本發(fā)明涉及氫能源基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，尤其涉及到一種為“換氫瓶模式”氫燃料電池車(chē)的車(chē)載儲(chǔ)氫模塊供氫的加氫站系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、加氫站，是專(zhuān)為燃料電池汽車(chē)提供氫氣的燃?xì)庹荆鳛闅淠墚a(chǎn)業(yè)鏈的重要環(huán)節(jié)，加氫站的建設(shè)對(duì)于推動(dòng)氫能汽車(chē)的普及和發(fā)展具有重要意義。

2、在氫氣加注技術(shù)方面，以高壓氣氫加注技術(shù)為主，液氫加氫技術(shù)仍處在起步階段，而高壓氣氫加注受加氫設(shè)備硬件和配套設(shè)備投資有限的影響，難以短期內(nèi)快速提升高壓氣氫加注速度并實(shí)際應(yīng)用，這造成在一些加氫站的實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，一些燃料電池車(chē)型儲(chǔ)氫量較大，氫氣加注速度有限，造成氫氣加注時(shí)間長(zhǎng)，后續(xù)車(chē)輛排隊(duì)時(shí)間長(zhǎng)等現(xiàn)象，而且在一些惡劣天氣和特定環(huán)境下運(yùn)營(yíng)人員工作條件和人數(shù)受限，氫氣燃料電池車(chē)“換氫瓶加注模式”應(yīng)運(yùn)而生，即氫氣燃料電池車(chē)以直接更換車(chē)載供氫模塊的方式，實(shí)現(xiàn)快速補(bǔ)能，從而大幅提升加氫效率和便利性。基于上述“換氫瓶加注模式”優(yōu)勢(shì)，本發(fā)明提出一種有益于該模式推廣應(yīng)用的加氫站系統(tǒng)，以解決當(dāng)下遇到加氫速度慢、長(zhǎng)時(shí)間等待加氫、人工加氫環(huán)境差的情況，同時(shí)對(duì)加氫站系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化以節(jié)省加氫站固定投資。

3、因此，有必要對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改善，以克服上述缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種為“換氫瓶模式”氫燃料電池車(chē)的車(chē)載儲(chǔ)氫模塊供氫的加氫站設(shè)備系統(tǒng)及其工作方法，以解決當(dāng)下加氫站模式所遇到車(chē)輛加氫速度慢和長(zhǎng)時(shí)間等待加氫的情況，同時(shí)對(duì)設(shè)備配置進(jìn)行了優(yōu)化以節(jié)省加氫站固定投資。

2、本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、一種為“換氫瓶模式”氫燃料電池車(chē)的車(chē)載儲(chǔ)氫模塊供氫的加氫站設(shè)備系統(tǒng)，包括plc控制模塊、以及與plc控制模塊通信連接的緊急切斷模塊、氫氣泄漏及火焰檢測(cè)模塊、工藝設(shè)備模塊和車(chē)載儲(chǔ)氫模塊；

4、所述plc控制模塊用于采集氫氣泄漏及火焰檢測(cè)模塊、工藝設(shè)備模塊的關(guān)鍵信號(hào)，聯(lián)鎖緊急切斷模塊控制工藝設(shè)備模塊運(yùn)行；

5、所述工藝設(shè)備模塊包括氫氣卸車(chē)模塊、氫氣壓縮模塊、氮?dú)鈪R流排、長(zhǎng)管拖車(chē)、冷水機(jī)組和充裝匯流排；

6、氫氣卸車(chē)模塊通過(guò)若干卸車(chē)柱與長(zhǎng)管拖車(chē)連接，其用于卸載長(zhǎng)管拖車(chē)裝載的氫氣，氫氣卸車(chē)模塊的出氫口與氫氣壓縮模塊連接，氫氣通過(guò)氫氣壓縮模塊輸入充裝匯流排，冷水機(jī)組與氫氣壓縮模塊連通，且用于為氫氣壓縮模塊降溫，在充裝匯流排包括若干用于向車(chē)載儲(chǔ)氫模塊充裝氫氣的分支管路，充好的車(chē)載儲(chǔ)氫模塊用于更換燃料電池車(chē)上的車(chē)載儲(chǔ)氫模塊。

7、進(jìn)一步的，所述緊急切斷模塊包括急停按鈕和緊急切斷閥，急停按鈕與plc控制模塊的信號(hào)輸入端連接，其用于向plc控制模塊發(fā)出急停信號(hào)，若干緊急切斷閥安裝在工藝設(shè)備模塊的管路內(nèi)，其用于防止工藝設(shè)備模塊內(nèi)的氫氣壓力過(guò)大。

