上技术问题，本实用新型的技术方案为：一种用于35MPa氢气加注设备，其包括机柜，所述机柜内集成有加注系统，所述加注系统包括依次连通的氢气瓶、储压装置、加氢机、加氢枪和氢气增压回路；

所述氢气增压回路由四泵氢气增压回路和双泵氢气增压回路组成，所述双泵氢气增压回路安装于四泵氢气增压回路前端，同时与驱动空气路、氮气置换路、低压进气路、高压出气路和排放路相连；

所述驱动空气路的一端用于连接空气源，另一端连接四泵及双泵氢气增压回路，组成动力通路以提供动力；

所述低压进气路连接低压氢气气源，并输送至氢气增压回路后分别与高压出气回路和排放路相连通，所述氮气置换路，是用于整个系统开机和关机时吹扫整个管路系统，以保证管路内氮气保护，同时在驱动空气回路不能工作时，为氢气增压回路提供驱动空气；所述高压出气路将压缩介质输出给下游设备；所述的排放路将管道中的残余氢气和氮气排放至排放管路中；

所述氢气增压路的各管路上均安装有氢气增压泵，且原四泵增压回路中的四个增压泵并联组成，新双泵氢气增压系统中的两个增压泵并联组成。

进一步的，所述加注系统还包括控制器，各供气管路上均安装有开闭阀，所述开闭阀和所述加氢枪均与所述控制器电连接，所述控制器用于根据所述加氢枪的启停状态控制所述开闭阀打开或关闭所述供气管路。

进一步的，所述驱动空气路包括变频式螺杆空压机、驱动气体缓冲罐、冷冻式干燥机和C、T两级过滤器，所述变频式螺杆空压机通过线路连接配电柜，所述冷冻式干燥机置于变频式螺杆空压机内，所述驱动气体缓冲罐与变频式螺杆空压机之间以及驱动气体缓冲罐与C、T两级过滤器之间均通过管路连接。

进一步的，所述增压系统包括通过管路串联连接的气动式低压空气增压机和气动式高压增压机，气动式低压空气增压机和气动式高压增压机均与控制柜系统电连接。

进一步的，与所述第一排放路并联有第二排放路，二者组成两套排放回路。不仅可以提高现有设备的排放效率，还可以用于两台车辆的气体同时排放，节省成本。

进一步的，第二排放回路与原有的排放回路通过三通阀门连接至一起，各排放回路上均配置有泄压阀和单向阀，以防止排放气体压力过高进行设备保护，单向阀是防止排放的气体进行回流，双排放泄压回路，可直接将设备置换的效率提高50%。

进一步的，所述机柜侧面配置气源输入接口、输出接口、泄压接口，正面配有便于操作的安装面板。

进一步的，各设备之间机械部分采用硬管进行连接，空气驱动单元采用承压1.5MPa铝管连接至氢气加压机的驱动接口，氢气增压系统前端配置100L储气罐，作为设备缓冲使用，氢气、氮气输送管路到加氢机采用硬管连接，通过地沟敷设。

相对现有结构，本实用新型具有以下有益效果：本产品属于从实际应用情况出发而设计的创新产品，将加氢系统的增压泵系统升级至2泵（并列）+4泵（并列）加氢系统。现有的加氢设备系统多采用单级并列的设计方案，当气源处的气体压力降低时，整体的加氢效率就会快速降低。新增一套双泵系统，在气源处的气体压力低于10MPA时，其将启动维持加氢效率。同时在设备处新增气体缓冲罐，可保证稳定的气源，保证氢气加注的稳定性。另现有的加氢设备均只有1路排放回路，而主机厂的燃料电池车辆首次加氢时，需要进行多次氮气及氢气置换，现在的实际状况就是一直等待。从1路回路设计至2路，可2辆车同时进行置换，直接提升置换效率。

附图说明

图1 是本实用新型的系统原理图。

实施方式

下面结合附图进一步阐明本实用新型。

本实施例提供了一种用于35MPa氢气加注设备，增加一套双泵氢气增压系统及其附属配套设备，整体构成加氢效率提升设备。同时气体排放管路新增一套，形成两套排放管路。

双泵氢气增压系统的核心设备为气动气体增压泵，双泵配置，该增压泵以常规的低压压缩空气作为驱动气，瓶装氢气(氮气)作为增压介质气，经过增压泵，额定输出压力为18MPa。基于未来设备扩容的需求，本系统除了容纳本次设备的双泵及相关阀门组件外，另可容量2台备用泵、70Mpa加氢枪的安装空间及相关接口等，为后期扩容预留相关位置。系统集成在一个紧凑式封闭机柜中，机柜侧面配置气源输入接口、输出接口、泄压接口，正面配有便于操作的安装面板，方便观测和操作。系统内采用双卡套或者高压锥面螺纹密封形式，可靠性高，所有部件便于连接、操作和维护。

