[發明專利]一種L-CH2型加氫站熱管理系統

有效

• 申請號: 201910135867.0
• 申請日: 2019-02-25
• 公開（公告）號: CN109708000B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 趙磊;何廣平;趙全亮;蘇婷婷;賈濤鳴;狄杰建;袁俊杰
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: F17D1/08
• 分類號: F17D1/08;F17D3/01
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 程華

本發明公開一種L?CH2型加氫站熱管理系統。第一汽化器的進液口連接加氫站的低壓液氫儲罐的出液口；第一汽化器的出氣口與第二汽化器的進氣口之間接入中間換熱器的管程，第二汽化器的出氣口連接至氣體混合裝置的第一接口；氣體混合裝置的第二接口與加氫站高壓儲氫容器接管相連，第三接口與氫氣預冷器的氫氣入口相連，氫氣預冷器的氫氣出口連接至高壓氫氣加氣槍；氫氣預冷器的預冷液進口和預冷液出口之間接入中間換熱器的殼程，由氫氣預冷器流出的預冷液經過中間換熱器內低溫氫氣的冷卻后，流回至氫氣預冷器內進行循環。本發明無需采用冷能回收技術，利用液氫攜帶冷量進行高壓氫氣預冷，省去傳統L?CH2型加氫站高壓氫氣加注時的預冷能耗。

技術領域

本發明涉及新能源領域，特別是涉及一種L-CH2型加氫站熱管理系統。

背景技術

氫能具有綠色、可再生、來源廣泛等優點。對解決“傳統化石能源短缺”和“汽車尾氣污染”具有重要意義。近年來，氫燃料電池汽車以其綠色環保、加注快捷、氫燃料電池能源轉換效率高等優點引起了世界各國的高度重視。目前，燃料電池汽車多采用35MPa或70MPa壓力等級的高壓儲氫技術，相應的，為燃料電池汽車補充燃料的加氫站也多采用高壓氫氣的形式進行加注。加氫站的氫來源主要包括站內制氫、長管拖車供氫、液氫槽車供氫(L-CH2型加氫站)等幾種方式。其中，L-CH2型加氫站通過液氫槽車供氫、以高壓氫氣的形式為燃料電池車輛加氫，在加氫站與氫產地距離較遠、加氫量較大的情況下具有明顯的成本優勢，利用液氫槽車為加氫站供氫能夠有效解決氫源與用戶所在地不一致的問題。

加氫站為燃料電池汽車加注高壓氫氣時，由于壓縮效應和氫氣的節流溫升效應會在車載高壓儲氫氣瓶內產生顯著的溫升，而一旦瓶內氫氣溫度高于該類氣瓶的85℃安全溫度上限，便很有可能導致氣瓶材料的破壞，引發嚴重的安全問題。為此，美國汽車協會制定的高壓氫氣加注標準中要求在加注時必須對高壓氫氣進行預冷卻處理。

常規的L-CH2型加氫站通過液氫槽車將低壓液氫運送至加氫站，通過卸車軟管將槽車中的液氫卸至加氫站內低壓液氫儲罐，利用液氫增壓泵和液氫汽化器將液氫儲罐中所存液氫進行增壓和汽化，汽化加熱后的常溫高壓氫氣流入加氫站內高壓儲氫容器中，利用站內高壓儲氫容器與燃料電池汽車車載高壓儲氫氣瓶之間的壓差，經調壓閥和配有制冷系統的高壓氫氣預冷器為燃料電池汽車加注高壓氫氣。其中，高壓氫氣預冷需要消耗一定的制冷能耗。對于L-CH2型加氫站，雖然可采用冷能回收技術利用液氫中攜帶的冷量進行發電，再利用所產生的電能為高壓氫氣預冷過程提供能量，但冷能回收裝置需要耗費巨大的投資成本。因此，對于L-CH2型加氫站而言，目前尚缺少一種能大大降低甚至無需高壓氫氣預冷能耗、且成本較低的熱管理系統。

發明內容

本發明的目的是提供一種L-CH2型加氫站熱管理系統，在無需采用冷能回收技術的前提下，利用液氫攜帶冷量進行高壓氫氣預冷，以降低甚至省去傳統L-CH2型加氫站的高壓氫氣預冷能耗。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種L-CH2型加氫站熱管理系統，包括：第一汽化器、中間換熱器、第二汽化器、氣體混合裝置和氫氣預冷器；所述第一汽化器的進液口連接加氫站的低壓液氫儲罐的出液口，所述第一汽化器用于對液氫進行汽化和初步過熱；所述第一汽化器的出氣口與所述第二汽化器的進氣口之間接入所述中間換熱器的管程，所述第二汽化器的出氣口連接至氣體混合裝置的第一接口；所述氣體混合裝置的第二接口與加氫站高壓儲氫容器的接管相連接；所述氣體混合裝置的第三接口與所述氫氣預冷器的氫氣入口連接，所述氫氣預冷器的氫氣出口連接至高壓氫氣加氣槍，當車輛加注氫氣時，來自所述氣體混合裝置第三接口的氫氣經所述氫氣預冷器冷卻后加注至車輛中；所述氫氣預冷器的預冷液進口和預冷液出口之間接入所述中間換熱器的殼程，由所述氫氣預冷器流出的預冷液經過所述中間換熱器內氫氣的冷卻后，流回至所述氫氣預冷器內進行循環。