本發(fā)明涉及一種燃料電池汽車用的供氫系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

鑒于石油資源的消耗和減排需求，發(fā)展新能源汽車成為國家重要戰(zhàn)略。新能源汽車現(xiàn)階段主要有純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車三大類。其中氫燃料電池汽車，因其零排放、加氫速度快、續(xù)航里程可觀等優(yōu)勢，而使用最為廣泛。但是氫氣的易燃易爆和高壓儲存的特點帶來了一定的安全隱患。安全可靠的儲存、傳輸以及發(fā)生交通事故時的安全性成了氫燃料電池汽車至關(guān)重要的性能。因此在設(shè)計燃料電池汽車的氫氣管路時，要保證各種情況下氫氣的安全使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種使用安全的燃料電池汽車用的供氫系統(tǒng)。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：

一種燃料電池汽車用的供氫系統(tǒng)，包括氣瓶、組合瓶閥、加氫管路、工作管路、過壓泄荷管路、高溫泄放管路、卸荷管路、加氫口、放空口和燃料電池反應(yīng)堆，所述氣瓶通過組合瓶閥與工作管路一端相連接，所述工作管路的另一端連接燃料電池反應(yīng)堆，所述工作管路上還設(shè)有壓力調(diào)節(jié)器，且壓力調(diào)節(jié)器上還連接有中壓壓力傳感器，所述壓力調(diào)節(jié)器與組合瓶閥之間的工作管路上設(shè)有過流閥，所述壓力調(diào)節(jié)器與燃料電池反應(yīng)堆之間的工作管路上設(shè)有球閥；所述加氫管路的一端連接到過流閥與壓力調(diào)節(jié)器之間的工作管路上，另一端連接到加氫口；所述過壓泄荷管路一端連接到壓力調(diào)節(jié)器，另一端連接到放空口，所述過壓泄荷管路上還設(shè)有壓力泄放閥；所述高溫泄放管路連接組合瓶閥與放空口；所述卸荷管路一端連接在壓力調(diào)節(jié)器與球閥之間的工作管路上，另一端連接放空口，所述卸荷管路上還設(shè)有針閥。

作為優(yōu)選方案:所述組合瓶閥包括PRD模塊、電磁閥模塊和高壓壓力傳感器，所述PRD模塊連接氣瓶，所述電磁閥模塊和高壓壓力傳感器設(shè)置在與氣瓶連接的工作管路上。

作為優(yōu)選方案:所述組合瓶閥還包括手動截止模塊。

作為優(yōu)選方案:所述工作管路上位于壓力調(diào)節(jié)器與過流閥之間還設(shè)有第二T型過濾器，所述工作管路上位于球閥與燃料電池反應(yīng)堆之間還設(shè)有第二阻火器。

作為優(yōu)選方案:所述加氫管路上由加氫口往工作管路方向依次設(shè)置有壓力表、單向閥和第一T型過濾器。

作為優(yōu)選方案:所述放空口之前還設(shè)置有用于防止外部火災(zāi)的第一阻火器。

本發(fā)明通過設(shè)置過壓泄荷管路、高溫泄放管路、卸荷管路等安全管路，且在管路上設(shè)有多種球閥，能在各個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題時，及時作出反應(yīng)，避免危險情況發(fā)生。本發(fā)明有效保證了該系統(tǒng)在加氫過程、正常工作、壓力過高、外部火災(zāi)、檢修等不同情況下的氫氣使用，其結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、適用于推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的連接示意圖。

具體實施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如圖1所示的一種燃料電池汽車用的供氫系統(tǒng)，包括氣瓶1、組合瓶閥、加氫管路、工作管路、過壓泄荷管路、高溫泄放管路、卸荷管路、加氫口10、放空口和燃料電池反應(yīng)堆12，所述氣瓶1通過組合瓶閥與工作管路一端相連接，所述工作管路的另一端連接燃料電池反應(yīng)堆12，所述工作管路上還設(shè)有壓力調(diào)節(jié)器16，且壓力調(diào)節(jié)器16上還連接有中壓壓力傳感器17，所述壓力調(diào)節(jié)器16與組合瓶閥之間的工作管路上設(shè)有過流閥19，所述壓力調(diào)節(jié)器16與燃料電池反應(yīng)堆12之間的工作管路上設(shè)有球閥14；所述加氫管路的一端連接到過流閥19與壓力調(diào)節(jié)器16之間的工作管路上，另一端連接到加氫口10；所述過壓泄荷管路一端連接到壓力調(diào)節(jié)器16，另一端連接到放空口，所述過壓泄荷管路上還設(shè)有壓力泄放閥8；所述高溫泄放管路連接組合瓶閥與放空口；所述卸荷管路一端連接在壓力調(diào)節(jié)器16與球閥14之間的工作管路上，另一端連接放空口，所述卸荷管路上還設(shè)有針閥15。

