[發(fā)明專利]氫氣供應(yīng)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211663834.1
• 申請(qǐng)日: 2022-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN116398802A
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅蘭德·奎斯特;戈登·艾克曼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沃爾沃卡車集團(tuán)
• 主分類號(hào): F17C1/00
• 分類號(hào): F17C1/00;F17C13/04;F17C13/02;F17D5/02;F17D5/00
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 車文;高偉

氫氣供應(yīng)系統(tǒng)，包括多個(gè)儲(chǔ)罐，每個(gè)都設(shè)有閥，所述多個(gè)儲(chǔ)罐包括一個(gè)或多個(gè)主儲(chǔ)罐，每個(gè)主儲(chǔ)罐設(shè)有主氫流量控制閥，所述多個(gè)儲(chǔ)罐還包括設(shè)有次級(jí)氫流量控制閥的次級(jí)儲(chǔ)罐，該氫氣供應(yīng)系統(tǒng)使得i)次級(jí)儲(chǔ)罐比一個(gè)或多個(gè)主儲(chǔ)罐中的每一個(gè)包含更小的加壓氫最大工作量，和/或ii)來(lái)自次級(jí)儲(chǔ)罐的氫的流量被限制，以便當(dāng)僅次級(jí)閥打開時(shí)從次級(jí)儲(chǔ)罐流入流動(dòng)管路中的氫的最大質(zhì)量流率小于當(dāng)僅對(duì)應(yīng)的主閥打開時(shí)從一個(gè)或多個(gè)主儲(chǔ)罐中的每一個(gè)流入流動(dòng)管路中的氫的最大質(zhì)量流率，該氫氣供應(yīng)系統(tǒng)被至少設(shè)定為：i)第一、正常操作模式，其中至少一個(gè)主閥打開，和ii)第二、安全操作模式，其中，次級(jí)閥打開且所有主閥關(guān)閉。還涉及設(shè)有這種氫氣供應(yīng)系統(tǒng)的車輛和方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氫氣供應(yīng)系統(tǒng)，用于布置到車輛上的耗氫能量轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種設(shè)有耗氫能量轉(zhuǎn)換器和這樣的氫氣供應(yīng)系統(tǒng)的車輛，并且涉及一種用于操作這樣的氫氣供應(yīng)系統(tǒng)的方法。

本發(fā)明例如可以應(yīng)用于車輛，例如卡車、公共汽車和建筑設(shè)備形式的重型車輛，其中，所述耗氫能量轉(zhuǎn)換器是燃料電池或內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)

全球都希望減少化石燃料在車輛和其它應(yīng)用中的使用。一種感興趣的替代燃料是氫氣，氫氣可以用在耗氫能量轉(zhuǎn)換器中，該耗氫能量轉(zhuǎn)換器例如是用于發(fā)電的燃料電池(例如，用于推進(jìn)電動(dòng)車輛)或者是其中氫氣可以代替化石燃料的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。

與使用氫燃料相關(guān)的挑戰(zhàn)在于與氣體供應(yīng)系統(tǒng)相關(guān)的安全性方面。WO2021018457A1示出了氫氣供應(yīng)系統(tǒng)的一個(gè)示例，該系統(tǒng)被呈現(xiàn)為能夠在檢測(cè)到太高溫度時(shí)執(zhí)行對(duì)氣體儲(chǔ)罐的緊急排空。US2020/0091525A1示出了另一示例，其中，重點(diǎn)放在了由于打開儲(chǔ)罐截止閥時(shí)氣體壓力快速升高而對(duì)部件造成高沖擊的問題。

