專利名稱：非電驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)式高壓氫氣加注系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高壓氫氣的加注設(shè)備，特別涉及燃料電池汽車使用的非電驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)式高壓氫氣加注系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
質(zhì)子交換膜燃料電池因其高效率和零排放等優(yōu)點(diǎn)，將成為21世紀(jì)理想的汽車動(dòng)力和分散發(fā)電設(shè)備。燃料電池的供氫方式目前仍以高壓氫氣為主。以質(zhì)子交換膜燃料電池為動(dòng)力的燃料電池汽車已進(jìn)入了商業(yè)化示范運(yùn)行階段。作為燃料電池的燃料供給源，高壓氫氣加氫系統(tǒng)的開發(fā)已成為燃料電池汽車發(fā)展的重要一環(huán)。
在燃料電池汽車發(fā)展的早期，因固定加氫站的數(shù)量有限，將會(huì)限制燃料電池汽車的行駛范圍，阻礙燃料電池汽車的發(fā)展。移動(dòng)式加氫站的開發(fā)則可彌補(bǔ)這一缺陷。國外的移動(dòng)加氫站主要采用兩種方式其一是采用高壓儲(chǔ)氫瓶組預(yù)先增壓至40-44MPa后，再運(yùn)送至試驗(yàn)場(chǎng)所，利用高壓儲(chǔ)氫瓶與車載儲(chǔ)氫瓶之間的壓力差為燃料電池汽車快速充氫。在我國受高壓氣體許可的運(yùn)輸壓力不得高于15MPa的限制，將無法采用此方法。其二是在加氫現(xiàn)場(chǎng)，利用電力驅(qū)動(dòng)的氫氣壓縮機(jī)將低于15MPa的氫氣增壓至40-44MPa的高壓儲(chǔ)氫瓶組，再向燃料電池汽車快速充氫，也可以不用高壓儲(chǔ)氫瓶組，直接壓縮注入燃料電池汽車車載儲(chǔ)氫瓶，直至額定壓力。該方法常常會(huì)受現(xiàn)場(chǎng)供電的限制，而無法實(shí)施。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問題是提供一種非電驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)式的高壓加氫系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有高壓氫氣加注系統(tǒng)受場(chǎng)地供電限制以及無法滿足高壓氣體道路運(yùn)輸限制等缺陷。
本實(shí)用新型解決技術(shù)問題的技術(shù)方案如下本實(shí)用新型的非電驅(qū)動(dòng)移動(dòng)式氫氣加注系統(tǒng)，包括氫氣氣源、加氫系統(tǒng)，帶液壓系統(tǒng)的牽引車、半掛車。加氫系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)閥與氫氣氣源連接；所述加氫系統(tǒng)為撬裝式加氫系統(tǒng)，包括氫氣增壓器、液壓空壓機(jī)、加氣機(jī)、控制和調(diào)節(jié)閥門；所述液壓空壓機(jī)一端通過高壓油管與牽引車的液壓系統(tǒng)連接，另一端與氫氣增壓器連接；氫氣增壓器通過調(diào)節(jié)閥分別與氣源、加氣機(jī)連接；加氣機(jī)通過加氣槍為被加注對(duì)象加注高壓氫氣；所述撬裝式加氫系統(tǒng)固定于半掛車上，所述氫氣增壓器為采用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的氫氣增壓器。
作為本實(shí)用新型的優(yōu)選的實(shí)施方式，本實(shí)用新型撬裝式加氫系統(tǒng)還包括高壓儲(chǔ)氫瓶組，高壓儲(chǔ)氫瓶組通過調(diào)節(jié)閥分別與氣源、氮?dú)馄拷M、氫氣增壓器、加氣機(jī)連接。從而可以實(shí)施對(duì)氫氣的先增壓后快速加注。
通過在撬裝式加氫系統(tǒng)安裝氮?dú)馄拷M，完成加氫裝置維護(hù)、檢修前或緊急狀況下管路的氮?dú)獯祾摺?br> 通過高壓儲(chǔ)氫瓶組對(duì)燃料電池汽車的分級(jí)充氫，最高加注壓力可達(dá)70MPa。
通過氣體增壓器的直接加注，最高加氣壓力可達(dá)150MPa。
