CN220923806U - 一种车载氢系统及燃料电池车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车载氢系统及燃料电池车辆，其中氢系统包括控制单元、内置氢存储装置和供氢管路，内置氢存储装置包括内置氢瓶、内置瓶口阀组及第一管路，第一管路与供氢管路连通，系统还包括外置氢存储装置，外置氢存储装置包括外置氢瓶、外置瓶口阀组及第二管路；第二管路与供氢管路连通，第二管路上设置有阀门；内置瓶口阀组和外置瓶口阀组分别与控制单元可拆卸电连接。因此，设有本车载氢系统的燃料电池车辆上，同时具有内置氢存储装置和外置氢存储装置，增加了储氢量，增加了行驶里程，在内置氢存储装置出现故障无法供氢时，外置氢存储装置可为燃料电池供氢，使车辆能够行驶到维修地，提升了驾驶体验。

Description

一种车载氢系统及燃料电池车辆

技术领域

本实用新型涉及车载氢系统技术领域，尤其涉及一种车载氢系统及燃料电池车辆。

背景技术

燃料电池具有高效率，零排放或接近零排放等优点，因此从节约能源及保护环境的角度看，是未来及具发展前途的交通出行解决方案。但是，目前加氢站等配套设施建设不到位，使得燃料电池车辆难以长距离行驶；同时，一旦车载氢系统出现故障无法供氢，燃料电池也将无法启动。

针对上述技术问题，本领域技术人员急需设计一种具有外置氢存储装置的车载氢系统，以增加储氢量。

实用新型内容

针对上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种车载氢系统及燃料电池车辆，同时具有内置氢存储装置和外置氢存储装置，增加了储氢量，增加了行驶里程；在内置氢存储装置出现故障无法供氢时，外置氢存储装置可以代替供氢，使车辆能够行驶到维修区域。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种车载氢系统，包括控制单元、内置氢存储装置和供氢管路，所述内置氢存储装置包括内置氢瓶、设在所述内置氢瓶上的内置瓶口阀组、及与所述内置氢瓶连通的第一管路，所述第一管路与所述供氢管路连通，所述系统还包括外置氢存储装置，所述外置氢存储装置包括外置氢瓶、设在所述外置氢瓶上的外置瓶口阀组、及与所述外置氢瓶连通的第二管路；所述第二管路与所述供氢管路连通，所述第二管路上设置有阀门；所述内置瓶口阀组和所述外置瓶口阀组分别与所述控制单元可拆卸电连接。

优选方式为，所述第二管路与所述供氢管路连接的连接端内设置有管塞。

优选方式为，所述第二管路上设置有放空针阀和针阀放散口。

优选方式为，所述内置氢瓶和所述外置氢瓶上还设置有瓶尾阀和压力驱动安全泄压装置。

优选方式为，所述内置瓶口阀组和所述外置瓶口阀组上设置有温度驱动安全泄压装置。

优选方式为，所述系统还包括加氢口，所述加氢口分别与所述第一管路和所述第二管路连接；和/或，所述加氢口通过加氢管路与所述第一管路和所述第二管路连接，所述加氢管路上设置有过滤器和单向阀。

优选方式为，所述第一管路、所述第二管路和所述供氢管路通过三通连接。

一种燃料电池车辆，包括上述的车载氢系统。

优选方式为，所述车辆包括行李架，所述外置氢存储装置的所述外置氢瓶可拆卸设在所述行李架上。

优选方式为，所述车辆包括行李架，所述行李架上分别设置有行李箱和所述外置氢瓶，所述外置氢瓶与所述行李架可拆卸连接。

采用上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

由于本实用新型的车载氢系统及燃料电池车辆，其中氢系统包括控制单元、内置氢存储装置和供氢管路，内置氢存储装置包括内置氢瓶、设在内置氢瓶上的内置瓶口阀组、及与内置氢瓶连通的第一管路，第一管路与供氢管路连通，系统还包括外置氢存储装置，外置氢存储装置包括外置氢瓶、设在外置氢瓶上的外置瓶口阀组、及与外置氢瓶连通的第二管路；第二管路与供氢管路连通，第二管路上设置有阀门；内置瓶口阀组和外置瓶口阀组分别与控制单元可拆卸电连接。因此，设有本车载氢系统的燃料电池车辆上，同时具有内置氢存储装置和外置氢存储装置，增加了储氢量，增加了行驶里程，在内置氢存储装置出现故障无法供氢时，外置氢存储装置可为燃料电池供氢，使车辆能够行驶到维修地，提升了驾驶体验。

由于第二管路与供氢管路连接的连接端内设置有管塞，在不使用外置氢存储装置时，第二管路内不会进入异物。

由于第二管路上设置有放空针阀和针阀放散口，在拆卸外置氢瓶时，可方便地给第二管路排气。

由于第一管路、第二管路和供氢管路通过三通连接，采用简单的结构件，接入外置氢存储装置。

综上所述，本实用新型的车载氢系统及燃料电池车辆，解决了现有技术中氢储量少不能满足长距离驾驶需求，以及一旦车载氢系统出现故障，无法供气时，燃料电池将无法启动的技术问题；本实用新型增设了外置氢存储装置，并将外置氢瓶等可拆卸安装在行李架上，既增加了氢储量和行驶里程，又在内置氢存储装置出现故障时，及时地投入使用，满足了使用需求，且结构简单，成本低，易实现。

