一种氢气流量控制阀组的制作方法

本技术涉及氢气供应，具体涉及一种氢气流量控制阀组。

背景技术：

1、随着传统化石能源的不断消耗，以及能源安全、环境污染、气候变化等问题，使得各国积极寻找化石能源的替代方案，比如太阳能、风能等新能源。但是上述新能源存在分布不均匀、功率不稳定等现象，导致“弃风”、“弃电”等浪费现象。燃料电池所用的氢气可以作为良好的储能介质，将上述不能并入电网的电能以化学能的方式储存起来。相比于锂电池汽车，燃料电池汽车储能系统能量密度更大，充电(气)时间更短，同时，在高寒地区具备自发热功能，续航不会衰减。燃料电池汽车在重卡、物流车等商用车具有良好的发展前景。

2、随着燃料电池功率的逐渐增大，其回氢系统中氢气循环泵的寄生功率也不可忽视。因此在大功率电堆上，引射器方案逐渐代替氢气循环泵方案。但是，由于引射器是被动件，引射器在偏离设计工况时，引射器的工作效率将急剧降低，甚至无法工作，目前一般通过多个引射器并联解决上述问题，如中国专利，公开号：cn1067894930a公开了一种双喷氢引射器系统，通过两套氢气喷射器和大小不同的一级、二级引射器以解决引射器在偏离设计工况时，引射器的工作效率将急剧降低的问题，但是该技术方案氢气喷射器的利用率不高。

技术实现思路

1、本实用新型意在提供一种氢气流量控制阀组，以提高喷射器的利用率并降低设备成本。

2、为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种氢气流量控制阀组，包括第一引射器、第二引射器和供-回氢管道系统，第一引射器对应电堆燃料低功率运行，第二引射器对应电堆燃料高功率运行，供-回氢管道系统包括引射流体进气控制单元和氢气进气控制单元，引射流体进气控制单元包括第一两位三通电磁阀，引射流体进气控制单元通过第一两位三通电磁阀连通第一引射器或第二引射器，氢气进气控制单元包括第二两位三通电磁阀和若干氢气喷射器，氢气进气控制单元通过第二两位三通电磁阀连通第一引射器或第二引射器并通过氢气喷射器控制进入第一引射器或第二引射器的氢气流量。

3、本方案的有益效果为：通过两个两位三通电磁阀分别控制氢气和引射流体进入第一引射器或第二引射器，采用双路引射器的设计，扩大了引射器的工作功率范围；在电堆功率低功率运行时，通过两个两位三通电磁阀分别将工作流体和引射流体切换至较小的引射器；当电堆高功率运行时，工作流体和引射流体均切换较大规格的引射器，通过两个两位三通电磁阀切换引射器，集成度高，降低原料成本，同时将第一引射器和第二引射器的引射口进行物理隔离，避免出现逆流等现象，同时和背景技术中的技术方案相比，相同功率运行时，本方案所需的喷射器数量和规格，仅与背景技术中的技术方案中大引射器所需流量对应需要的喷射器数量和规格相同，节省小引射器对应的喷射器的数量，提高喷射器的利用率并降低成本。

4、进一步，氢气进气控制单元还包括第一压力传感器和燃料电池主控制器，第一引射器和第二引射器的出气口均与出气接头连通，出气接头与电堆连通，第一压力传感器设置于出气接头上用于监测电堆进气压力并反馈压力信号给燃料电池主控制器，燃料电池主控制器内置有标定的电堆功率-压力-流量关系并依据电堆功率-压力-流量关系控制氢气喷射器调节氢气流量。

5、有益效果：第一压力传感器设置于出气接头上用于监测电堆进气压力并反馈压力信号给燃料电池主控制器，燃料电池主控制器内置有标定的电堆功率-压力-流量关系并依据电堆功率-压力-流量关系控制氢气喷射器调节氢气流量，避免进入电堆氢气流量过大，导致氢气浪费，或是进入电堆氢气流量过小，导致电堆不能达到预定功率。

