[發明專利]一種設有過濾系統的移動式氫氣加注設備

有效

• 申請號: 202011157445.2
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112303484B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 韓震;姚成鑫;喬曌
• 申請（專利權）人: 安徽江淮汽車集團股份有限公司
• 主分類號: F17C5/06
• 分類號: F17C5/06;F17C13/00;F17C13/02;F17C13/04;F17D1/065;F17D3/10;F17D3/14;H01M8/04089;B60S5/02;B01D46/00
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司 11252
• 代理人: 梅恒;曾晨

本發明公開了一種設有過濾系統的移動式氫氣加注設備，包括：氫氣輸送機構，用于氫氣的輸送；驅動氣輸送機構，用于驅動氣的輸送；增壓機構，其第一進口端連通于所述驅動氣輸送機構、第二進口端連通于所述氫氣輸送機構；過濾組件，包括第一過濾器和第二過濾器，所述第二過濾器的過濾精度高于所述第一過濾器的過濾精度；加注機構，連通于所述增壓機構的第一出口端，用于氫氣的加注。與現有技術相比，本發明除了對驅動氣體進行水油過濾之外，主要對于燃料電池電動汽車加注氫氣進行過濾，不僅防止了水油雜質對設備的破壞，還有效地防止了氫氣內的固體顆粒雜質進入燃料電池系統，避免了顆粒雜質對燃料電池系統和電堆的破壞。

技術領域

本發明涉及氫氣加注設備，特別是一種設有過濾系統的移動式氫氣加注設備。

背景技術

燃料電池汽車是電動汽車的一種，其電池的能量是通過氫氣與氧氣的化學作用產生的，實際使用效率是普通內燃機的2倍左右。燃料電池電動汽車運行依賴于氫氣的消耗，氫氣加注是燃料電池汽車運行過程中必不可少的環節。

移動式氫氣加注是被廣泛采用的一種氫氣加注形式，其具有成本較低、使用便捷、安全可靠等優點。其工作原理是利用壓縮氣體對增壓泵進行驅動，通過增壓泵內芯的往復運動對氫氣進行增壓，增壓后的高壓氫氣通過加氫槍注入車輛氫瓶內部，實現對燃料電池汽車氫氣的加注。

為避免氣體雜質對電堆的污染腐蝕，燃料電池電動汽車對氫氣質量要求極高，一般要求為高純氫（氫氣純度99.999%）。但是在實際使用過程中發現，即使使用高純氫也不可避免的含有特殊的固體雜質，主要是炭黑以及鐵屑等，該雜質混入氫氣參與燃料電池電堆反應會造成電堆不可逆轉的損壞。

炭黑雜質主要是空壓機對氫氣進行壓縮的過程中產生的一種細微固體顆粒，粒徑一般在100-500nm之間。炭黑雜質的產生與氫氣制造方式無關，即使使用水電解制氫也無法避免炭黑。其產生機理尚無法明確，目前猜測有兩種可能，一是當空壓機使用年限過久時，內部部分零部件出現老化現象，這時若對氫氣進行增壓，則會導致增壓后的氫氣內部含有炭黑雜質；二是在氫氣物流流轉過程中，炭黑以及鐵屑等雜質混入氫氣當中，順著管路進入氫氣瓶內部，最終在進行氫氣加注時進入燃料電池汽車系統。

通過上文可知氫氣中可能對燃料電池電堆和系統造成損壞的主要是炭黑以及鐵屑。其中鐵屑屬于大顆粒的雜質，進入電堆可能性較低，但會造成加氫管路、閥件的堵塞，導致加注氫氣流量減小，影響氫氣加注效率，嚴重時會造成安全事故；炭黑雜質由于其粒徑小，一般的過濾裝置對其無法進行有效的阻止，將會與氫氣混合進入電堆當中，一部分隨著生成的混合氣體排出電堆，一部分則附著在電堆內部，隨著電堆的不斷運行，內部將會堆積越來越多的炭黑雜質，電堆的損壞風險也會越來越大。

不僅如此，炭黑雜質混入燃料電池系統內部還會導致減壓閥、安全閥等各類閥體故障，具體體現為氫氣系統壓力控制精度下降，安全性降低，進一步影響燃料電池系統的性能。因此氫氣加注裝置的過濾系統是燃料電池電動汽車氫氣加注過程中必不可少的。

現有的氫氣過濾系統主要在部分燃料電池汽車之上有著應用，且過濾精度一般為10μm以上。氫氣過濾系統裝在燃料電池汽車之上不利于后期的更換清理，同時過濾精度較低，無法過濾一些細微顆粒雜質。

發明內容

本發明的目的是提供一種設有過濾系統的移動式氫氣加注設備，以解決現有技術中的技術問題，不僅防止了水油雜質對設備的破壞，還有效地防止氫氣內的固體顆粒雜質進入燃料電池系統，避免顆粒雜質對燃料電池系統和電堆的破壞。

本發明提供了一種設有過濾系統的移動式氫氣加注設備，包括：

氫氣輸送機構，用于氫氣的輸送；

驅動氣輸送機構，用于驅動氣的輸送；

增壓機構，其第一進口端連通于所述驅動氣輸送機構、第二進口端連通于所述氫氣輸送機構，所述增壓機構在所述驅動氣輸送機構的作用下，用于氫氣的增壓；