[發明專利]一種應用于燃料電池汽車的車載液氫無損儲存系統

在審

• 申請號: 201810558210.0
• 申請日: 2018-06-01
• 公開（公告）號: CN108548093A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 倪中華;嚴巖;魏蔚;丁桓展;何春輝;劉志偉;奚天洋
• 申請（專利權）人: 張家港氫云新能源研究院有限公司
• 主分類號: F17C13/00
• 分類號: F17C13/00;F17C13/02;F17C13/04
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 陳望坡;黃春松

本發明公開了一種應用于燃料電池汽車的車載液氫無損儲存系統，包括液氫儲罐、換熱器、化合物儲氫容器、反應器、廢熱回收裝置、燃料電池電堆；所述液氫儲罐的出口通過換熱器同時與燃料電池電堆的進口及化合物儲氫容器的進口相連通，化合物儲氫容器的出口與反應器的進口相連通，反應器的出口與燃料電池電堆的進口相連通；所述反應器還與廢熱回收裝置相連接。本發明具有能避免應用于燃料電池汽車的車載液氫在長期停放過程中向外界環境泄放蒸發氫氣，并且能對蒸發氫氣進行有效回收利用的優點。

技術領域

本發明涉及氫燃料電池汽車中車載液氫儲存技術領域，具體涉及一種應用于燃料電池汽車的車載液氫無損儲存系統。

背景技術

隨著氫燃料電池汽車的示范推廣，包括德國、日本、美國在內的發達國家以及上海、北京、深圳、蘇州等國內城市相繼開展氫能應用示范，不僅涉及終端燃料電池電堆技術的國產化推進，還包括車載儲氫技術的不斷優化。目前，主流的車載儲氫技術可分為高壓氣態儲氫、液氫儲存、金屬氫化物儲氫、化學氫化物儲氫、吸附儲氫等，從產業化進展上來看，高壓氣態儲氫和液氫由于在工業和汽車領域有類似的工程基礎，可以部分借鑒高壓容器技術、LNG汽車和航天液氫技術等，因此較化合物儲氫更具市場前景。

液氫儲存與高壓氣態儲氫相比，在單位體積內存儲的氫氣總量上更具優勢，因此成為重型卡車、公交客車、鐵路船舶等大型交通工具的首選，而高壓氣態儲氫則較多的使用在家用小型轎車或工廠物流車輛上。

在存儲過程總，高壓氣態儲氫的氫氣泄漏較小，在車輛上應用時基本無需考慮氫氣泄漏帶來的影響。而液氫由于需要儲存在-253℃的低溫環境下，雖然有真空絕熱容器進行保冷，但如果車輛長期停放，仍然會由于漏熱發生氣化，當氣化液氫達到容器耐受壓力上限時，出于安全考慮就需要泄放部分蒸發氫氣降壓，通常情況下液氫的日蒸發率在3%左右，泄漏量不能忽略，能源浪費嚴重。因而亟需發明一種能避免應用于燃料電池汽車的車載液氫在長期停放過程中向外界環境泄放蒸發氫氣，并且能對蒸發氫氣進行有效回收利用的裝置。

發明內容

本發明的目的是提供一種能避免應用于燃料電池汽車的車載液氫在長期停放過程中向外界環境泄放蒸發氫氣，并且能對蒸發氫氣進行有效回收利用的車載液氫無損儲存系統。

為實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：所述的一種應用于燃料電池汽車的車載液氫無損儲存系統，包括液氫儲罐、換熱器、化合物儲氫容器、反應器、廢熱回收裝置、燃料電池電堆；

所述液氫儲罐用于以真空絕熱方式儲存作為燃料電池汽車能量來源的低溫液氫；所述化合物儲氫容器用于儲存液氫儲罐釋放的多余液氫蒸發氣；所述反應器用于驅使儲氫化合物釋放氫氣；所述廢熱回收裝置用于回收燃料電池汽車在行駛過程中產生的熱量并將回收的熱量用作反應器釋氫的熱能來源；所述燃料電池電堆用于將氫氣轉化為驅動燃料電池汽車行駛所需的電能；

所述液氫儲罐的出口通過換熱器同時與燃料電池電堆的進口及化合物儲氫容器的進口相連通，化合物儲氫容器的出口與反應器的進口相連通，反應器的出口與燃料電池電堆的進口相連通；所述反應器還與廢熱回收裝置相連接。

進一步地，前述的一種應用于燃料電池汽車的車載液氫無損儲存系統，其中：液氫儲罐的出口通過第一氣路與換熱器的進口相連通，換熱器的出口通過第二氣路與燃料電池電堆的進口相連通，換熱器的出口還通過第三氣路與化合物儲氫容器的進口相連通，化合物儲氫容器的出口通過第四氣路與反應器的進口相連通，反應器的出口通過第五氣路與燃料電池電堆的進口相連通；在第一氣路、第二氣路、第三氣路及第五氣路上分別設置有氫氣控制閥，所有氫氣控制閥同時與氣路控制系統模塊信號連接，所述氣路控制系統模塊控制所有氫氣控制閥的啟閉。

進一步地，前述的一種應用于燃料電池汽車的車載液氫無損儲存系統，其中：還包括與氣路控制系統模塊信號連接的壓力檢測模塊，所述壓力檢測模塊用于實時檢測液氫儲罐、換熱器、化合物儲氫容器、反應器、廢熱回收裝置中的壓力，并將所檢測到的壓力實時反饋給氣路控制系統模塊。