所述組合瓶閥包括PRD模塊2、電磁閥模塊3和高壓壓力傳感器5，所述PRD（即壓力釋放裝置）模塊2連接氣瓶1，所述電磁閥模塊3和高壓壓力傳感器5設(shè)置在與氣瓶1連接的工作管路上。所述組合瓶閥還包括手動截止模塊4。所述工作管路上位于壓力調(diào)節(jié)器16與過流閥19之間還設(shè)有第二T型過濾器18，所述工作管路上位于球閥14與燃料電池反應(yīng)堆12之間還設(shè)有第二阻火器13。所述加氫管路上由加氫口10往工作管路方向依次設(shè)置有壓力表9、單向閥6和第一T型過濾器7。所述放空口之前還設(shè)置有用于防止外部火災(zāi)的第一阻火器11。

所述工作管路用于為燃料電池提供合適氣壓的氫氣；所述加氫管路用于充裝氫氣；所述安全管路包括過壓泄荷管路、高溫泄放管路，過壓泄荷管路用于泄放壓力過高時氣瓶中的氫氣，高溫泄放管路用于環(huán)境溫度過高時放空氫氣瓶，防止損壞燃料電池反應(yīng)堆；所述卸荷管路用于氫氣管路檢修時清空管路中的氫氣，避免檢修時發(fā)生危險。

電磁閥模塊3可在燃料電池系統(tǒng)出現(xiàn)故障時切斷氫氣的供應(yīng)以保障安全。手動截止模塊4是對電磁閥模塊3的補充，是出現(xiàn)系統(tǒng)故障時切斷氫氣供應(yīng)的雙重保障，高壓壓力傳感器5能將氣瓶1內(nèi)的壓力信號轉(zhuǎn)化為氣量信號顯示在駕駛室儀表盤上，PRD模塊2含有易熔合金栓，在105-115℃高溫情況下熔化，對氣瓶1放氣以防止發(fā)生爆炸危險。

所述工作管路由組合瓶閥至燃料電池反應(yīng)堆12，負(fù)責(zé)為燃料電池提供合適氣壓的氫氣。氣瓶1內(nèi)氫氣通過組合瓶閥后依次通過過流閥19、第二T型過濾器18、壓力調(diào)節(jié)器16、球閥14、第二阻火器13，到達(dá)燃料電池反應(yīng)堆12，過流閥19會在管路流量過大時（如管道破裂）自動關(guān)斷氫管路；第二T型過濾器18過濾氫氣中可能含有的固體雜質(zhì)；壓力調(diào)節(jié)器16將氣瓶1內(nèi)的高壓調(diào)節(jié)為燃料電池工作所需壓力附近；壓力調(diào)節(jié)器16處還裝有中壓壓力傳感器17，其會將壓力信號顯示在駕駛室儀表上；球閥14在長時間停車時用于阻斷工作管路；第二阻火器13可防止外部火災(zāi)時火焰通過管路傳回氫氣瓶1。

所述加氫管路由加氫口10經(jīng)單向閥6、第一T型過濾器7、過流閥19、組合瓶閥至氣瓶1，氫氣充裝時高壓氫氣由加氫口10進(jìn)入，因加氫時汽車斷電，無法使用壓力傳感器，故用壓力表9實時顯示氣瓶壓力以免過充；單向閥6防止停止充氣后氫氣外泄；第一T型過濾器7用于過濾氫氣中可能參雜的固體顆粒。

所述安全管路包括壓泄荷管路和高溫泄放管路。壓泄荷管路指當(dāng)中壓壓力傳感器17檢測到管路壓力過大時，壓力泄放閥8會自動泄放過高壓力，保證管路壓力在安全范圍以內(nèi)，以免對燃料電池反應(yīng)堆造成破壞；高溫泄放管路指瓶口組合閥的PRD模塊2內(nèi)的易熔合金會在110℃±5 ℃的溫度下熔化，泄放高壓氣瓶中的氫氣，同時PRD模塊中有爆破片，其會在一定壓力下破裂以泄放氣瓶內(nèi)氫氣，防止氣瓶爆炸，泄放出的氫氣都經(jīng)第一阻火器11排出，若外部發(fā)生火災(zāi)則通過燃燒氫氣的方式避免氫氣爆炸造成更嚴(yán)重的后果。

所述卸荷管路用于檢修時，可以通過擰開針閥15卸荷管路中的氫氣，氫氣經(jīng)第一阻火器11排出，避免檢修時發(fā)生危險。

綜上，本發(fā)明對氫燃料電池汽車在加氫、正常工作、壓力過高、外部火災(zāi)、檢修等各種情況下的氫氣安全進(jìn)行了周全設(shè)計。

應(yīng)當(dāng)指出，以上實施例僅是本發(fā)明的代表性例子。本發(fā)明還可以有許多變形。凡是依據(jù)本發(fā)明的實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均應(yīng)認(rèn)為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。