一种储氢系统及燃料电池车辆的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池车辆技术领域，尤其涉及一种储氢系统及燃料电池车辆。


背景技术：

2.燃料电池作为新能源汽车的一种新的动力装置，具有节能环保的作用。燃料电池是一种把氢燃料的化学能通过电化学反应直接转换成电能的化学装置。
3.在燃料电池车辆中，为了保证储氢系统的安全，设置有氢气泄放管路，当发生火灾等特殊情况时，为避免储氢瓶及内部氢气因温度过高而发生爆炸，需要迅速将储氢系统中储氢瓶内部的高压氢气泄放。现有技术中的泄放管路存在以下缺点：(1)在外力作用下(如树枝剐蹭等)泄放口的防尘帽存在脱落的可能，一旦防尘帽脱落，雨雪就会由泄放口处进入泄放管路，在泄放管路内形成聚积，且无法及时有效的排出，聚积的水在车辆行驶过程中由于车身姿态的摆动，会进入储氢瓶的瓶口组合阀的prd(pressure regulating devices，压力释放阀)的腔体内部，进入prd腔体内部的水在寒冷情况下结冰，水由液态变成固态体积会发生膨胀，反复结冰膨胀受力会造成prd内部零件损坏，甚至导致prd螺帽崩出，从而导致prd非正常激活，崩出的螺帽等金属零件如果弹到金属件上会碰撞出火花，引燃泄放的氢气发生严重安全问题，prd泄放管路中如有杂质和冰也会影响火灾中prd激活后的氢气排放速度，甚至引起爆炸。(2)现有泄放管路的设计与布置方式，需要定期对泄放管路维保排水，在进行泄放管路维保排水时，需要将泄放管路全部拆下来才能进行排水作业，工作量大，人工成本高，且频繁拆卸容易降低泄放管路连接的密封性，增加零部件成本。(3)进行泄放管路拆卸时，需要进行高空作业，对人身安全存在有潜在威胁。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提出一种储氢系统及燃料电池车辆，能够定期将泄放管路中集聚的水分及时排出泄放管路，成本低，安全性高。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种储氢系统，包括泄放管路和多个储氢瓶，所述储氢瓶包括瓶口组合阀，多个所述瓶口组合阀均与所述泄放管路连接，所述储氢瓶内的氢气能经所述瓶口组合阀进入所述泄放管路，所述泄放管路的一端通过电磁阀与空气压缩机连接，另一端与大气连通；所述电磁阀用于控制所述空气压缩机对所述泄放管路进行清扫。
7.可选地，所述泄放管路与所述空气压缩机之间通过高压软管连接。
8.可选地，所述高压软管通过三通阀与所述泄放管路连接，所述三通阀的第一接口与所述高压软管连接，所述三通阀的第二接口与所述储氢瓶的所述瓶口组合阀连接，所述三通阀的第三接口与所述泄放管路连接。
9.可选地，储氢系统还包括单向阀，所述单向阀设置于所述空气压缩机与所述三通阀之间。
10.可选地，所述泄放管路与大气连通的一端设置有泄放口，所述泄放口向远离地面的方向倾斜设置。
11.可选地，储氢系统还包括防尘帽，所述防尘帽用于密封所述泄放口。
12.可选地，所述瓶口组合阀包括压力释放阀。
13.可选地，所述泄放管路由不锈钢制成。
14.一种燃料电池车辆，其包括中控台和如以上任一项所述的储氢系统，所述中控台包括第一控制开关，所述第一控制开关与所述电磁阀电连接，用于控制所述电磁阀的打开或关闭。
15.可选地，所述空气压缩机为车载空气压缩机，所述中控台还包括第二控制开关，所述车载空气压缩机与所述第二控制开关电连接，所述第二控制开关用于控制所述车载空气压缩机的开关。
16.本实用新型的有益效果：
17.本实用新型提供的储氢系统，泄放管路的一端与空气压缩机连接，另一端与大气连通。多个储氢瓶的瓶口组合阀均与泄放管路连接，使得储氢瓶内的氢气能够通过泄放管路排至大气中。空气压缩机用于对泄放管路吹扫，以将泄放管路中的水和杂质清扫干净，避免泄放管路堵塞，影响氢气排出；同时避免泄放管路中集聚的水在温度低时结冰膨胀，对零部件造成损坏，导致氢气泄漏。通过电磁阀控制空气压缩机采用脉冲式吹扫方式对泄放管路进行清扫，不但可以减少维保工时，减少人工费用；还可以避免对泄放管路和其他零部件的磨损，降低成本；同时无需高空作业排水，安全性高。
