一种用于氢燃料电池客车的加氢系统

技术领域

本申请涉及加氢技术领域，尤其涉及一种用于氢燃料电池客车的加氢系统。

背景技术

随着风电、光伏等可再生能源在我国能源供应比例中的日益提升，利用可再生能源“绿电”，使用电解水制氢工艺生产“绿氢”后，为氢燃料电池客车加注氢气是目前消纳“绿氢”的方式之一，现有加氢采用传统多组高压储罐直接降压的方式为氢燃料电池客车充装，这种方式不仅浪费了压缩机增压的做工，浪费能耗，同时此种方式不能最大化的利用储罐压力，降低了车辆的充装效率，增加了充装成本。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的目的在于提出一种用于氢燃料电池客车的加氢系统，通过设置多个高压储罐依次对氢燃料电池客户进行加氢，持续高压充装，能够大大提高储罐的充装效率，保证氢燃料电池客车的充装压力，提高车辆充装数量，减少能耗浪费，基于风、光可再生能源“绿电”的波动性，设置的高压储罐还可以作为冗余缓冲极大提高了制氢厂的生产灵活以及机动性能，对企业高效利用弃风、弃电提出了解决方案，提高了企业的生产能力。

为达到上述目的，本申请提出的用于氢燃料电池客车的加氢系统，包括多个所述高压储罐，多个所述高压储罐共连于加氢机构，多个所述高压储罐通过所述加氢机构依次对氢燃料电池客车进行加氢，多个所述高压储罐的出气口分别对应连接有支管路，各个所述支管路共连于充装管路，所述充装管路连接于充装柱，所述充装柱用于对长管拖车进行充装。

进一步地，还包括增压机构，所述增压机构连接于多个所述高压储罐的进气口以对多个所述高压储罐依次进行补氢增压。

进一步地，所述增压机构包括第一隔膜压缩机，所述第一隔膜压缩机并联连接多个高压储罐。

进一步地，所述增压机构还包括第二隔膜压缩机，所述第二隔膜压缩机和所述第一隔膜压缩机共连有氢气管路，所述第二隔膜压缩机连接所述充装柱。

进一步地，多个所述高压储罐至少包括第一高压储罐、第二高压储罐和第三高压储罐，所述第一高压储罐上设置有第一压力传感器，所述第二高压储罐上设置有第二压力传感器，所述第三高压储罐上设置有第三压力传感器。

进一步地，所述第一高压储罐的进气口设置有第一阀门，所述第二高压储罐的进气口设置有第二阀门，所述第三高压储罐的进气口设置有第三阀门。

进一步地，所述第一高压储罐连接的支管路上设置有第四阀门，所述第二高压触感的连接的支管路上设置有第五阀门，所述第三高压储罐的连接的支管路上设置有第六阀门。

进一步地，所述充装管路上设置有第一减压阀、第七阀门、第二质量流量计和单向阀。

进一步地，所述加氢机构的进气口设置有第二减压阀和第一质量流量计。

进一步地，所述第一高压储罐连接所述加氢机构的管路上设置第八阀门，所述第二高压储罐连接所述加氢机构的管路上设置第九阀门，所述第三高压储罐连接所述加氢机构的管路上设置第十阀门。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请一实施例提出的一种用于氢燃料电池客车的加氢系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

图1是本申请一实施例提出的一种用于氢燃料电池客车的加氢系统的结构示意图。

参见图1，一种用于氢燃料电池客车的加氢系统，包括多个所述高压储罐，多个所述高压储罐共连于加氢机构22，多个所述高压储罐通过所述加氢机构22依次对氢燃料电池客车进行加氢，多个所述高压储罐的出气口分别对应连接有支管路，各个所述支管路共连于充装管路，所述充装管路连接于充装柱23，所述充装柱23用于对长管拖车24进行充装。

本实施例中，多个高压储罐相互并联连接，且多个高压储罐均连接加氢机构，具体地，加氢机构22可以为加氢机，多个高压储罐通过加氢机可以依次对氢燃料电池客车加氢，避免了传统多台储罐直接降压加氢压力下降过快，充装效率低的问题。进一步地，多个高压储罐的耐压等级相同，均设置为45MPa，本实施例中，高压储罐为三个，三个高压储罐分别为第一高压储罐6、第二高压储罐7和第三高压储罐8，设定第一高压储罐6为加注高压罐；第二高压储罐7加注中压罐；第三高压储罐8加注低压罐，当三个高压储罐压力值为相同时，默认低压罐优先进行加注。当有氢燃料电池客车加注需求时，控制第十气动阀19打开，第三高压储罐8加注，高压氢气经过第二减压阀10减压35MPa后，经过第一质量流量计21进入加氢机22后为氢燃料电池客车加注，当第一质量流量计21监测流量小于设定值0.1kg/min时，系统默认此储罐与燃料电池客车压力相同，本储罐加注完成，系统自动使用第二高压储罐7，此时加注中压罐第九气动阀18打开，后续控制与第三高压储罐8加注低压罐相同；当第一高压储罐6高压罐加注完成后，本次加注完成。与以往的三台储罐直接为氢燃料电池客车充装不同，此方式进行充装能够大大提高储罐的充装效率，提高车辆充装数量，减少能耗浪费。

