[發明專利]一種雙槍35-70MPa氫燃料電池車的氫氣加注系統

在審

• 申請號: 201911384958.4
• 申請日: 2019-12-28
• 公開（公告）號: CN111120855A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 鄭銘路;張明俊;劉煥萍;張愛國;孟慶云
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一八研究所
• 主分類號: F17C5/06
• 分類號: F17C5/06;F17C13/02;F17C13/04;H01M8/04082
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 高燕燕;楊志兵

1.一種雙槍35-70MPa氫燃料電池車的氫氣加注系統，其特征在于：氫氣加注系統包括兩路獨立工作的加注管路，所述兩路加注管路包括：35MPa管路：其加注壓力為45MPa，用于為35MPa存儲壓力的燃料電池車加氫；70MPa管路：其加注壓力87.5MPa，為70MPa存儲壓力的燃料電池車加氫；加氫機具備兩套相互獨立工作的控制系統，分別控制上述35MPa管路及70MPa管路的加注過程；其中，所述加注系統包括順序控制模塊與加氫機，且順序控制模塊與加氫機分體布置；順序控制模塊外形為立方體箱體結構，內部為支撐框架結構，箱體內部所有加注管路主要功能部件均安裝在支撐框架上；加氫機包括有外殼、頂棚、拉斷閥組、35Mpa加氫槍座及70Mpa加氫槍座，兩路加氫槍座安裝于加氫機箱體外殼前端；上述兩套控制系統均具有輸入鍵盤、IC卡讀卡器及液晶顯示屏，并對稱布置于加氫機電氣外殼左右兩端。

2.根據權利要求1所述的氫氣加注系統，其特征在于：加注系統的順序控制模塊包括：35MPa和70MPa順序控制閥組、過濾器、流量計、流量調節閥、預冷換熱器、管路出口；氫源從35MPa和70MPa順序控制閥組進入加注系統，氫氣流經主管路，并依次經過過濾器、流量計、流量調節閥后進入預冷換熱器，氫氣經預冷換熱器預冷后，從管路出口流出順序控制模塊。

3.根據權利要求2所述的氫氣加注系統，其特征在于：預冷換熱器包括35MPa印刷版式預冷換熱器和70MPa印刷版式預冷換熱器，兩個預冷換熱器由一臺冷凍機組循環載冷劑降溫；35MPa預冷換熱器將常溫進入的氫氣降溫到-30℃，70MPa預冷換熱器將常溫進入的氫氣降溫到-40℃；35MPa及70MPa的預冷換熱器安裝在順序控制模塊的框架底座上。

4.根據權利要求2所述的氫氣加注系統，其特征在于：流入加注系統的氫源包括多種不同壓力等級，其中，35MPa管路的氫源分為低、中、高壓力等級，其分別輸入20MPa、40MPa、45MPa的氫源，70MPa管路的氫源也分為低、中、高壓力等級，其分別輸入45MPa、70MPa、87.5MPa的氫源；上述每一級壓力源均連接有壓力傳感器，并通過一個氣動球閥控制加注管路的通斷；35MPa管路及70MPa管路的三級壓力源的氫氣均匯聚于主管路，并依次經過順序控制模塊的后續組件。

5.根據權利要求1所述的氫氣加注系統，其特征在于：加氫機包括進氣接口、可燃氣體傳感器、手動關閉加氫機主管路的主管路針閥、主管路安全閥及手動排空針閥、壓力傳感器、溫度傳感器、拉斷閥及加氫槍；加氫機控制器控制35MPa管路及70MPa管路開啟，氫氣流過兩路主管路；主管路末端所設置的壓力傳感器、溫度傳感器，氫氣流過時傳感器實時監測加注過程氫氣出口端的壓力和溫度；隨后氫氣依次通過拉斷閥、加氫槍連接燃料電池車輛。

6.根據權利要求5所述的氫氣加注系統，其特征在于：順序控制模塊中的流量計將采集的流量數據反饋到加氫機控制器，控制器輸出模擬量信號對流量控制閥的開度Cv值進行控制以調節氫氣的流量，形成對流量的閉環反饋控制；溫度傳感器與壓力傳感器所檢測的數據返回至加注機控制器，控制器依據壓力與溫度數據及流量計測得流量數據，控制順序控制模塊中流量調節閥的節流作用，調節氫氣的實時流量。

7.根據權利要求5所述的氫氣加注系統，其特征在于：高壓電磁閥控制35MPa加注管路的通斷，氣動針閥控制70MPa加注管路的通斷，其為常閉型，在加氫過程中通過壓縮氮氣驅動動作打開；35MPa加注管路設置有由泄壓電磁閥、排空針閥、安全閥三個并聯的閥聯通到排空管路；70MPa加注管路設置有由泄壓氣動針閥、排空針閥、安全閥三個并聯的閥聯通到排空管路；兩路加注管路還設置有安全閥與手動排空針閥，其中安全閥用于控制加注主管路超過設定的安全壓力時，氫氣通過35MPa排空管路及35MPa排空管路泄放；手動排空針閥平時處于緊閉鎖死狀態，在加氫機測試、檢修時手動打開，泄放主管路內的壓縮氣體；泄壓氣動針閥和泄壓電磁閥用于為主管路泄壓，使加注主管路、加氫槍及連接軟管在不工作時不承受高壓。