關(guān)于氫氣供應(yīng)系統(tǒng)的安全性，例如關(guān)于這樣的系統(tǒng)中的氣體泄漏，仍然需要改進(jìn)。在該氣體供應(yīng)系統(tǒng)布置在車輛上并且此車輛正在或?qū)⒁谑覂?nèi)移動(dòng)(例如進(jìn)入車間進(jìn)行維護(hù))時(shí)，泄漏安全性特別重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種氫氣供應(yīng)系統(tǒng)，其能夠在該系統(tǒng)中存在泄漏的情況下減少所釋放的氫氣量。在該氣體供應(yīng)系統(tǒng)布置在車輛上并且此車輛正在或?qū)⒁谑覂?nèi)移動(dòng)(例如進(jìn)入車間進(jìn)行維護(hù))時(shí)，泄漏安全性特別重要。該目的通過下文所述的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明涉及一種用于布置到車輛上的耗氫能量轉(zhuǎn)換器的氫氣供應(yīng)系統(tǒng)，其中，該氫氣供應(yīng)系統(tǒng)包括用于儲(chǔ)存加壓氫氣的多個(gè)儲(chǔ)罐，其中，所述多個(gè)儲(chǔ)罐中的每一個(gè)都設(shè)有閥，該閥被配置成控制從對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)罐流入與耗氫能量轉(zhuǎn)換器連接的流動(dòng)管路中的氫的流量，其中，所述多個(gè)儲(chǔ)罐包括一個(gè)或多個(gè)主儲(chǔ)罐，每個(gè)主儲(chǔ)罐都設(shè)有對(duì)應(yīng)的主氫流量控制閥，所述多個(gè)儲(chǔ)罐還包括次級(jí)儲(chǔ)罐，該次級(jí)儲(chǔ)罐設(shè)有對(duì)應(yīng)的次級(jí)氫流量控制閥，其中，該氫氣供應(yīng)系統(tǒng)被布置成使得i)次級(jí)儲(chǔ)罐比所述一個(gè)或多個(gè)主儲(chǔ)罐中的每一個(gè)主儲(chǔ)罐包含更小的加壓氫最大工作量，和/或使得ii)來(lái)自次級(jí)儲(chǔ)罐的氫的流量被限制，以便當(dāng)僅次級(jí)閥打開時(shí)從次級(jí)儲(chǔ)罐流入流動(dòng)管路中的氫的最大質(zhì)量流率小于當(dāng)僅對(duì)應(yīng)的主閥打開時(shí)從所述一個(gè)或多個(gè)主儲(chǔ)罐中的每一個(gè)主儲(chǔ)罐流入流動(dòng)管路中的氫的最大質(zhì)量流率，其中，該氫氣供應(yīng)系統(tǒng)配置成被至少設(shè)定為：i)第一、正常操作模式，其中，至少一個(gè)主閥打開，和ii)第二、安全操作模式，其中，次級(jí)閥打開，并且其中所有主閥都關(guān)閉。

根據(jù)上文的系統(tǒng)可以在正常操作期間以第一模式操作，并且，為了增加安全性并減少與泄漏有關(guān)的后果，當(dāng)車輛將要在室內(nèi)移動(dòng)(例如進(jìn)入車間以進(jìn)行車輛維修)時(shí)，模式可以切換到第二模式。由于所有主閥在第二模式下都關(guān)閉，并且由于氫泄漏的風(fēng)險(xiǎn)主要與從儲(chǔ)罐的閥到耗氫器的流動(dòng)管路相關(guān)聯(lián)，在第二模式下操作時(shí)的任何氫泄漏可能僅與次級(jí)儲(chǔ)罐相關(guān)聯(lián)。通過使次級(jí)儲(chǔ)罐僅包含相對(duì)少量的氫(這可以通過使次級(jí)儲(chǔ)罐相對(duì)小和/或通過使次級(jí)儲(chǔ)罐中具有相對(duì)低的氫壓力(與更大和/或更高加壓的主儲(chǔ)罐相比)來(lái)實(shí)現(xiàn))，可以降低發(fā)生泄漏的情況下可能釋放的總氫量(與一個(gè)或多個(gè)主閥已經(jīng)打開時(shí)相比)。替代地，或者作為補(bǔ)充，可以限制從次級(jí)儲(chǔ)罐流出的氫的流量，使得從次級(jí)儲(chǔ)罐流出的氫的質(zhì)量流率變成例如主儲(chǔ)罐的質(zhì)量流率的10％。然后，可以限制來(lái)自流動(dòng)管路的任何氫泄漏的速率。