CN220041931U - 一种氢燃料电池储氢罐温度控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种氢燃料电池储氢罐温度控制系统，包括：氢燃料电池冷却系统、储氢罐、循环泵、风扇、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第一温度传感器、第一压力传感器、第二温度传感器及第二压力传感器，储氢罐的外壁缠绕有缠绕管，氢燃料电池冷却系统的冷却水出口、第一阀门、循环泵、第一温度传感器、第一压力传感器、缠绕管进口、缠绕管出口、第二温度传感器、第二压力传感器、第二阀门及氢燃料电池冷却系统的冷却水进口形成储氢罐加热回路，所述风扇出口、第三阀门、循环泵、第一温度传感器、第一压力传感器、缠绕管进口、缠绕管出口、第二温度传感器、第二压力传感器、第四阀门及风扇进口形成储氢罐冷却回路，从而节约了能耗。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及氢燃料电池领域，尤其涉及一种氢燃料电池储氢罐温度控制系统。
【背景技术】
高压气态储氢是目前广泛应用的储氢方式，该技术主要通过高压储气罐来实现氢气的储存和释放。现阶段，对35MPaIII型车载储氢罐国内技术较为成熟，其质量储氢密度大约为4.0～5.7％。尽管这种储氢方式比较稳妥，但是对于更高的车载储氢要求如储氢量而言，其储氢效率相对较低，应用瓶颈较为明显。为了提高储氢效率，请参阅中国专利第202110294850.7号，其公开了一种内安装加热管的金属储氢瓶及供氢气装置。该装置通过在金属储氢瓶底部设置伸向金属储氢腔体内部的电加热管对金属储氢瓶壁和瓶内储氢材料进行加热，实现快速加热氢气。该种结构的缺陷在于：由于大功率精准温控加热管增加了储氢系统结构的复杂性跟额外功耗，因此限制了该装置在生产实际中的使用。
因此，有必要提供一种解决上述技术问题的氢燃料电池储氢罐温度控制系统。
【实用新型内容】
为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种功耗小、能源利用率高的氢燃料电池储氢罐温度控制系统。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种氢燃料电池储氢罐温度控制系统，包括：氢燃料电池冷却系统、储氢罐、循环泵、风扇、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第一温度传感器、第一压力传感器、第二温度传感器及第二压力传感器，所述储氢罐的外壁缠绕有缠绕管，所述氢燃料电池冷却系统的冷却水出口、第一阀门、循环泵、第一温度传感器、第一压力传感器、缠绕管进口、缠绕管出口、第二温度传感器、第二压力传感器、第二阀门及氢燃料电池冷却系统的冷却水进口形成储氢罐加热回路，所述风扇出口、第三阀门、循环泵、第一温度传感器、第一压力传感器、缠绕管进口、缠绕管出口、第二温度传感器、第二压力传感器、第四阀门及风扇进口形成储氢罐冷却回路。
优选地，本实用新型中的一种氢燃料电池储氢罐温度控制系统进一步设置为：所述第一温度传感器及第一压力传感器设置于缠绕管的进口端。
优选地，本实用新型中的一种氢燃料电池储氢罐温度控制系统进一步设置为：所述第二温度传感器及第二压力传感器设置于缠绕管的出口端。
优选地，本实用新型中的一种氢燃料电池储氢罐温度控制系统进一步设置为：所述循环泵、风扇、第一温度传感器、第一压力传感器、第二温度传感器及第二压力传感器均与控制器相连。
优选地，本实用新型中的一种氢燃料电池储氢罐温度控制系统进一步设置为：所述循环泵为高压水泵。
优选地，本实用新型中的一种氢燃料电池储氢罐温度控制系统进一步设置为：所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门为手动调节阀。
优选地，本实用新型中的一种氢燃料电池储氢罐温度控制系统进一步设置为：所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门为电磁阀。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：通过本实用新型中的储氢罐温度控制系统可在加氢过程中对氢燃料电池冷却系统的冷却水余热进行充分利用，不需要额外提供热源，从而节约了能耗，提高了整个系统的能源利用率；放氢过程中氢燃料电池冷却系统的冷却水作为热传递介质，储氢罐加氢过程产生的热量由风扇散至空气中，储氢罐内气体温度保持恒定，从而提高了储氢罐的储氢量，提升了储氢罐的氢气利用率；另外本实用新型中的储氢罐温度控制系统通过设置第一阀门、第二阀门、第三阀门及第四阀门，从而可使系统在储氢罐加热回路及储氢罐冷却回路两者中进行切换，方便高效。
【附图说明】
图1为本实用新型中氢燃料电池储氢罐温度控制系统的结构示意图。
图1中：1、氢燃料电池冷却系统，2、储氢罐，3、循环泵，4、风扇，5、第一阀门，6、第二阀门，7、第三阀门，8、第四阀门，9、第一温度传感器，10、第一压力传感器，11、第二温度传感器，12、第二压力传感器，13、缠绕管。
【具体实施方式】
下面通过具体实施例对本实用新型所述的一种氢燃料电池储氢罐温度控制系统作进一步的详细描述。
