[發明專利]一種充電制氫一體化系統

有效

• 申請號: 201710486239.8
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107204476B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 汪碩峰;紀常偉
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H01M8/0656
• 分類號: H01M8/0656;B60L53/31;B60L53/54
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

本發明提供一種充電制氫一體化系統，具體內容涉及氫氣制取技術。該系統在保留原充電樁全部零部件的基礎上增加了一套制氫、儲氫、供氫系統、一套電解液補充系統及一個氫氣系統電控單元。該系統在不影響電動汽車正常充電的前提下，可以利用谷電低成本制氫，當車輛有加氫請求時可自動開始制氫，保證汽車加氫需求。同時，該系統設計了制氫系統與充電系統的隔離原件，保證了系統安全。制氫系統安裝了自動補水及壓力監控系統，為系統安全、穩定運行提供了可靠方法。通過本發明提供的一種充電制氫一體化系統能夠為解決汽車加氫需求及提高充電樁使用效率提供有益方案。

技術領域

本發明提供一種插電式車載制氫機的裝置及方法，具體內容涉及氫氣制取技術。

背景技術

采用純氫氣或摻氫燃燒的發動機均可獲得較傳統化石燃料發動機更高的熱效率及更低的HC和CO排放。這使得純氫和摻氫發動機從節能、減排的角度出發能夠獲得良好的應用前景。制約純氫和摻氫發動機汽車實際應用的關鍵問題之一在于目前氫基礎設施建設的不足導致該類汽車難以方便地加氫。通過車載制氫雖然能夠在一定程度上解決摻氫發動機汽車的氫氣來源問題，但制氫機在運行時會給整車電系帶來一定負擔，同時由于制氫機運行會消耗發動機做功，因此隨車制氫也可能導致車輛動力性降低。同時，純氫汽車及燃料電池汽車必須通過從加氫站或其它方式加氫來滿足汽車的用氫需求，車載制氫技術僅能作為燃料電池及純氫汽車氫氣的補充來源，不能夠完全滿足車輛對氫氣的需求。

近年來，電動汽車逐漸普及，為滿足電動汽車的充電需求，電動車充電樁也得到了較好的推廣的普及。電動汽車充電樁的充電功率一般在6kW以上(慢充樁)，因此投資建設一個充電樁一般造價也較為昂貴。然而，電動汽車并非時時刻刻需要充電，對于續駛里程較長的電動車而言，其充電周期也較長。隨著電動車技術的發展，電動車的續駛里程勢必會逐漸增加，這潛在的導致了充電樁利用效率逐漸降低的問題。

發明內容

針對純氫、摻氫及燃料電池汽車加氫困難，以及電動汽車充電樁利用效率有待進一步提高的問題，本發明提供一種充電制氫一體化系統及方法。本發明中的充電制氫一體化系統可以從電動車充電樁獲取電能，進而通過電解水或堿液完成氫氣的制取，實現了氫氣加氫站的分散式分布，為汽車加氫及提高充電樁利用效率提供了有益方案。本系統設計了不同的制氫策略，既能夠保證電動車充電不受影響，也可以利用谷電低成本制氫，同時也可以為車輛提供氫氣連續慢充的制氫、供氫方式。

1、一種充電制氫一體化系統,該裝置包括電動車充電接口7、充電系統管理模塊11、充電穩壓電源8、系統接地端子9及系統動力電源端子10；

其特征在于：該裝置還包括一套制氫、儲氫、供氫系統、一套電解液補充系統及一個氫氣系統電控單元18；

所述制氫、儲氫、供氫系統包括通過導線與系統接地端子9和系統動力電源端子10分別相連接的制氫電源管理模塊21，通過導線連接在制氫電源管理模塊21和電解槽組12之間的電解繼電器20，通過管路與電解槽組12氫氣出口相連接的儲氫罐14、安裝在儲氫罐14上的儲氫罐壓力傳感器13、通過管路與儲氫罐14相連接的氫氣管電磁閥16、通過管路與氫氣管電磁閥16相連接的氫氣出口15；

所述電解液補充系統包括，通過管路與電解槽組12相連接的電解液箱4、安裝在電解液箱4上的液位計3、安裝在電解液箱4上的手動補水入口5、通過管路與電解液箱4相連接的補水電磁閥2、通過管路與補水電磁閥2相連接的自動補水入口1；

所述氫氣系統電控單元18能夠獲得來自時鐘19的時鐘信號n、獲得來自液位計3的液位信號c、獲得來自儲氫罐壓力傳感器13儲氫罐壓力信號d、獲得來自充電系統管理模塊11的電控單元間通訊信號e；

所述氫氣系統電控單元18能夠獲得來自加氫請求開關17的加氫請求信號m，通過加氫請求信號m判斷是否有駕駛員需要加注氫氣；