[發(fā)明專利]能夠控制高壓氫氣快充溫升的儲(chǔ)氫氣瓶及方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310360170.6
• 申請(qǐng)日: 2013-08-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103438349A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙永志;李靜媛;花爭(zhēng)立;劉驍;周池樓;鄭津洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F17C1/00
• 分類(lèi)號(hào): F17C1/00;F17C13/00;G05D23/01
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

1.能夠控制高壓氫氣快充溫升的儲(chǔ)氫氣瓶，其內(nèi)膽以金屬鋁制成，外側(cè)包裹碳纖維復(fù)合材料層；其特征在于，在內(nèi)膽中放置了螺旋狀的鋁帶作為填充物，該填充物具備彈性且其外緣與內(nèi)膽的內(nèi)壁保持接觸；

所述螺旋狀的鋁帶的質(zhì)量m_Al按如下公式計(jì)算獲得：

Δt=t_H2-t_amb??????????????????????????????????????????????????（1）

t_H2，M=Δt+t_amb，M???????????????????????????????????????????????（2）

c_H2m_H2Δt=c_H2m_H2(t_H2，M-85)=c_Alm_Al(85-t_amb，M)?????????（3）

式中，Δt：氫氣溫升值；t_H2：儲(chǔ)氫氣瓶?jī)?nèi)氫氣的溫度；t_amb：環(huán)境溫度；t_H2，M：儲(chǔ)氫氣瓶?jī)?nèi)氫氣的最高溫度；t_amb,M：當(dāng)?shù)厝曜罡攮h(huán)境溫度；c_H2：氫氣的熱容；m_H2：儲(chǔ)氫氣瓶額定充裝質(zhì)量；c_Al：鋁的熱容；m_Al：填充鋁的質(zhì)量。

2.一種能夠控制儲(chǔ)氫氣瓶高壓氫氣快充溫升的方法，其特征在于，使用內(nèi)膽以金屬鋁制成、外側(cè)包裹碳纖維復(fù)合材料層的儲(chǔ)氫氣瓶用于充入高壓氫氣；該方法具體包括以下步驟：

（1）獲取加注要求、儲(chǔ)氫氣瓶中氫氣的初始狀態(tài)參數(shù)及環(huán)境參數(shù)，包括：c_H2：氫氣的熱容；c_Al：鋁的熱容；m_H2：儲(chǔ)氫氣瓶額定充裝質(zhì)量；m_Al：填充鋁的質(zhì)量；P_H2：儲(chǔ)氫氣瓶?jī)?nèi)初始?jí)毫?；P：儲(chǔ)氫氣瓶額定充裝壓力；t_amb：環(huán)境溫度；t_amb,M：當(dāng)?shù)厝曜罡攮h(huán)境溫度；t_H2：儲(chǔ)氫氣瓶?jī)?nèi)氫氣的溫度；t_H2，M：儲(chǔ)氫氣瓶?jī)?nèi)氫氣的最高溫度；t_Al：填充鋁的平均溫度；Δt：氫氣溫升值；T：加注時(shí)間；V：儲(chǔ)氫氣瓶的容積；ρ_H2：氫氣的密度；

（2）對(duì)于確定的加注時(shí)間T、儲(chǔ)氫氣瓶初始充裝壓力P_H2及額定充裝壓力P，快充時(shí)產(chǎn)生的熱量一定，氫氣溫升值Δt不隨環(huán)境溫度t_amb的變化而變化；則根據(jù)已知充裝過(guò)程，計(jì)算得氫氣溫升值Δt：

Δt=t_H2-t_amb????????????????????????????????????????????????????（1）

（3）所需填充物的質(zhì)量按環(huán)境溫度達(dá)到最高計(jì)算，此時(shí)，快充結(jié)束后，儲(chǔ)氫氣瓶?jī)?nèi)氫氣的溫度最高，為最危險(xiǎn)情況；對(duì)應(yīng)情況下，儲(chǔ)氫氣瓶?jī)?nèi)能被接受的氫氣的最高溫度t_H2，M：

t_H2，M=Δt+t_amb，M?????????????????????????????????????????????（2）

（4）根據(jù)能量守恒定律，計(jì)算填充鋁的質(zhì)量m_Al：

c_H2m_H2Δt=c_H2m_H2(t_H2，M-85)=c_Alm_Al(85-t_amb，M)?????????????????（3）

（5）向儲(chǔ)氫氣瓶的內(nèi)膽中放入螺旋狀鋁帶作為填充物，該填充物具備彈性且其外緣與內(nèi)膽的內(nèi)壁保持接觸。