一种用于氢燃料电池客车的加氢系统还包括增压机构，所述增压机构连接于多个所述高压储罐的进气口以对多个所述高压储罐依次进行补氢增压。所述增压机构包括第一隔膜压缩机1，所述第一隔膜压缩机1并联连接多个高压储罐。

本实施例中，第一隔膜压缩机1为高压储罐充压采用自动控制方式，当三个高压储罐设置对应的压力传感器检测压力低于第一隔膜压缩机设置的启动值时，比如20MPa，第一隔膜压缩机自动启动，为储罐进行补充压力，当补压至设定值45MPa时压缩机自动停机；具体的控制如下：例如第一高压储罐压力43MPa，第二高压储罐压力35MPa，第三高压储罐20MPa，第一隔膜压缩机检测第三高压储罐20MPa压力，第一隔膜压缩机自动启动为第三高压储罐进行补压，此时第三气动阀打开，当补充压力升压至35MPa时，第二气动阀打开与第三高压储罐一同进行补压，当两储罐检测压力均达到第一高压储罐的43MPa时第一气动阀打开，三台高压储罐同时进行补压，当压力均达到设定值时，第一隔膜压缩机关闭，完成自动充装高压储罐工作。

所述增压机构还包括第二隔膜压缩机2，所述第二隔膜压缩机2和所述第一隔膜压缩机1共连有氢气管路，所述第二隔膜压缩机2连接所述充装柱23。通过设置第二隔膜压缩机2将增压的气体经过管路至充装柱23后为长管拖车24进行充装。

多个所述高压储罐至少包括第一高压储罐6、第二高压储罐7和第三高压储罐8，所述第一高压储罐6上设置有第一压力传感器9，所述第二高压储罐7上设置有第二压力传感器10，所述第三高压储罐8上设置有第三压力传感器11。在其他实施例中，高压储罐的数量也可以为四个、五个等，并联连接即可，高压储罐的数量可以需要灵活设置。高压储罐上的压力传感器均用于监测高压储罐内部压力，便于进行阀门的启闭控制，避免高压储罐压力过高造成的安全隐患。

所述第一高压储罐6的进气口设置有第一阀门3，所述第二高压储罐7的进气口设置有第二阀门4，所述第三高压储罐8的进气口设置有第三阀门5。可以理解地，高压储罐的进气口处设置的阀门均用于根据高压储罐的储存状况控制高压储罐是否进气。

所述第一高压储罐6连接的支管路上设置有第四阀门12，所述第二高压储罐7的连接的支管路上设置有第五阀门13，所述第三高压储罐8的连接的支管路上设置有第六阀门14。可以理解地，高压储罐连接支管路上的阀门设置用于控制各个高压储罐是否对充装柱进行充装。

所述充装管路上设置有第一减压阀15、第七阀门16、第二质量流量计25和单向阀26。充装管路上的各个控制元件的安装均为常规设置，在此不在赘述。

所述加氢机构22的进气口设置有第二减压阀20和第一质量流量计21。在对加氢机22供氢时进行减压以及监测流量。

所述第一高压储罐6连接所述加氢机构22的管路上设置第八阀门17，所述第二高压储罐7连接所述加氢机构22的管路上设置第九阀门18，所述第三高压储罐8连接所述加氢机构22的管路上设置第十阀门19。上述阀门的设置用来控制各高压储罐是否对加氢机构进行供气。

本申请所述的阀门均为气动阀门，方便远程控制，实现自动化控制。

基于可再生能源风、光发电波动性，经电解水制氢，氢气的产能是波动的，设置高压储罐能够更好的为制氢提高冗余，在风光发电充裕时，产出氢气可储存至高压储罐内，当风光发电缺少，同时，客户需求长管拖车紧急时，本申请还可以使用高压储罐内的氢气快速为长管拖车进行加注，具体步骤为：第三高压储罐8连通管路上的第六气动阀14打开，高压氢气经过第一减压阀15减压20MPa后，经过第二质量流量计25计量氢气加注过程的瞬时流量，经单向阀26进入充装管路后，进入充装柱23为长管拖车充装，充装柱23内设置压力监测装置，当监测压力达到20MPa时，默认充装完成，连锁关闭高压储罐的出气口的阀门。当第二质量流量计25监测流量小于设定值0.1kg/min时，且充装柱23的压力监测未达到20MPa、第三高压储罐8监测压力小于20MPa时，默认此储罐气体压力已降低无法充装至长管托拖车内，系统自动切换至第二高压储罐7的中压罐，为长管拖车进行充装，其控制逻辑与第三高压储罐8控制逻辑一致。本申请能够针对可再生能源发电的波动性进行有效的调节，在发电量溶冗余时可以储存至高压储罐内备用，当发电量少或者用户需求量较大时可以利用储罐内的气体作为备用，有效的调节了上下游发电以及生产能力。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。