專利名稱：一種氫燃料電動車氫氣加注及配送的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氫燃料電池電動車領(lǐng)域，尤其涉及氫燃料電池所用氫氣的補給方法。
背景技術(shù)：
氫燃料電池電動車是一種以氫氣為燃料，通過燃料電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能從而驅(qū)動引擎的新型節(jié)能環(huán)保零排放交通工具。氫燃料電動車都配備有存儲氫氣的氣瓶作為燃料供給源。作為氫的儲存和運輸手段，當前人們更多著眼于一種在某一溫度和壓力條件下吸儲氫而變成氫化物，需要時在另一溫度和壓力下將氫釋放出來的，被稱作"氫吸儲合金"的金屬的利用。使用氫吸儲合金的氫氣瓶與不使用氫吸儲合金的氫氣瓶相比，在相同容積下可儲存更多的氫，因而受到人們的關(guān)注。氫氣瓶中氫氣的加注，通常是在被稱作氫氣加氣站的，相當于汽油加油站和天然氣加氣站的地方進行的。例如，通常的氫氣加氣站具有由多個氣瓶組成的氫氣儲存設(shè)備、以及將氫氣儲存設(shè)備供給的氫氣加注到車輛氫氣瓶中的分配器(灌裝機)。并且，在將設(shè)置在分配器軟管前端的連接器連接在所述氫氣瓶的加注口上的狀態(tài)下，利用加氣站氫氣儲存設(shè)備與車輛上氫氣瓶之間的壓力差向氫氣瓶內(nèi)加注氫氣。在向氫氣瓶中加注氫氣時，氫氣瓶內(nèi)的溫度會升高，因此，若不邊對氫氣瓶進行冷卻邊加注氫氣，則需要較長的加注時間。此外，由于氫吸儲合金的氫吸儲反應(yīng)屬于發(fā)熱反應(yīng)，因此，在將氫吸儲在氫吸儲合金中以增加氫氣灌裝量時，如果不進行冷卻，氫吸儲反應(yīng)便不能夠順利地進行。 在先技術(shù)有公開號為CN1933999A的日本專利"氫氣加氣站、氫氣灌裝方法及車輛"提出的一種對氣瓶及加氣系統(tǒng)冷卻和散熱的技術(shù)方案；還有各種內(nèi)部附加有熱交換器的儲氫氣瓶的設(shè)計，該技術(shù)的實例包括由日本Toyota提出的"高壓_MH混合儲氫罐"、由美國OvonicS提供的"用于氫內(nèi)燃機的腿儲氫罐"和Japan Steel Works提出的"緊湊式MH儲氫罐"等。但以上在先技術(shù)方案都是在瓶氣與車體相結(jié)合的情況下加注氫氣的，所以都難以從根本上解決快速加氣與氣瓶有效散熱的矛盾。 雖然目前很多卓有成效的新型氫氣存儲系統(tǒng)研究的關(guān)鍵就是想在補充氫氣的同時，通過一些附件連接器迅速制冷和散熱，即有效克服上述所說的矛盾，但不能不說這種研究通常還只是局限在氣瓶與車體相結(jié)合情況下加注氫氣的傳統(tǒng)習慣的偏見之中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就在于克服傳統(tǒng)習慣形成的偏見，通過改變在先技術(shù)
氫氣就車加注的方式為離車加注，另辟蹊徑從根本上解決快速加氣與氣瓶有效散熱的矛
盾。所要解決的另一個技術(shù)問題在于通過標準規(guī)格氣瓶的設(shè)計，使同標準規(guī)格氣瓶在不同
車輛間可以通用，既便于在加氣站/換氣站對用完的氣瓶直接更換，也便于在沒有加氣站/
換氣站的情況下不同車輛間可以通過交換氣瓶進行協(xié)助，以使半途中燃料用盡的車輛能繼
續(xù)行駛到有加氣站/換氣站的地方。 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的
—種氫燃料電動車氫氣加注的方法，其氫氣加注過程是采用氣瓶離車加注的方式進行的，具體包括下列步驟 A.將儲氫氣瓶從車輛上卸下，使氣瓶與車體完全分離；
B.給車輛換上同大小標準規(guī)格已加好氫氣的氣瓶；
C.將換好氣瓶的車輛駛離加氣站/換氣站；
D.將換下來空的氣瓶拿到加氣車間加注氫氣。 較佳的，所述可分離車載儲氫氣瓶分為至少大、中、小三種標準規(guī)格，同一標準規(guī)格氣瓶相互之間可以直接更換，且可以在不同車輛上通用，當然，所述車輛僅限于使用該儲氫氣瓶的氫燃料電動車。 較佳的，所述加氣車間的加氣系統(tǒng)上配備有熱交換器，所述熱交換器具有快速的制冷和散熱能力。 較佳的，所述加氣車間的加氣系統(tǒng)可以同時對多個氣瓶一起加注氫氣。 較佳的，所述車載氣瓶在一輛電動車上配備有1、2、3或4個，且氣瓶是逐個使用，