18.本实用新型提供的燃料电池车辆，应用上述的储氢系统，能够定期对车辆的储氢系统的泄放管路进行清扫，避免泄放管路堵塞造成氢气无法排出，同时避免了泄放管路中集聚的水在温度低时结冰膨胀，对零部件造成损坏，导致氢气泄漏。这种清扫方式降低了成本，安全性高。
附图说明
19.图1是本实用新型实施例提供的储氢系统的结构示意图。
20.图中：
21.1、空气压缩机；2、电磁阀；3、单向阀；4、三通阀；5、泄放管路；6、泄放口；7、防尘帽；8、高压软管；
22.51、总管路；52、分支管路；91、一号瓶口组合阀；92、二号瓶口组合阀；93、三号瓶口组合阀；94、四号瓶口组合阀。
具体实施方式
23.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
24.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理
解上述术语在本实用新型中的具体含义。
25.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，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触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。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，或仅仅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，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
26.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
27.如图1所示，本实施例提供了一种储氢系统，包括泄放管路5和多个储氢瓶，储氢瓶包括瓶口组合阀，多个瓶口组合阀均与泄放管路5连接，储氢瓶内的氢气能经瓶口组合阀进入泄放管路5，泄放管路5的一端通过电磁阀2与空气压缩机1连接，另一端与大气连通；电磁阀2用于控制空气压缩机1对泄放管路5进行清扫。
28.本实施例提供的储氢系统，泄放管路5的一端与空气压缩机1连接，另一端与大气连通。多个储氢瓶的瓶口组合阀均与泄放管路5连接，使得储氢瓶内的氢气能够通过泄放管路5排至大气中。空气压缩机1用于对泄放管路5吹扫，以将泄放管路5中的水和杂质清扫干净，避免泄放管路5堵塞，影响氢气排出；同时避免泄放管路5中集聚的水在温度低时结冰膨胀，对零部件造成损坏，导致氢气泄漏。通过电磁阀2控制空气压缩机1采用脉冲式吹扫方式对泄放管路5进行清扫，不但可以减少维保工时，减少人工费用；还可以避免对泄放管路5和其他零部件的磨损，降低成本；同时无需高空作业排水，安全性高。
29.在本实施例中，示例性地，储氢瓶设置有四个，四个储氢瓶的瓶口组合阀均与泄放管路5连接。四个瓶口组合阀包括一号瓶口组合阀91、二号瓶口组合阀92、三号瓶口组合阀93和四号瓶口组合阀94。一号瓶口组合阀91、二号瓶口组合阀92、三号瓶口组合阀93和四号瓶口组合阀94自靠近空气压缩机1至泄放管路5与大气连通的一端依次排列，以使四个储氢瓶的氢气都能经泄放管路5排至大气。
30.可选地，瓶口组合阀包括压力释放阀，压力释放阀被激活，氢气从储氢瓶进入泄放管路5。瓶口组合阀是储氢瓶专用阀门的统称。瓶口组合阀集成有开关阀、单向阀、压力释放阀、温度传感器等组件。开关阀用于控制储氢瓶的开关，单向阀的设置避免了氢气回流，温度传感器用于检测氢气的温度。当发生火灾等特殊情况时，为避免储氢瓶及内部氢气因温度过高而发生爆炸，需要迅速将储氢系统的储氢瓶内部的高压氢气进行泄放，此时瓶口组合阀内的压力释放阀被激活，氢气从储氢瓶经瓶口组合阀的压力释放阀进入泄放管路5，从泄放管路5的泄放口6排出。
