可靠实用的车载供氢系统的制作方法

本申请涉及一种高压气体的储运供给系统和固定结构，特别是涉及一种可靠实用的车载供氢系统，为小型车用燃料电池供给氢气。

背景技术：

氢能作为一种二次能源，近年来在新的能源领域中因其具有无污染、原料来源储量丰富以及易于与其他能量形式互换等优势得到了极大的发展。以氢能作为能量来源的燃料电池以其使用效率高、绿色环保等特点在汽车技术上得到了较好的运用，凸显出与传统汽车和纯电动汽车相比的诸多优势。

车载供氢系统是燃料电池汽车的重要部件，其作用就是为燃料电池发动机提供燃料供给。可以分为硬件和控制系统两部分。硬件系统包括碳纤维缠绕铝内胆储氢瓶、组合式瓶阀、固定架、溢流阀、减压阀、压力/温度传感器等组成。而控制系统则是通过制定的控制策略及各压力/温度传感器的反馈信号对系统的电磁阀进行开/关控制，并给出车载供氢系统的适时状态。

目前行业内存在的几种供氢系统主要有：针对大型车辆用氢燃料电池而设计的多瓶组车载供氢系统，可在线更换的供氢系统，一些流程繁复、工艺保守的供氢系统。如专利号为CN201020118270.X(公开号：CN201659944U)的“燃料电池车车载供氢系统”，所描述的即为适用于燃料电池城市公交客车的车载供氢系统，该供氢系统为多瓶组供氢系统结构，不适用于为小型物流车车载燃料电池供气。专利号为201220001180.1(CN 202434641 U)的“备用电源用燃料电池供氢系统”，描述的是一种可实现在线切换更换氢瓶的供氢系统，根据现行的法规要求，该供氢系统不适用于在车辆系统上使用。专利号201220042041.3(公开号：CN 202523796 U)的“一种安全可靠的燃料电池用 供氢系统”，描述的是一种适用于双瓶组、双燃料电池堆及以上规格的供氢系统，从实用性角度来说，该流程稍显复杂，制造成本较高。

目前现有的车载供氢系统虽然能满足整车的使用要求，但在整体结构布置上和使用便捷性上还存在些许不足，主要体现在以下几个方面：

1、在整体结构布置方面，由于燃料电池汽车本身零部件较多，又受整车安装空间限制，所有部件布置起来比较分散、杂乱，且整个系统框架设计保守，均采用矩形管设计，增加了供氢系统整体重量。

2、在市场应用方面，由于目前属于行业发展初期，市场上运营的加氢站不是很多，且站点较小，车辆驶入加氢站时就需要提前观察好加氢机与车辆上加氢口的位置是否在同一侧，一旦忽视就需要再次调整车辆方向，不但给驾驶人员带来麻烦，而且容易造成加氢站拥堵。

3、在工艺流程方面，车载供氢系统工艺管路上的阀门多为高压阀门，且鉴于氢气介质的特殊性，对于重要元器件的选择大多以进口阀门为主，这就造成了车载供氢系统制造成本高，燃料电池车社会普及度低的局面。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可靠实用的车载供氢系统，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本申请实施例公开一种可靠实用的车载供氢系统，包括支架、以及水平安装于所述支架上的氢瓶组件，所述支架上设置有瓶头加注面板和瓶尾加注面板，该瓶头加注面板和瓶尾加注面板分别位于所述氢瓶组件的首尾两端。

优选的，在上述的可靠实用的车载供氢系统中，所述氢瓶组件包括第一氢瓶和第二氢瓶，所述第一氢瓶和第二氢瓶上下设置。

优选的，在上述的可靠实用的车载供氢系统中，所述瓶头加注面板和瓶尾加注面板分别对应于所述第二氢瓶的首尾两端。

优选的，在上述的可靠实用的车载供氢系统中，所述支架包括保护框架以及支撑于保护框架下方的支撑腿，所述保护框架上下形成有第一安装空间 和第二安装空间，所述氢瓶组件支撑于所述第一安装空间内，所述第二安装空间内安装有空气压缩泵和散热器。

优选的，在上述的可靠实用的车载供氢系统中，所述保护框架由矩形钢管固定。

优选的，在上述的可靠实用的车载供氢系统中，所述支撑腿包括分别支撑于所述保护框架两端的第一支撑腿和第二支撑腿，所述第一支撑腿和第二支撑腿分别包括一用以与车身大梁固定的角钢，所述角钢上开设有安装孔。

优选的，在上述的可靠实用的车载供氢系统中，所述氢瓶组件通过管路连接于燃料电池，该管路上，在减压阀之后、进燃料电池之前的低压供气管路上装设低压电磁阀。

优选的，在上述的可靠实用的车载供氢系统中，所述燃料电池的入口压力小于或等于1.0MPa，所述低压电磁阀压力在1.2～2.0MPa之间。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、通过调整车载供氢系统中固定架的结构，解决了整车动力系统中零部件安装布置难的问题，提高了整个氢燃料电池车零部件的集成度，且对系统总体的防护和布置都提供了便捷，结构紧凑，安全可靠；