即只有在一個氣瓶內(nèi)氫氣用盡后，才依次開啟下一個氣瓶。 較佳的，所述車載氣瓶每個氣瓶上均帶有一個獨立的轉(zhuǎn)接閥與氫燃料電池系統(tǒng)單獨連接。 較佳的，所述車載氣瓶每個氣瓶都能分別單獨安裝和卸載。 —種氫燃料電動車氫氣配送的方法，其氫氣配送過程是以一種可卸載標準規(guī)格儲氫氣瓶為轉(zhuǎn)儲工具進行的，可以是將在大型加氣車間加好氣的所述標準規(guī)格儲氫氣瓶分別配送到各加氣站/換氣站；也可以是將制氫廠制成的氫氣通過輸氣管道輸送到各加氣站/換氣站，在加氣站/換氣站設(shè)置一小型加氣車間，然后對從需要加氣的車輛上換下的空的所述標準規(guī)格儲氫氣瓶在該小型加氣車間里加注氫氣。 本文使用的術(shù)語"離車加注"和"就車加注"，分別是指將儲氫氣瓶從車輛上卸載下來后在加氫車間里對空的氣瓶加注氫氣，和傳統(tǒng)習慣上儲氫氣瓶不從車輛上卸載下來，而是直接在車上通過連接軟管對空的氣瓶加注氫氣。
本發(fā)明的有益效果在于 1、采用氫氣離車加注的方式后，從根本上克服了儲氫氣瓶，尤其是使用"氫吸儲合金"技術(shù)的儲氫氣瓶快速加氣與氣瓶有效散熱的矛盾。 2、通過儲氫氣瓶規(guī)格標準化設(shè)計，使同標準規(guī)格氣瓶在不同車輛間可以通用，既便于在加氣站/換氣站對用完的氣瓶直接更換節(jié)約時間，也便于在沒有加氣站/換氣站的情況下不同車輛間可以通過交換氣瓶進行協(xié)助，以使半途中燃料用盡的車輛能繼續(xù)行駛到有加氣站/換氣站的地方。
具體實施例方式
本發(fā)明所述氫氣加注方法的過程是這樣進行的，首先將氫氣用盡的車載儲氫氣瓶從車輛上卸載下來，同時用已加滿氫氣的同大小標準規(guī)格儲氫氣瓶直接換上，再將空的氣瓶拿到加氫車間統(tǒng)一加注氫氣，具體步驟包括A.將儲氫氣瓶從車輛上卸下，使氣瓶與車體完全分離；B.給車輛換上同大小標準規(guī)格已加好氫氣的氣瓶；C.將換好氣瓶的車輛駛離加氣站/換氣站；D.將換下來空的氣瓶拿到加氣車間加注氫氣。
為了便于氣瓶直接更換，所述可分離車載儲氫氣瓶分為大、中、小三種標準規(guī)格，同一標準規(guī)格氣瓶相互之間可以直接更換，且可以在不同車輛上通用。最大型號氣瓶的尺寸和重量以一普通成年男子能方便地從車輛上卸下或裝上為準，中小型號氣瓶的尺寸和重
量依次減小。各型號氣瓶的尺寸和重量一旦設(shè)定，每一型號就要嚴格按照標準規(guī)格執(zhí)行，以便于同型號氣瓶之間的相互更換。 為了氣瓶加氫過程的流暢快速，所述加氣車間的加氣系統(tǒng)上配備有良好的熱交換器，以滿足加氣過程中對加氣系統(tǒng)的整體制冷和對氣瓶的快速散熱。 為了提高加氣站/換氣站的工作效率，所述加氣車間的加氣系統(tǒng)可以同時對多個氣瓶一起加注氫氣。即每次空的氣瓶換下后，并不對每個空的氣瓶單獨加氣，而是將空的氣瓶積累到一定數(shù)量后統(tǒng)一加注氫氣。 為了便于氣瓶的更換，所述車載儲氫氣瓶在一輛電動車上配備有1、2、3或4個，且
氣瓶是逐個使用，即只有在一個氣瓶內(nèi)氫氣用盡后，才依次開啟下一個氣瓶。 為了便于氣瓶的更換，所述車載氣瓶每個氣瓶上均帶有一個獨立的轉(zhuǎn)接閥與氫燃
料電池系統(tǒng)單獨連接。 為了便于氣瓶的更換，所述車載氣瓶每個氣瓶都能分別單獨安裝和卸載。
本發(fā)明所述氫氣配送方法 實施方式一是將在大型加氣車間加好氣的各類型號標準規(guī)格儲氫氣瓶分別配送到各加氣站/換氣站，當有路過車輛氫燃料用盡到加氣站/換氣站加氣時，只需要直接用加好氣的同標準規(guī)格儲氫氣瓶將用盡的空的氣瓶換下，再將空的氣瓶收集進來，達到一定數(shù)量后統(tǒng)一運送到大型加氣車間統(tǒng)一加氣。 實施方式二是將制氫廠制成的氫氣通過輸氣管道輸送到各加氣站/換氣站，在每個加氣站/換氣站設(shè)置一小型加氣車間，然后將從需要加氣的車輛上換下的空的氣瓶收集起來，達到適當數(shù)量后在所述小型加氣車間里統(tǒng)一加注氫氣。 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此。