参图1所示，一种氢燃料电池储氢罐温度控制系统，包括：氢燃料电池冷却系统1、储氢罐2、循环泵3、风扇4、第一阀门5、第二阀门6、第三阀门7、第四阀门8、第一温度传感器9、第一压力传感器10、第二温度传感器11及第二压力传感器12，在本实施方式中，所述循环泵3为高压水泵，高压水泵用于克服储氢罐2加热和冷却水路流动沿程阻力，所述储氢罐2的外壁缠绕有缠绕管13，所述循环泵3、风扇4、第一温度传感器9、第一压力传感器10、第二温度传感器11及第二压力传感器12均与控制器相连，所述第一温度传感器9及第一压力传感器10设置于缠绕管13的进口端，所述第二温度传感器11及第二压力传感器12设置于缠绕管13的出口端。所述氢燃料电池冷却系统1的冷却水出口、第一阀门5、循环泵3、第一温度传感器9、第一压力传感器10、缠绕管13进口、缠绕管13出口、第二温度传感器11、第二压力传感器12、第二阀门6及氢燃料电池冷却系统1的冷却水进口形成储氢罐加热回路，所述风扇4出口、第三阀门7、循环泵3、第一温度传感器9、第一压力传感器10、缠绕管13进口、缠绕管13出口、第二温度传感器11、第二压力传感器12、第四阀门8及风扇4进口形成储氢罐冷却回路。在本实施方式中，所述第一阀门5、第二阀门6、第三阀门7、第四阀门8为手动调节阀，当然在其他的实施方式中，所述第一阀门5、第二阀门6、第三阀门7、第四阀门8也可为电磁阀。
本实用新型中氢燃料电池储氢罐温度控制系统的工作原理为：在加氢过程中通过闭合第一阀门5、第二阀门6，断开第三阀门7、第四阀门8可使系统进入储氢罐加热回路，氢燃料电池冷却系统1中的冷却水温度较高(大约80℃左右)，将其通入储氢罐2外壁处的缠绕管13内可利用其热量对储氢罐2内的氢气进行加热，在放氢过程中通过断开第一阀门5、第二阀门6，闭合第三阀门7及第四阀门8可使系统进入储氢罐冷却回路，氢燃料电池冷却系统1的冷却液作为热传递介质，储氢罐2加氢过程产生的热量由风扇4散至空气中，从而使得储氢罐2内氢气温度保持恒定。第一压力传感器10用于监测缠绕管13进口处冷却液的压力值，第二压力传感器12用于监测缠绕管13出口处冷却液的压力值，通过两者的压力值可测得冷却液的流阻，通过冷却液的流阻来反馈信号对循环泵3进行转速调节，第一温度传感器9用于监测缠绕管13进口处冷却液的温度，第二温度传感器11用于监测缠绕管13出口处冷却液的温度，通过两者的温度值我们可测得系统的传热速率，加热过程中根据传热速率来反馈信号给水泵，通过改变水泵的转速来改变冷却液的流量进而实现改变传热速率的目的(例如：加热时当检测到缠绕管13出口处的冷却液温度与缠绕管13进口处的冷却液温度差别较大时，说明此时对储氢罐2的加热效果较差，储氢罐2的温度还是偏低，这时候可以通过增加循环泵3的转速来提升储氢罐2的温度)，冷却过程中根据传热速率来反馈信号给循环泵3跟风扇4，通过改变循环泵3跟风扇4的转速来调节传热速率(例如：冷却时当检测到缠绕管13出口处的冷却液温度与缠绕管13进口处的冷却液温度差别较小时，说明冷却效果不佳，这个时候可以通过加大风扇4的转速或循环泵3的转速，来排出更多的热量)。
综上所述，通过本实用新型中的储氢罐温度控制系统可在加氢过程中对氢燃料电池冷却系统1的冷却水余热进行充分利用，不需要额外提供热源，从而节约了能耗，提高了整个系统的能源利用率；放氢过程中氢燃料电池冷却系统1的冷却水作为热传递介质，储氢罐2加氢过程产生的热量由风扇4散至空气中，储氢罐2内气体温度保持恒定，从而提高了储氢罐2的储氢量，提升了储氢罐2的氢气利用率；另外本实用新型中的储氢罐2温度控制系统通过设置第一阀门5、第二阀门6、第三阀门7及第四阀门8，从而可使系统在储氢罐加热回路及储氢罐冷却回路两者中进行切换，方便高效。
上述的实施例仅例示性说明本实用新型创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本实用新型；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种氢燃料电池储氢罐温度控制系统，其特征在于：包括：氢燃料电池冷却系统、储氢罐、循环泵、风扇、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第一温度传感器、第一压力传感器、第二温度传感器及第二压力传感器，所述储氢罐的外壁缠绕有缠绕管，所述氢燃料电池冷却系统的冷却水出口、第一阀门、循环泵、第一温度传感器、第一压力传感器、缠绕管进口、缠绕管出口、第二温度传感器、第二压力传感器、第二阀门及氢燃料电池冷却系统的冷却水进口形成储氢罐加热回路，所述风扇出口、第三阀门、循环泵、第一温度传感器、第一压力传感器、缠绕管进口、缠绕管出口、第二温度传感器、第二压力传感器、第四阀门及风扇进口形成储氢罐冷却回路。
2.如权利要求1所述的一种氢燃料电池储氢罐温度控制系统，其特征在于：所述第一温度传感器及第一压力传感器设置于缠绕管的进口端。
3.如权利要求1所述的一种氢燃料电池储氢罐温度控制系统，其特征在于：所述第二温度传感器及第二压力传感器设置于缠绕管的出口端。
4.如权利要求1所述的一种氢燃料电池储氢罐温度控制系统，其特征在于：所述循环泵、风扇、第一温度传感器、第一压力传感器、第二温度传感器及第二压力传感器均与控制器相连。
5.如权利要求1所述的一种氢燃料电池储氢罐温度控制系统，其特征在于：所述循环泵为高压水泵。
6.如权利要求1所述的一种氢燃料电池储氢罐温度控制系统，其特征在于：所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门为手动调节阀。
7.如权利要求1所述的一种氢燃料电池储氢罐温度控制系统，其特征在于：所述第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门为电磁阀。
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