8、進(jìn)一步的，所述氫氣泄漏及火焰檢測(cè)模塊包括可燃?xì)怏w報(bào)警主機(jī)、氫氣泄漏探頭、火焰報(bào)警主機(jī)和火焰探頭；氫氣泄漏探頭和火焰探頭分別用于監(jiān)測(cè)氫氣泄露和火焰，并通過(guò)可燃?xì)怏w報(bào)警主機(jī)和火焰報(bào)警主機(jī)向plc控制模塊發(fā)送信號(hào)。

9、進(jìn)一步的，所述充裝匯流排包括若干分支管路，分支管路的前端通過(guò)入口管路分別與氫氣壓縮模塊和氮?dú)鈪R流排連接，分支管路的后端設(shè)有用于與與車(chē)載儲(chǔ)氫模塊連接的加氫槍。

10、進(jìn)一步的，所述入口管路上設(shè)有過(guò)濾器和流量計(jì)；

11、所述入口管路的入口端通過(guò)第一管路和第二管路分別與氫氣壓縮模塊和氮?dú)鈪R流排連接，在第一管路上設(shè)有第一針閥，在第二管路上設(shè)有第二針閥和止回閥；

12、所述入口管路的出口端分別與一分支管路連通。

13、進(jìn)一步的，所述分支管路的入口處設(shè)有第三針閥，分支管路的出口處設(shè)有加氫槍?zhuān)诜种Ч苈飞显O(shè)有緊急切斷閥、壓力表和壓力傳感器，分支管路通過(guò)緊急切斷閥與排放管路連通，在排放管路上設(shè)有球閥；

14、所述分支管路還與安全管路連接，在所述安全管路的入口端設(shè)有止回閥和第四針閥，在所述安全管路的出口端設(shè)有安全閥和第五針閥。

15、一種為“換氫瓶模式”氫燃料電池車(chē)的車(chē)載儲(chǔ)氫模塊供氫的加氫站工作方法，包括如下步驟：

16、1)將前端的氫氣卸車(chē)模塊通過(guò)卸車(chē)柱與長(zhǎng)管拖車(chē)連接，將后端的充裝匯流排與車(chē)載儲(chǔ)氫模塊連接；

17、2)打開(kāi)第二管路上的第二針閥和緊急切斷閥，通過(guò)氮?dú)鈪R流排導(dǎo)入氮?dú)膺M(jìn)行氮?dú)庵脫Q，等到壓力表上的壓力達(dá)到置換壓力且保壓數(shù)十秒后，打開(kāi)安全管路上的閥門(mén)泄壓到充裝壓力；

18、3)關(guān)閉上述閥門(mén)，打開(kāi)第一管路上的第一針閥開(kāi)始充裝氫氣，在充裝氫氣的前期，工藝設(shè)備模塊采用直通模式，在直通模式下，長(zhǎng)管拖車(chē)內(nèi)的壓力大于車(chē)載儲(chǔ)氫模塊內(nèi)的壓力，因此無(wú)需啟動(dòng)氫氣壓縮模塊，長(zhǎng)管拖車(chē)存儲(chǔ)的氫氣便會(huì)在壓力差的作用下通過(guò)充裝匯流排進(jìn)入車(chē)載儲(chǔ)氫模塊；

19、4)當(dāng)車(chē)載儲(chǔ)氫模塊內(nèi)的壓力逐漸升高并接近長(zhǎng)管拖車(chē)內(nèi)的壓力時(shí)，工藝設(shè)備模塊采用增壓模式，在增壓模式下，啟動(dòng)氫氣壓縮模塊對(duì)前端的氫氣進(jìn)行增壓后，使前端的氫氣大于車(chē)載儲(chǔ)氫模塊的壓力，氫氣在通過(guò)壓力差的作用下充裝匯流排進(jìn)入車(chē)載儲(chǔ)氫模塊；

20、5)車(chē)載儲(chǔ)氫模塊充裝完畢后，將車(chē)載儲(chǔ)氫模塊轉(zhuǎn)移至相應(yīng)位置以備后續(xù)使用。

21、綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：

22、采用本發(fā)明所述的一種為“換氫瓶模式”氫燃料電池車(chē)的車(chē)載儲(chǔ)氫模塊供氫的加氫站系統(tǒng)和工作方法，搭配氫氣燃料電池車(chē)“換氫瓶加注模式”，解決當(dāng)下遇到加氫速度慢和長(zhǎng)時(shí)間等待加氫的情況，同時(shí)對(duì)加氫模式進(jìn)行優(yōu)化，利用各設(shè)備模塊的配合運(yùn)行優(yōu)化，以節(jié)省加氫站固定投資。