6、进一步，氢气进气控制单元还包括气轨，若干氢气喷射器的出气口与气轨连通，气轨设置有第二压力传感器，第二压力传感器用于监测氢气喷射器出来的氢气压力。

7、有益效果：第二压力传感器用于监测氢气喷射器出来的氢气压力，也就是引射器工作流体进气压力，该压力对引射器性能影响较大，通过第二压力传感器对工作流体进行检测，可避免因第一传感器损坏导致氢气喷射器喷出的氢气过大或过小，提高控制阀组的可靠性。

8、进一步，出气接头前设置有机械泄压阀。

9、有益效果：用于流量控制阀组过压保护，防止压力过高危及电堆安全。

10、进一步，出气接头前还设置有电磁泄压阀。

11、有益效果：用于流量控制阀组断电保护，在断电时，可以及时排出残余带压氢气。

12、进一步，第一压力传感器为低压传感器，第二压力传感器为高压传感器。

13、有益效果：依据第一压力传感器监测电堆进气压力，避免电堆进气压力过低而影响电堆功率，第二压力传感器监测气轨出气压力，也就是引射器工作流体进气压力，该压力对引射器性能影响较大，需要设置高压传感器以避免进入引射器的氢气压力过高，导致引射器不能正常工作。

技术特征：

1.一种氢气流量控制阀组，其特征在于：包括第一引射器、第二引射器和供-回氢管道系统，第一引射器对应电堆燃料低功率运行，第二引射器对应电堆燃料高功率运行，供-回氢管道系统包括引射流体进气控制单元和氢气进气控制单元，引射流体进气控制单元包括第一两位三通电磁阀，引射流体进气控制单元通过第一两位三通电磁阀连通第一引射器或第二引射器，氢气进气控制单元包括第二两位三通电磁阀和若干氢气喷射器，氢气进气控制单元通过第二两位三通电磁阀连通第一引射器或第二引射器并通过氢气喷射器控制进入第一引射器或第二引射器的氢气流量。

2.根据权利要求1所述的一种氢气流量控制阀组，其特征在于：氢气进气控制单元还包括第一压力传感器和燃料电池主控制器，第一引射器和第二引射器的出气口均与出气接头连通，出气接头与电堆连通，第一压力传感器设置于出气接头上用于监测电堆进气压力并反馈压力信号给燃料电池主控制器，燃料电池主控制器内置有标定的电堆功率-压力-流量关系并依据电堆功率-压力-流量关系控制氢气喷射器调节氢气流量。

3.根据权利要求2所述的一种氢气流量控制阀组，其特征在于：氢气进气控制单元还包括气轨，若干氢气喷射器的出气口与气轨连通，气轨设置有第二压力传感器，第二压力传感器用于监测氢气喷射器出来的氢气压力。

4.根据权利要求3所述的一种氢气流量控制阀组，其特征在于：出气接头前设置有机械泄压阀。

5.根据权利要求4所述的一种氢气流量控制阀组，其特征在于：出气接头前还设置有电磁泄压阀。

6.根据权利要求5所述的一种氢气流量控制阀组，其特征在于：第一压力传感器为低压传感器，第二压力传感器为高压传感器。

技术总结
本技术涉及氢气供应技术领域，公开了一种氢气流量控制阀组，包括第一引射器、第二引射器、引射流体进气控制单元和氢气进气控制单元，引射流体进气控制单元包括第一两位三通电磁阀，氢气进气控制单元包括第二两位三通电磁阀和若干氢气喷射器，氢气进气控制单元通过第二两位三通电磁阀连通第一引射器或第二引射器并通过氢气喷射器控制氢气流量。通过两个两位三通电磁阀分别控制氢气和引射流体进入第一引射器或第二引射器，对双引射器的引射口进行物理隔离，且相同功率运行时，本方案所需的喷射器数量和规格，相对较少，可提高喷射器的利用率降低成本。

技术研发人员：曾燃,张维东,葛晓成,黄跃均,蒋三青,刘瑶,唐再禹
受保护的技术使用者：重庆凯瑞动力科技有限公司
技术研发日：20230630
技术公布日：2024/1/15