31.可选地，泄放管路5由不锈钢制成。泄放管路5包括总管路51和分支管路52，四个瓶口组合阀各通过一个分支管路52与总管路51连接，总管路51和分支管路52设置为一体结构，均由不锈钢制成。在本实施例中，总管路51沿水平方向设置，四个分支管路52沿竖直方向设置，便于水分和杂质排出。不锈钢制成的泄放管路5强度高，不易损坏变形，保证了氢气能够顺利排出。
32.可选地，泄放管路5与空气压缩机1之间通过高压软管8连接。为了便于空气压缩机1的布置，空气压缩机1通过高压软管8与泄放管路5连接。根据燃料电池车辆的内部空间合理布置空气压缩机1和泄放管路5的相对位置，高压软管8具有一定的柔性，便于连接空气压缩机1和泄放管路5。
33.可选地，高压软管8通过三通阀4与泄放管路5连接，三通阀4的第一接口与高压软管8连接，三通阀4的第二接口与储氢瓶的瓶口组合阀连接，三通阀4的第三接口与泄放管路5连接。在本实施例中，三通阀4的第二接口与一号瓶口组合阀91连接。
34.可选地，储氢系统还包括单向阀3，单向阀3设置于空气压缩机1与三通阀4之间。单向阀3的设置用于防止在泄放氢气时，氢气反向进入空气压缩机1。
35.可选地，泄放管路5与大气连通的一端设置有泄放口6，泄放口6向远离地面的方向倾斜设置。泄放口6倾斜向上设置，避免地面积水或杂质进入泄放管路5。
36.可选地，储氢系统还包括防尘帽7，防尘帽7用于密封泄放口6。为了更好地避免雨雪或其他杂质进入泄放口6，影响氢气的排放，在无需排放氢气时，通过防尘帽7密封泄放口6。
37.本实施例还提供了一种燃料电池车辆，包括中控台和上述的储氢系统，中控台包括第一控制开关，第一控制开关与电磁阀2电连接，用于控制电磁阀2的打开或关闭。
38.本实施例提供的燃料电池车辆，应用上述的储氢系统，能够定期对车辆的储氢系统的泄放管路5进行清扫，避免泄放管路5堵塞造成氢气无法排出，同时避免了泄放管路5中集聚的水在温度低时结冰膨胀，对零部件造成损坏，导致氢气泄漏。这种清扫方式降低了成本，安全性高。
39.可选地，空气压缩机1为车载空气压缩机，中控台还包括第二控制开关，车载空气压缩机与第二控制开关电连接，第二控制开关用于控制车载空气压缩机的开关。在本实施例中，直接使用车载空气压缩机对泄放管路5进行清扫，节约成本。
40.在本实施例中，燃料电池车辆需定期对泄放管路5进行清扫。当需要清扫泄放管路5时，工作人员先将泄放管路5的泄放口6的防尘帽7取下，然后打开中控台上的第一控制开关和第二控制开关，开始对泄放管路5吹扫。管路吹扫时，压缩空气从空气压缩机1通过高压软管8经单向阀3由三通阀4的第一接口和第三接口进入泄放管路5，将泄放管路5中的水分以及灰尘等杂质由泄放口6吹出泄放管路5外，达到吹扫的目的。单向阀3只允许压缩空气进入三通阀4，可防止泄放时的氢气经高压软管8进入空气压缩机1。
41.采用脉冲式吹扫方式对泄放管路5进行吹扫时，通过第一控制开关控制电磁阀2，电磁阀2打开五秒钟再闭合一秒钟，然后再打开五秒钟，以六秒钟为一个循环，每次吹扫循环十次，即每吹扫五秒钟暂停一秒，然后再进行吹扫五秒钟，以吹扫五秒钟中止一秒钟为一个循环，按照此种方式进行循环吹扫，每次吹扫时间持续一分钟。吹扫五秒钟泄放管路5中的水一部分从泄放口6排出，另一部分会沿着与二号瓶口组合阀92、三号瓶口组合阀93和四号瓶口组合阀94相连的分支管路52上升，在中止吹扫时，水在重力作用下会再次聚积到水平设置的总管路51中。在暂停吹扫一秒钟结束后，会再次吹扫五秒钟，以此方式循环吹扫。如果一直吹扫，水会悬浮在竖直设置的分支管路52中，无法沿水平设置的总管路51排出，而采用脉冲吹扫方式能够将泄放管路5中的水尽可能多的吹到泄放管路5之外。
42.以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实
用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。