技術(shù)特征：

1.一種為可換裝式車(chē)載儲(chǔ)氫模塊供氫的加氫系統(tǒng)，其特征在于，包括plc控制模塊(2)、以及與plc控制模塊(2)通信連接的緊急切斷模塊(1)、氫氣泄漏及火焰檢測(cè)模塊(3)、工藝設(shè)備模塊(5)和車(chē)載儲(chǔ)氫模塊(6)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的為可換裝式車(chē)載儲(chǔ)氫模塊供氫的加氫系統(tǒng)，其特征在于，所述緊急切斷模塊(1)包括急停按鈕(11)和緊急切斷閥(12)，急停按鈕(11)與plc控制模塊(2)的信號(hào)輸入端連接，其用于向plc控制模塊(2)發(fā)出急停信號(hào)，若干緊急切斷閥(12)安裝在工藝設(shè)備模塊(5)的管路內(nèi)，其用于防止工藝設(shè)備模塊(5)內(nèi)的氫氣壓力過(guò)大。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的為可換裝式車(chē)載儲(chǔ)氫模塊供氫的加氫系統(tǒng)，其特征在于，所述氫氣泄漏及火焰檢測(cè)模塊(3)包括可燃?xì)怏w報(bào)警主機(jī)(31)、氫氣泄漏探頭(32)、火焰報(bào)警主機(jī)(33)和火焰探頭(34)；氫氣泄漏探頭(32)和火焰探頭(34)分別用于監(jiān)測(cè)氫氣泄露和火焰，并通過(guò)可燃?xì)怏w報(bào)警主機(jī)(31)和火焰報(bào)警主機(jī)(33)向plc控制模塊(2)發(fā)送信號(hào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的為可換裝式車(chē)載儲(chǔ)氫模塊供氫的加氫系統(tǒng)，其特征在于，所述充裝匯流排(56)包括若干分支管路(561)，分支管路(561)的前端通過(guò)入口管路(562)分別與氫氣壓縮模塊(52)和氮?dú)鈪R流排(53)連接，分支管路(561)的后端設(shè)有用于與車(chē)載儲(chǔ)氫模塊(6)連接的加氫槍(563)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的為可換裝式車(chē)載儲(chǔ)氫模塊供氫的加氫系統(tǒng)，其特征在于，所述入口管路(562)上設(shè)有過(guò)濾器(5621)和流量計(jì)(5622)；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的為可換裝式車(chē)載儲(chǔ)氫模塊供氫的加氫系統(tǒng)，其特征在于，所述分支管路(561)的入口處設(shè)有第三針閥(5611)，分支管路(561)的出口處設(shè)有加氫槍(563)，在分支管路(561)上設(shè)有緊急切斷閥(12)、壓力表(5612)和壓力傳感器(5613)，分支管路(561)通過(guò)緊急切斷閥(12)與排放管路連通，在排放管路上設(shè)有球閥(5614)；

7.一種為可換裝式車(chē)載儲(chǔ)氫模塊供氫的加氫系統(tǒng)及方法的工作方法，具有如權(quán)利要求6所述的加氫站系統(tǒng)，其特征在于，包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種為可換裝式車(chē)載儲(chǔ)氫模塊供氫的加氫系統(tǒng)，包括PLC控制模塊、緊急切斷模塊、氫氣泄漏及火焰檢測(cè)模塊、工藝設(shè)備模塊和車(chē)載儲(chǔ)氫模塊；PLC控制模塊用于采集氫氣泄漏及火焰檢測(cè)模塊、工藝設(shè)備模塊的關(guān)鍵信號(hào)，聯(lián)鎖緊急切斷模塊控制工藝設(shè)備模塊運(yùn)行；工藝設(shè)備模塊包括氫氣卸車(chē)模塊、氫氣壓縮模塊、氮?dú)鈪R流排、長(zhǎng)管拖車(chē)、冷水機(jī)組和充裝匯流排；氫氣卸車(chē)模塊通過(guò)若干卸車(chē)柱與長(zhǎng)管拖車(chē)連接，其用于卸載長(zhǎng)管拖車(chē)裝載的氫氣，氫氣卸車(chē)模塊的出氫口與氫氣壓縮模塊連接，氫氣通過(guò)氫氣壓縮模塊輸入充裝匯流排，冷水機(jī)組與氫氣壓縮模塊連通，且用于為氫氣壓縮模塊降溫，在充裝匯流排包括若干用于向車(chē)載儲(chǔ)氫模塊充裝氫氣的分支管路，充裝完畢的車(chē)載儲(chǔ)氫模塊用于后續(xù)更換“換氫瓶模式”氫燃料電池車(chē)上的車(chē)載儲(chǔ)氫模塊。

技術(shù)研發(fā)人員：潘旭芳,劉紹軍,何宏凱,陳華強(qiáng),鄭明強(qiáng),朱金順,丁建華,閆冠宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海舜華新能源系統(tǒng)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/13