對于其它非車輛用的氫燃料電池系統(tǒng)，如果是通過氣瓶直接更換的方法補給氫燃料，則該方法也涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。并且任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變的，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種氫燃料電動車氫氣加注的方法，其特征在于氫氣加注過程是采用氣瓶離車加注的方式進行的，包括下列步驟A.將儲氫氣瓶從車輛上卸下，使氣瓶與車體完全分離；B.給車輛換上同大小標準規(guī)格已加好氫氣的氣瓶；C.將換好氣瓶的車輛駛離加氣站/換氣站；D.將換下來空的氣瓶拿到加氣車間加注氫氣。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫燃料電動車氫氣加注的方法，其特征在于所述可分離車 載儲氫氣瓶分為至少大、中、小三種標準規(guī)格，同一標準規(guī)格氣瓶相互之間可以直接更換， 且可以在不同車輛上通用。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫燃料電動車氫氣加注的方法，其特征在于所述加氣車間 的加氣系統(tǒng)上配備有熱交換器，所述熱交換器具有快速的制冷和散熱能力。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的氫燃料電動車氫氣加注的方法，其特征在于所述加氣 車間的加氣系統(tǒng)可以同時對多個氣瓶一起加注氫氣。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氫燃料電動車氫氣加注的方法，其特征在于所述車載氣瓶在一輛電動車上配備有1、2、3或4個，且氣瓶是逐個使用，即只有在一個氣瓶內(nèi)氫氣用盡后，才依次開啟下一個氣瓶。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氫燃料電動車氫氣加注的方法，其特征在于所述車載氣瓶每個氣瓶上均帶有一個獨立的轉(zhuǎn)接閥與氫燃料電池系統(tǒng)單獨連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氫燃料電動車氫氣加注的方法，其特征在于所述車載氣瓶每個氣瓶都能分別單獨安裝和卸載。
8. —種氫燃料電動車氫氣配送的方法，其特征在于氫氣配送過程是以權(quán)利要求1或2所述的可卸載標準規(guī)格儲氫氣瓶為轉(zhuǎn)儲工具進行的，可以是將在大型加氣車間加好氣的所述標準規(guī)格儲氫氣瓶分別配送到各加氣站/換氣站；也可以是將制氫廠制成的氫氣通過輸 氣管道輸送到各加氣站/換氣站，在加氣站/換氣站設(shè)置一小型加氣車間，然后對從需要加 氣的車輛上換下的空的所述標準規(guī)格儲氫氣瓶在該小型加氣車間里加注氫氣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氫氣加注及配送的方法。所述氫氣加注過程是在車載氣瓶卸載后進行離車加注的，并用已加滿氫氣的同大小標準規(guī)格氣瓶在車輛上直接與空的氣瓶進行更換。所述氫氣配送過程是將在大型加氣車間加好氣的各型標準規(guī)格儲氫氣瓶分別配送到各加氣站/換氣站，或是將制氫廠制成的氫氣通過輸氣管道輸送到各加氣站/換氣站，在加氣站/換氣站設(shè)置一小型加氣車間，然后對從車輛上換下的空的氣瓶在該小型加氣車間里加注氫氣。本發(fā)明所述方法通過氫氣的離車加注和氣瓶的標準化設(shè)計，不但可以使氣瓶直接更換節(jié)省加氣時間，也便于將氣瓶收集起來在具有良好熱交換系統(tǒng)的加氣車間內(nèi)對空的氣瓶統(tǒng)一加注氫氣，從而降低對儲氫氣瓶熱交換能力的設(shè)計要求。
文檔編號B60S5/02GK101758819SQ20101001013
公開日2010年6月30日 申請日期2010年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月13日
發(fā)明者張應(yīng)剛 申請人:張應(yīng)剛