本實(shí)用新型采用牽引車的液壓泵系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)液壓空壓機(jī)產(chǎn)生壓縮空氣從而在氫氣增壓器中產(chǎn)生高壓氫氣，來實(shí)現(xiàn)移動(dòng)式高壓加氫的非電驅(qū)動(dòng)，從而克服了現(xiàn)有加氫系統(tǒng)受場(chǎng)地供電限制的缺陷，使之不受使用場(chǎng)地的配電限制，特別適合于野外作業(yè)。同時(shí)本實(shí)用新型兼有氫氣泄漏報(bào)警、超溫超壓泄壓、安全放散和氮?dú)獯祾吖δ?。滿足氫氣使用場(chǎng)所的防爆要求，通過對(duì)高壓儲(chǔ)氫瓶組的壓力分級(jí)和程序控制，可實(shí)現(xiàn)對(duì)燃料電池汽車的快速加注，滿足氫氣運(yùn)輸?shù)膲毫ο拗埔蟆?br>

圖1是本實(shí)用新型高壓加氫系統(tǒng)加氫過程示意圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。
參見圖1本實(shí)用新型包括氫氣氣源1、加氫系統(tǒng)，帶液壓系統(tǒng)的牽引車9、半掛車10。加氫系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)閥b與氫氣氣源1連接，加氫系統(tǒng)為撬裝式加氫系統(tǒng)，包括氫氣增壓器4、液壓空壓機(jī)6、加氣機(jī)5、高壓儲(chǔ)氫瓶組3、氮?dú)怃撈拷M2。液壓空壓機(jī)6一端通過高壓油管與牽引車的液壓系統(tǒng)7連接，另一端與氫氣增壓器4連接；氫氣增壓器4通過調(diào)節(jié)閥e、g分別與氣源1、加氣機(jī)5連接；加氣機(jī)5通過調(diào)節(jié)閥f與氣源1連接；撬裝式加氫系統(tǒng)固定于半掛車10上，氫氣增壓器采用壓縮空氣驅(qū)動(dòng)。
借助取力裝置，牽引車發(fā)動(dòng)機(jī)8帶動(dòng)車載液壓系統(tǒng)的液壓泵7工作，液壓泵7通過高壓油管將液壓油送入液壓驅(qū)動(dòng)的液壓空壓機(jī)6，驅(qū)動(dòng)液壓空壓機(jī)6工作，產(chǎn)生的壓縮空氣則由流量和壓力調(diào)節(jié)閥分別控制通入氫氣增壓器4的空氣的壓力和流量，以滿足氫氣增壓器對(duì)壓縮空氣的要求。氫源1可以是商品氫氣集裝格或氫氣管束車或其它氫氣裝載方式。氣瓶組2為氮?dú)怃撈拷M，用于加氫裝置維護(hù)、檢修前或緊急狀況下管路的氮?dú)獯祾?。氣?為高壓儲(chǔ)氫瓶組，用于儲(chǔ)存來自氫源1及經(jīng)增壓器4增壓的高壓氫氣。加氣機(jī)5除了帶有可與車載充氣閥相匹配的加氫槍外，還兼有計(jì)量，溫度、壓力補(bǔ)償及整個(gè)加氫系統(tǒng)的程序控制功能。
本實(shí)用新型的加氫系統(tǒng)的功能可通過下述實(shí)施例加以說明，但不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的權(quán)利和要求的限制。
實(shí)施例1先增壓后加氫方式以氫氣集裝格、管束車為氫源，連接氫源與加氫系統(tǒng)的入口管路。
當(dāng)氫源1的氫氣壓力大于高壓儲(chǔ)氫瓶組3的壓力時(shí)，(1)關(guān)閉所有閥門，打開閥門b、d及儲(chǔ)氫瓶組3的總閥，打開氫源1的總閥，利用氫源1與儲(chǔ)氫瓶組3之間的壓力差，為儲(chǔ)氫瓶組3加氫至兩者壓力相等或相近。(2)關(guān)閉閥d，打開閥e、c，啟動(dòng)牽引車發(fā)動(dòng)機(jī)8，帶動(dòng)車載液壓系統(tǒng)7，液壓空壓機(jī)6將來自于液壓系統(tǒng)7的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)換成壓縮空氣以驅(qū)動(dòng)氫氣增壓器4。來自氫源1的氫氣經(jīng)氫氣增壓器4增壓后充入儲(chǔ)氫瓶組3，直至儲(chǔ)氫瓶組3內(nèi)的氫氣壓力達(dá)到40MPa為止。
當(dāng)氫源1的氫氣壓力小于儲(chǔ)氫瓶組3的壓力時(shí)，跳過步驟(1)，直接進(jìn)入步驟(2)。儲(chǔ)氫瓶組3的氫氣被增壓至40MPa后，停止增壓。
完成上述高壓儲(chǔ)氫瓶組3的增壓步驟后，關(guān)閉所有閥門，打開閥門d、f。儲(chǔ)氫瓶組3中的高壓氫氣經(jīng)加氣機(jī)優(yōu)先程序控制后，即可為燃料電池汽車安全、快速充氫至35MPa。
實(shí)施例2直接加氫方式以氫氣集裝格、管束車為氫源，連接氫源與加氫系統(tǒng)的入口管路。將加氫槍插入燃料電池車載儲(chǔ)氫瓶的充氣閥。