附图说明

图1是本实用新型中燃料电池车辆的结构示意图；

图2是本实用新型中外置氢存储装置与行李箱兼容时的结构示意图；

图3是本实用新型中车载氢系统的原理框图；

图中：1-燃料电池车辆，10-行李架，2-外置氢存储装置，20-外置氢瓶，22-外置瓶口阀组，23-阀门，3-内置氢存储装置，30-内置氢瓶，32-内置瓶口阀组，33-第一管路，21-第二管路，4-燃料电池，5-加氢口，6-行李箱，7-瓶尾阀，8-PRD放散口，9-TPRD放散口，100-放空针阀，101-针阀放散口，102-过滤器，103-单向阀，104-金属软管，105-开关电磁阀，106-高压压力传感器，107-中压压力传感器，108-供氢管路。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，且不用于限定本实用新型。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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的限制。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一：

如图1、图2和图3所示，一种车载氢系统，包括控制单元、内置氢存储装置3、外置氢存储装置2和供氢管路108，控制单元可为但不限于STE32系列单片机或PLC，其中内置氢存储装置3可为现有燃料电池车辆1上的氢存储装置。

如图3所示，内置氢存储装置3包括内置氢瓶30、设在内置氢瓶30上的内置瓶口阀组32、及与内置氢瓶30连通的第一管路33，第一管路33与供氢管路108连通，且第一管路33和内置氢瓶30之间设置有过滤器102。

本实施例中内置氢瓶30上还设置有瓶尾阀7，瓶尾阀7上设置有压力驱动安全泄压装置(PRD)，压力驱动安全泄压装置包括PRD放散口8；同时，内置瓶口阀组32上设置有温度驱动安全泄压装置(TPRD)，温度驱动安全泄压装置包括TPRD放散口9。其中，内置瓶口阀组32、压力驱动安全泄压装置和温度驱动安全泄压装置分别与控制单元可拆卸电连接；具体地，通过插接件实现可拆卸电连接。

如图3所示，外置氢存储装置2包括外置氢瓶20、设在外置氢瓶20上的外置瓶口阀组22、及与外置氢瓶20连通的第二管路21；第二管路21与供氢管路108连通，第二管路21上设置有阀门23，本实施例中阀门23为手动阀门，当然，阀门也可为电动阀门。

本实施例中外置氢瓶20上还设置有瓶尾阀7，瓶尾阀7上设置有压力驱动安全泄压装置(PRD)，压力驱动安全泄压装置包括PRD放散口8；同时，外置瓶口阀组22上设置有温度驱动安全泄压装置(TPRD)，温度驱动安全泄压装置包括TPRD放散口9。其中，外置瓶口阀组22、压力驱动安全泄压装置和温度驱动安全泄压装置分别与控制单元可拆卸电连接；具体地，通过插接件实现可拆卸电连接。

如图3所示，本实用新型的第二管路21与供氢管路108连接的连接端内设置有管塞，和/或，第二管路21上设置有放空针阀100和针阀放散口101。在外置氢存储装置2不使用时，管塞能够封堵第二管路21的端口，防止异物进入第二管路21，而在拆卸外置氢存储装置2时，可打开放空针阀100，通过针阀放散口101排气，排气完成后，再将外置氢瓶20拆卸即可。

如图1、图2和图3所示，本实用新型的车载氢系统使用时，初始状态下，默认使用内置氢存储装置3进行供气，当然，也可以使用外置氢存储装置2。内置氢存储装置3投入使用时，控制单元与内置氢瓶30上的内置瓶口阀组32、温度驱动安全泄压装置和压力驱动安全泄压装置等电连接，即控制单元控制内置氢存储装置3，此时内置氢瓶30的氢气经过第一管路33进入供氢管路108，给燃料电池4供气。

当使用外置氢存储装置2供气时，先保持阀门23和放空针阀100处于关闭状态，然后安装外置氢瓶20等，接着将第二管路21内的管塞拆下来，将第二管路21与供氢管路108连接。同时操作插接件，令控制单元与将外置氢存储装置2的外置瓶口阀组22、温度驱动安全泄压装置和压力驱动安全泄压装置等建立电连接。连接完毕后，打开阀门23，令外置氢瓶20内的氢气，经过第二管路21进入供气管路内，给燃料电池4供气。

当拆卸外置氢存储装置2时，关闭阀门23，打开放空针阀100，令第二管路21内的氢气从针阀放散口101排出。排放完毕后，将外置氢瓶20等拆卸后，在第二管路21与供氢管路108的连接端内预置管塞，防止异物进入。

可见，本实用新型的车载氢系统，增加了储氢量，增加了行驶里程，在内置氢存储装置3出现故障无法供氢时，外置氢存储装置2可为燃料电池4供氢，使车辆能够行驶到维修地，提升了驾驶体验，且结构简单，易实现。