2、通过对固定架结构的简化，大大减轻了整个供氢系统的整体重量，实现了整车轻量化设计，降低整体制作成本；

3、通过增加加气面板组件(加气口与压力表)的方式，实现了车辆不管在什么条件下都能实现加氢的功能，解决了原只有一个加气面板组件时必须要看车辆加氢口位置与加氢站是否匹配一致的尴尬，对日常运用提供了便捷；

4、过调整供气管路系统中电磁阀布置的位置和选型，在满足使用性能要求的前提下实现了降本；同时对车载供氢系统中固定架的优化，实现了整车轻量化的要求，提高了运营的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本实用新型具体实施例中车载供氢系统瓶头一侧的立体结构示意图；

图2所示为本实用新型具体实施例中车载供氢系统瓶尾一侧的立体结构示意图。

图3所示为本实用新型具体实施例中车载供氢系统瓶尾的管路结构图

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

结合图1和图2所示，可靠实用的车载供氢系统，包括支架1、以及水平安装于支架上的氢瓶组件2，支架1上设置有瓶头加注面板3和瓶尾加注面板4，该瓶头加注面板3和瓶尾加注面板4分别位于氢瓶组件2的首尾两端。

该技术方案中，为顺应市场需求，在车载供氢系统上设置了两个加气面板装置，即在整车左右两侧都布置了加气面板，以便车辆不管在什么行驶条件下或在加氢站条件限制下，均不影响车辆加氢，不仅为整车的加氢工作带来了方便而且降低了加氢站投入运营的成本。

进一步地，氢瓶组件2包括第一氢瓶201和第二氢瓶202，第一氢瓶201和第二氢瓶202上下设置。

更进一步地，瓶头加注面板3和瓶尾加注面板4分别对应于第二氢瓶202的首尾两端。

进一步地，支架1包括保护框架101以及支撑于保护框架101下方的支撑腿102，保护框架101上下形成有第一安装空间103和第二安装空间104，氢瓶组件2支撑于第一安装空间103内，第二安装空间104内安装有空气压 缩泵和散热器(图未示)。

该技术方案中，本案在结构布置方面对车载供氢系统固定架进行了改良，将框架分成了上下两部分。上部用来固定由氢瓶和供气管路组成的供氢系统，下部除增加了可固定空气压缩泵、DC/DC等零部件的位置外，利用整车大梁两侧的空间将散热器也集成固定在车载供氢系统的固定架上，并采用隔板将上部氢瓶和下部动力系统进行隔断防护，大大减轻了整车零部件位置的布置压力，同时利用固定架的结构起到了一个很好的防护作用，对整车布置的合理性起到了积极的效果。

进一步地，保护框架101由矩形钢管固定。

进一步地，支撑腿102包括分别支撑于保护框架两端的第一支撑腿1021和第二支撑腿1022，第一支撑腿1021和第二支撑腿1022分别包括一用以与车身大梁固定的角钢1023，角钢1023上开设有安装孔。

该技术方案中，对固定架中非承重梁的结构进行了简化，将固定架四周原来采用的矩形管结构改为角钢结构，大大减轻了固定架整体重量，可降低固定架总重量的10％左右。

在工艺流程方面，本案对车载供氢系统上电磁阀的选型和安装位置进行了调整优化。在整个车载供氢系统管路部件成本中，电磁阀所占成本比重较大，而电磁阀的成本与其使用设计压力成正比，即工作压力越高，电磁阀成本越高。目前现有车载供氢系统上的高压电磁阀受技术因素限制，一般不选用国产电磁阀而选用进口产品，但进口阀门价格较高，这无疑增加了设备的制造成本。

本实施例取消了高压供气管路上的高压电磁阀，而在减压阀10之后、进燃料电池之前的低压供气管路上装设低压电磁阀20，同样也起到了在断电情况下可关闭气源管路保护电堆的作用。

低压电磁阀的具体压力设定值是参照燃料电池端的压力来给定的。燃料电池的入口压力小于或等于1.0MPa，所述低压电磁阀压力在1.2～2.0MPa之间。本实施例中，所用燃料电池的入口压力是0.9或1.0MPa，我们所选用的低压电磁阀为1.6MPa的，也可以选用2.0MPa的，但是相对价格较高，也可选用1.2MPa的。

此外，还可选用技术已较成熟的国内低压电磁阀，这样在满足车载供氢系统使用功能要求的前提下，大大降低了设备整体的制造成本，且为配套设备的选型也提供了很大方便。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。