空气驱动系统主要为氢气加压机内的气动增压泵提供动力源，驱使气动增压泵正常工作。驱动设备为变频式螺杆空压机，结构紧凑，安装方便。下游配置200L立式空气缓冲罐、冷冻式干燥机以及C、T两级空气过滤器，保证供气稳定及空气品质，满足气动增压泵的驱动气需求，撬装配置。本次提供空气驱动系统与现场驱动空气单元配合使用，满足35Mpa加氢系统和未来的70Mpa加氢系统的需求。

各设备之间机械部分采用硬管进行连接，空气驱动单元采用承压1.5MPa铝管（DN40）连接至氢气加压机的驱动接口，氢气增压系统前端配置100L储气罐，作为设备缓冲使用，氢气、氮气输送管路到加氢机采用硬管连接，地沟敷设。各设备之间电缆部分采用穿管铺设，如现场有地沟沿用地沟，如无可就近沿墙铺设。

同时新增一路排放管路，与原有的排放管路组成两套排放回路，可同时进行2台车辆的气体排放。

本实用新型的效率提升装置在原加氢设备系统上进行更改，缩短了研发周期，装置稳定性好，操作简单，大大缩短了现场工人的加注置换时间。

本实用新型的便携装置解决了本公司EV68/FV76等车辆首次加氢置换时间长及氢气加注效率低的问题，也可供后续开发的氢燃料电池车FCV90使用。并且其他车企生产的燃料电池汽车，必定也存在同样的问题干扰。本实用新型的效率提升装置可直接应用，置换装置只要将对应的与车身排放接口部分进行相接口进行简单更改，就可以使用本。本实用新型的装置通过新增气体缓冲罐及排放管路，实现氢气加注设备的加注效率提升及置换效率提升，进而完成燃料电池车辆的首次加氢操作。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于35MPa氢气加注设备，其特征在于：包括机柜，所述机柜内集成有加注系统，所述加注系统包括依次连通的氢气瓶、储压装置、加氢机、加氢枪和氢气增压回路；

所述氢气增压回路由四泵氢气增压回路和双泵氢气增压回路组成，所述双泵氢气增压回路安装于四泵氢气增压回路前端，同时与驱动空气路、氮气置换路、低压进气路、高压出气路和排放路相连；

所述驱动空气路的一端用于连接空气源，另一端连接四泵氢气增压回路及双泵氢气增压回路，组成动力通路以提供动力；

所述低压进气路连接低压氢气气源，并输送至氢气增压回路后分别与高压出气回路和排放路相连通，通过高压出气路将压缩介质输出至下游设备，通过排放路排放出残余氢气和氮气；

所述氢气增压路的各管路上均安装有氢气增压泵，且原四泵增压回路中的四个增压泵并联组成，新双泵氢气增压系统中的两个增压泵并联组成。

2.根据权利要求1所述的用于35MPa氢气加注设备，其特征在于：所述加注系统还包括控制器，各供气管路上均安装有开闭阀，所述开闭阀和所述加氢枪均与所述控制器电连接，所述控制器用于根据所述加氢枪的启停状态控制所述开闭阀打开或关闭所述供气管路。

3.根据权利要求1所述的用于35MPa氢气加注设备，其特征在于：所述驱动空气路包括变频式螺杆空压机、驱动气体缓冲罐、冷冻式干燥机和C、T两级过滤器，所述变频式螺杆空压机通过线路连接配电柜，所述冷冻式干燥机置于变频式螺杆空压机内，所述驱动气体缓冲罐与变频式螺杆空压机之间以及驱动气体缓冲罐与C、T两级过滤器之间均通过管路连接。

4.根据权利要求1所述的用于35MPa氢气加注设备，其特征在于：所述增压系统包括通过管路串联连接的气动式低压空气增压机和气动式高压增压机，气动式低压空气增压机和气动式高压增压机均与控制柜系统电连接。

5.根据权利要求1所述的用于35MPa氢气加注设备，其特征在于：与所述排放路并联有第二排放路，二者组成两套排放回路。

6.根据权利要求5所述的用于35MPa氢气加注设备，其特征在于：第二排放回路与原有的排放回路通过三通阀门连接至一起，各排放回路上均配置有泄压阀和单向阀，以防止排放气体压力过高进行设备保护，单向阀是防止排放的气体进行回流，双排放泄压回路，可直接将设备置换的效率提高50%。

7.根据权利要求1所述的用于35MPa氢气加注设备，其特征在于：所述机柜侧面配置气源输入接口、输出接口、泄压接口，正面配有便于操作的安装面板。

8.根据权利要求1所述的用于35MPa氢气加注设备，其特征在于：各设备之间机械部分采用硬管进行连接，空气驱动单元采用承压1.5MPa铝管连接至氢气加压机的驱动接口，氢气增压系统前端配置100L储气罐，作为设备缓冲使用，氢气、氮气输送管路到加氢机采用硬管连接，通过地沟敷设。