如图1和图2所示，本实用新型的还包括加氢口5，加氢口5分别与第一管路33和第二管路21连接；和/或，加氢口5通过加氢管路与第一管路33和第二管路21连接，加氢管路上设置有过滤器102和单向阀103，通过加氢口5、加氢管路可方便地，给外置氢瓶20和内置氢瓶30加气，使用更加方便。

一种优选方案，第一管路33、第二管路21和供氢管路108通过三通连接，即采用简单的结构件，实现连接，降低了整体成本。

实施例二：

一种燃料电池车辆1，包括上述的车载氢系统和燃料电池4，参见图3，燃料电池4通过金属软管104与供氢管路108的出气口连接，供氢管路108上分别设置有高压压力传感器106、过滤器102、泄压阀、安全阀、中压压力传感器107、放空针阀100和开关电磁阀105，其中开关电磁阀105与控制单元电连接。

如图1和图2所示，本实用新型的燃料电池车辆1中，外置氢存储装置2的第一管路33预置在车内，外置氢瓶20及其上的外置瓶口阀组22、瓶尾阀7等，可拆卸地安装在行李架10上。这样，在外置氢存储装置2投入使用时，再占用行李架10，在外置氢存储装置2不投入使用时，行李架10保留原有功能。

本实用新型中外置氢存储装置2，具有以下两种设置方式：

第一种，如图1所示，外置氢存储装置2的外置氢瓶20可拆卸安装在行李架10上，行李架10上仅安装外置氢存储装置2，可此时多放置几个外置氢瓶20。

第二种，如图2所示，行李架10上分别设置有行李箱6和外置氢瓶20，此时行李架10在保留原有功能的同时，还可安装外置氢瓶20，满足了多种使用需求。

如图1、图2和图3所示，本实用新型的燃料电池车辆，不使用外置氢存储装置2时，保持阀门23关闭，车辆全部由内置氢存储装置3进行供氢。

需要使用外置车载氢系统时，

1)清理行李架10上的异物；

2)保持第二管路21上的阀门23和放空针阀100均处于关闭状态；

3)将外置氢存储装置2具体地是将外置氢瓶20安装固定在车顶的行李架10上；

4)拆卸预置在车顶的第二管路21内的管塞，将外置氢瓶20与第二管路21连接；

5)连接完成后打开阀门23，外置氢存储装置2即可实现供氢。

移除外置车载氢系统时，

1)关闭第二管路21上的阀门23；

2)打开第二管路21上的放空针阀100，第二管路21内氢气从针阀放散口101排出；

3)将外置氢存储装置2具体地是将外置氢瓶20从行李架10移除；

4)预置在车顶的第二管路21与供气管路的连接端内塞入管塞，以防止异物进入。

综上所述，本实用新型的燃料电池车辆与现有技术相比，增加了氢储量，增加了行驶里程，满足了驾驶需求，且结构简单，成本低。

以上仅为所述本实用新型的较佳实施例而已，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、等同一种车载氢系统及燃料电池车辆的改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载氢系统，包括控制单元、内置氢存储装置和供氢管路，所述内置氢存储装置包括内置氢瓶、设在所述内置氢瓶上的内置瓶口阀组、及与所述内置氢瓶连通的第一管路，所述第一管路与所述供氢管路连通，其特征在于，所述系统还包括外置氢存储装置，所述外置氢存储装置包括外置氢瓶、设在所述外置氢瓶上的外置瓶口阀组、及与所述外置氢瓶连通的第二管路；

所述第二管路与所述供氢管路连通，所述第二管路上设置有阀门；

所述内置瓶口阀组和所述外置瓶口阀组分别与所述控制单元可拆卸电连接。

2.根据权利要求1所述的车载氢系统，其特征在于，所述第二管路与所述供氢管路连接的连接端内设置有管塞。

3.根据权利要求1所述的车载氢系统，其特征在于，所述第二管路上设置有放空针阀和针阀放散口。

4.根据权利要求1所述的车载氢系统，其特征在于，所述内置氢瓶和所述外置氢瓶上还设置有瓶尾阀和压力驱动安全泄压装置。

5.根据权利要求1所述的车载氢系统，其特征在于，所述内置瓶口阀组和所述外置瓶口阀组上设置有温度驱动安全泄压装置。

6.根据权利要求1至5任一项所述的车载氢系统，其特征在于，所述系统还包括加氢口，所述加氢口分别与所述第一管路和所述第二管路连接；和/或，所述加氢口通过加氢管路与所述第一管路和所述第二管路连接，所述加氢管路上设置有过滤器和单向阀。

7.根据权利要求1所述的车载氢系统，其特征在于，所述第一管路、所述第二管路和所述供氢管路通过三通连接。

8.一种燃料电池车辆，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的车载氢系统。

9.根据权利要求8所述的燃料电池车辆，其特征在于，所述车辆包括行李架，所述外置氢存储装置的所述外置氢瓶可拆卸设在所述行李架上。

10.根据权利要求8所述的燃料电池车辆，其特征在于，所述车辆包括行李架，所述行李架上分别设置有行李箱和所述外置氢瓶，所述外置氢瓶与所述行李架可拆卸连接。