當(dāng)氫源1的氫氣壓力大于燃料電池車載儲(chǔ)氫瓶的氫氣壓力時(shí)，(1)關(guān)閉所有閥門，打開閥門b、f，打開氫源總閥，利用氫源與車載儲(chǔ)氫瓶之間的壓力差，為車載儲(chǔ)氫瓶加氫至兩者壓力相等或相近。(2)關(guān)閉閥f，打開閥e、g，啟動(dòng)牽引車發(fā)動(dòng)機(jī)8，帶動(dòng)車載液壓系統(tǒng)7，液壓空壓機(jī)6將來自于液壓系統(tǒng)7的液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)換成壓縮空氣以驅(qū)動(dòng)氫氣增壓器4。來自氫源1的氫氣經(jīng)氫氣增壓器4增壓后加注入燃料電池汽車車載儲(chǔ)氫瓶，直至車載儲(chǔ)氫瓶內(nèi)氫氣壓力達(dá)到35MPa為止。
當(dāng)氫源1的氫氣壓力小于燃料電池車載儲(chǔ)氫瓶的氫氣壓力時(shí)，跳過步驟(1)，直接進(jìn)入步驟(2)。即可直接將燃料電池汽車的車載儲(chǔ)氫瓶加注至35MPa。
權(quán)利要求1.一種非電驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)式高壓氫氣加注系統(tǒng)，包括氫氣氣源、加氫系統(tǒng)，加氫系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)閥與氫氣氣源連接，其特征在于還包括帶液壓系統(tǒng)的牽引車、半掛車，所述加氫系統(tǒng)為撬裝式加氫系統(tǒng)，包括氫氣增壓器、液壓空壓機(jī)、加氣機(jī)、控制和調(diào)節(jié)閥門，所述液壓空壓機(jī)一端通過高壓油管與牽引車的液壓系統(tǒng)連接，另一端與氫氣增壓器連接；氫氣增壓器通過調(diào)節(jié)閥分別與氣源、加氣機(jī)連接；所述撬裝式加氫系統(tǒng)固定于半掛車上，所述氫氣增壓器為采用壓縮氣體驅(qū)動(dòng)的氫氣增壓器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氣加注系統(tǒng)，其特征在于，所述撬裝式加氫系統(tǒng)還包括高壓儲(chǔ)氫瓶組，所述高壓儲(chǔ)氫瓶組通過調(diào)節(jié)閥分別與氣源、氫氣增壓器、加氣機(jī)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氫氣加注系統(tǒng)，其特征在于，所述撬裝式加氫系統(tǒng)還包括用于氮?dú)獯祾叩牡獨(dú)馄拷M。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的氫氣加注系統(tǒng)，其特征在于，所述加氣機(jī)包括加氫槍、計(jì)量儀表、PLC程序控制面板。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氫氣加注系統(tǒng)，其特征在于，所述氫氣加注系統(tǒng)氫氣的最高加氫壓力為70MPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氣加注系統(tǒng)，其特征在于，所述氫氣加注系統(tǒng)氫氣的最高加氫壓力為150MPa。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種非電驅(qū)動(dòng)移動(dòng)式氫氣加注系統(tǒng)，包括氫氣氣源、加氫系統(tǒng)，帶液壓系統(tǒng)的牽引車、半掛車，所述加氫系統(tǒng)為撬裝式加氫系統(tǒng)，包括氫氣增壓器、液壓空壓機(jī)、加氣機(jī)、控制和調(diào)節(jié)閥門，所述液壓空壓機(jī)一端通過高壓油管與牽引車的液壓系統(tǒng)連接，另一端與氫氣增壓器連接；氫氣增壓器通過調(diào)節(jié)閥分別與氣源、加氣機(jī)連接；所述撬裝式加氫系統(tǒng)固定于半掛車上，所述氫氣增壓器為采用壓縮氣體驅(qū)動(dòng)的氫氣增壓器。本實(shí)用新型提供一種機(jī)動(dòng)性很強(qiáng)的移動(dòng)加氫系統(tǒng)，使之不受使用場(chǎng)地的配電限制，特別適合于野外作業(yè)，例如燃料電池汽車的道路試驗(yàn)和示范運(yùn)行中的氫燃料加注。
文檔編號(hào)H01M8/00GK2724213SQ20042008202
公開日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2004年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月20日
發(fā)明者馬建新, 周偉, 鄔敏忠 申請(qǐng)人:上海舜華新能源系統(tǒng)有限公司, 馬建新