[發明專利]高壓復合金屬氫化物儲氫系統為氫源的燃料電池物流車

有效

• 申請號: 201910832887.3
• 申請日: 2019-09-04
• 公開（公告）號: CN110544784B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 閻有花;武英;原建光;張寶;周少雄
• 申請（專利權）人: 江蘇集萃安泰創明先進能源材料研究院有限公司
• 主分類號: H01M8/04119
• 分類號: H01M8/04119;H01M8/04746;H01M8/04858;B60L50/70;B60L58/33
• 代理公司: 北京智橋聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11560
• 代理人: 洪余節

本發明公開了一種高壓復合金屬氫化物儲氫系統為氫源的燃料電池物流車，包括依次連接的高壓復合金屬氫化物儲氫系統、水冷燃料電池系統、DC/DC變換器、DC/DC控制器、整車控制器、電機控制器、電機，整車控制器與鋰電池管理系統和鋰電池依次連接，超級電容與電機控制器相連接；高壓復合金屬氫化物儲氫系統由儲氫瓶和料筒組成，料筒位于儲氫瓶內膽中；料筒包括料筒軀干，其兩端為開放結構，一端端板通入冷卻水管，另一端端板上設置有加料口，兩端的端板、上均裝有能抵靠在儲氫瓶內膽之內壁面上的支撐板簧；網護套包覆在料筒軀干的外表面上。本發明內部結構設計獨特、裝料便捷，具有儲氫量高、動力學性能好、適用溫度低等優點。

技術領域

本發明涉及一種氫能源物流車，具體涉及一種高壓復合金屬氫化物儲氫系統為氫源的燃料電池物流車。

背景技術

氫燃料電池技術，是一種通過燃料電池系統裝置，把氫氣所具有的化學能轉化成電能的一種技術。在氫燃料電池產業鏈中，電堆是處于中游核心環節。催化劑、質子交換膜、氣體擴散層組成膜電極和雙極板構成電堆的上游，電堆與空壓機、儲氫瓶系統、氫氣循環泵等其它組件構成燃料電池動力系統，下游應用對應交通領域和備用電源領域，主要是客車、物流車、乘用車、物流車、固定式電源和便攜式電源等。上游為氫氣制備、儲存和運輸，最終運輸到加氫站。其中，制氫是基礎，儲存和運輸是氫氣利用的核心保障。

氫能源物流車成為一道生態城市獨特的風景線，具有貨車裝貨的空間以及運輸的能力，既滿足低碳出行物流業的需求，也有利于節能減排。相對于傳統的汽油物流車，氫燃料電池物流車在總碳排放上有著高達94％的降低，相比電動物流車也有著86％的消減。能量轉換效率，氫燃料電池明顯高于其他電池；補充能量時間，氫燃料電池是以分鐘計算，其他電池以小時計算；環保角度而言，氫能燃料電池的排放為零。隨著社會日益發展和技術的進步，新能源取代傳統的燃料動力已成為歷史的必然。

目前，商業化氫能物流車以35Mpa高壓氣瓶為主流儲氫方式。固態儲氫材料具有氫氣提純功能(氫氣純度99.999％)、體積儲氫密度高和安全性好等諸多優點備受關注。由于氫與金屬儲氫材料反應形成固溶體或氫化物后，其體積儲氫密度可以提高1000倍。但在金屬氫化物儲氫罐中，由于粉體材料有限的堆垛密度，使得儲氫罐中填滿金屬氫化物儲氫材料后仍有50％以上的空閑體積。如果將這部分空體積沖入高壓氫氣，既充分利用金屬氫化物儲氫體積密度大、安全性好，又發揮高壓儲氫吸放氫速度快、重量儲氫密度高和放氫平穩等優點，實現兩者優勢的復合，有望成為未來主流的儲氫方式。

株式會社豐田自動織機和豐田自動車株式會社共同申請了發明名稱為氫儲藏罐的發明專利，申請號為200880018938.9，公布日為2010.03.24。罐主體具有兩端開口的中控軀干部，軀干部的兩個開口端部與圓頂部結合。儲氫瓶的內部設置有流動的熱介質流路(熱介質主要指水、油、發動機冷卻液等)，在熱介質流路中流動的熱介質能與罐主體的外周面接觸。采用復合罐主體軀干部空間分割成多個收納室，儲氫合金被分別收納在多個收納室中，有效抑制儲氫合金局部壓緊化。優化內部結構，有效提高裝置的質量儲氫密度和體積儲氫密度，提高熱傳導性能。全球能源互聯網研究院、國網山東省電力公司、國家電網公司共同申請了發明名稱為一種氣-固復合儲氫罐的發明專利，申請號為201710271029.7，公布日為2018.11.02。氣-固復合儲氫罐包括外部罐體、儲氫合金、導氣管、內部循環水路、支撐板和氫氣閥門。內部罐體由支撐板固定于外部罐體腔體內，支撐板焊接于內部罐體外殼上。裝填有儲氫合金的內部罐體，軸向設有多孔導氣管，多孔導氣管兩端設置有過濾器。復合儲氫罐內部優化設計及便捷的裝料方式備受科學界和產業界的關注。

現有的氫能物流車無論是以35Mpa高壓氣瓶來儲氫，還是通過上述兩種發明專利中的氫儲藏罐來儲氫，其儲氫量有限，裝料不方便，且動力學性能差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高壓復合金屬氫化物儲氫系統為氫源的燃料電池物流車，其內部結構設計獨特、裝料便捷，具有儲氫量高、動力學性能好、適用溫度低等優點，為氫能物流車提供了有效的解決方案。