[實用新型]一種恒壓快速充氣的高壓儲氫系統

有效

• 申請號: 202223149198.9
• 申請日: 2022-11-25
• 公開（公告）號: CN219102679U
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 鄭俊;蔡茂林;許未晴;李吉冬
• 申請（專利權）人: 九江湖心科技產業發展有限公司
• 主分類號: F17C1/00
• 分類號: F17C1/00;F17C13/00
• 代理公司: 南京中盟科創知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32279
• 代理人: 孫麗君

本發明公開了一種恒壓快速充氣的高壓儲氫系統，該系統包括涉氫裝置和輔助恒壓裝置；涉氫裝置包括儲氫罐、充氫管路、放氫管路、二位三通電磁閥，用于儲存氫氣以及充放氫氣的使用；輔助恒壓裝置包括液壓泵、液壓油箱、密封活塞、高度傳感器、截止閥，使得充氫過程可以在恒壓環境下進行。本發明通過改善儲氫罐的結構，以及增加輔助恒壓裝置，解決了快速充氫過程中的壓縮升溫問題，不再苛刻地限制充氫參數，在提高充氫效率的同時，還拓寬了氫氣的應用范圍。

技術領域

本實用新型涉及新型儲氫技術領域，更具體地說，涉及一種恒壓快速充氣的高壓儲氫系統。

背景技術

當前，在全球變暖的大環境下，世界各國對氫能源的開發和利用愈發重視，氫能源行業得到了迅速發展，最具代表性的就是氫能源汽車。復合材料構成的儲氫罐因其質量輕便、耐高壓、密封性好等優勢在氫能源汽車行業得到了廣泛的應用。但是，在氫氣的快充過程中，一方面充裝氣體從儲氫罐經過加注裝置進入氣瓶時，產生焦耳湯姆遜效應，即絕熱節流溫度效應，氫氣不同于一般的氣體，節流后會導致升溫。另一方面，氫氣瓶內氫氣受壓縮做功，導致溫度升高。而復合材料對溫度敏感性較高，同時復合材料采用樹脂為粘合劑，溫度過高會導致復合材料層出現剝離現象，影響容器的承載能力。

現在已有相關領域的人員對復合材料構成的儲氫罐在氫氣快充過程中的溫升問題上做了研究。通過控制氫氣的快充參數，比如氫氣的充氣速率、初始體積、壓力以及溫度，可以使儲氣罐的溫度控制在85℃以下，但是這在一定程度上也降低了充氣速率和儲存能量密度。

因此，可以嘗試提出一種氫氣快充系統，氫氣在快充過程中保持氫氣恒壓充入，以解決傳統充氣過程中的溫度升高問題。

發明內容

本實用新型的目的在于，提出一種恒壓快速充氣的高壓儲氫系統，能夠在氫氣快充過程中時刻保持恒定壓力，解決氫氣在儲存過程中溫度上升導致的儲氫罐性能問題，在提高氫氣充氣效率的同時還可以拓寬氫氣的應用場景。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種恒壓快速充氣的高壓儲氫系統，包括渉氫裝置以及輔助恒壓裝置；

所述渉氫裝置包括儲氫罐、充氫管路、放氫管路、二位三通電磁閥，所述儲氫罐包括外殼、內膽、壓力傳感器，所述外殼由復合材料構成，所述內膽由彈性氣囊構成，所述彈性氣囊用以儲存液壓油并隔離氫氣與液壓油；所述儲氫罐的頂端設有充放氣口，底端設有充放油口，所述壓力傳感器安裝于所述儲氫罐內部，用于檢測罐內氫氣壓力值；所述充氫管路和所述放氫管路的一端分別并聯于所述二位三通電磁閥的選擇端，所述充氫管路的另一端連接加氫站，所述放氫管路的另一端連接氫能源汽車，所述二位三通電磁閥的第三個選擇端連接所述充放氣口；

所述輔助恒壓裝置包括液壓泵、液壓油箱、密封活塞、高度傳感器、截止閥，所述截止閥的一端與所述儲氫罐的所述充放油口相連，另一端與所述液壓泵相連，所述液壓泵的另一端與所述液壓油箱下部的進油口相連，所述液壓泵為支持雙向運作的液壓泵，所述液壓油箱內裝有液壓油；所述高度傳感器安裝于所述液壓油箱的內壁上部，并與所述截止閥電氣連接；所述密封活塞滑動安裝于所述液壓油箱內，且位于液壓油上方；所述高度傳感器通過檢測密封活塞高度控制進油過程的啟停；所述密封活塞既可以密封液壓油，又可作為被測面供所述高度傳感器檢測進而判斷液壓油箱的液位。

本實用新型公開了一種恒壓快速充氣的高壓儲氫系統，包括涉氫裝置和輔助恒壓裝置；涉氫裝置包括儲氫罐、充氫管路、放氫管路、二位三通電磁閥，用于儲存氫氣以及充放氫氣的使用；輔助恒壓裝置包括液壓泵、液壓油箱、密封活塞、高度傳感器、截止閥，使得充氫過程可以在恒壓環境下進行。本實用新型通過改善儲氫罐的結構，以及增加輔助恒壓裝置，解決了快速充氫過程中的壓縮升溫問題，不再苛刻地限制充氫參數，在提高充氫效率的同時，還拓寬了氫氣的應用范圍。

優選地，所述渉氫裝置安裝于氫能源汽車中，所述輔助恒壓裝置安裝于加氫站中。