氢气加注系统及燃料电池汽车的制作方法

本发明涉及燃料电池汽车领域中的一种氢气加注系统及使用该系统的燃料电池汽车。

背景技术：

燃料电池汽车主要利用氢气作为能量源,其排放物仅为水,对环境零污染，是终极意义上的新能源汽车，作为环境友好型汽车，是汽车发展的一个重要方向，近年来在全球范围内得以快速发展。燃料电池汽车车载氢系统属于燃料电池汽车的燃料储存和供给系统，其安全性和可靠性对燃料电池和整车的性能与稳定性有着重要影响。现有燃料电池客车或公交车车载氢系统主要分为氢气的加注、储存和供给三部分；加注部分包括加氢头1、过滤器4、单向阀5和高压表2，用于向存储部分输气；存储部分包括储氢瓶10、瓶阀8、过流阀9、温度传感器和压力传感器，用于高压储气；供给部分包括过滤器、管路电磁阀12、减压阀13、高压压力表21、低压压力表14、高压放空阀11、低压放空阀17、压力传感器和安全阀16，用于向燃料电池19供气。

加注系统中各阀门仪表、传感器等依靠高压钢管通过大量的卡套、三通/直通接头等连接而成；如图1，按市场上普遍采用的8瓶组燃料电池客车或公交车车载氢系统为例，主管路上总计有连接点91个，由于氢气分子量极小，易于扩散，系统中每个连接点即为一个潜在的氢气泄露点，因此连接点越多意味着越多的氢气泄露风险，从而影响氢系统的稳定性和可靠性。现有方案的主要缺点是集成度低，整个系统稳定性和可靠性较差，大量的连接点对装配工艺要求高，很容易产生氢气泄露问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种氢气加注系统，用以解决现有氢气加注系统存在的可靠性较差，容易产生氢气泄露的问题；本发明的目的还在于提供一种使用该加注系统的燃料电池汽车。

为实现上述目的，本发明的氢气加注系统的方案1是：氢气加注系统包括用于连接加氢枪的加注部分、用于储存氢气的存储部分和用于连接在储氢瓶与燃料电池之间的供给部分，所述加注部分、存储部分和供给部分中的至少一个包括模块主体，模块主体上设有供对应部分中的元件安装的安装口，模块主体的内部设有用于对应连通所述元件的连通通道。

方案2是，根据方案1所述的氢气加注系统，所述加注部分包括加注模块主体和安装在加注模块主体上的加氢头、单向阀、过滤器，加氢头的出口通过所述连通通道与过滤器的进口连通，过滤器的出口通过所述连通通道与单向阀的进口连通。

方案3是，根据方案1所述的氢气加注系统，所述存储部分包括储氢瓶和过流阀，储氢瓶包括设置在储氢瓶的瓶口处的瓶阀，所述过流阀设置在瓶阀上。

方案4是，根据方案3所述的氢气加注系统，所述过流阀处于储氢瓶的内部。

方案5是，根据方案1至4任一项所述的氢气加注系统，所述供给部分包括第一供氢模块主体、第二供氢模块主体和设置在两供氢模块主体之间的减压阀。

方案6是，根据方案5所述的氢气加注系统，所述供给部分包括管路电磁阀和高压放空阀，高压放空阀安装在管路电磁阀的阀体上，管路电磁阀的阀体形成所述第一供氢模块主体。

方案7是，根据方案6所述的氢气加注系统，所述第二供氢模块主体包括供给主体和安装在供给主体上的低压表、低压压力传感器、安全阀和低压放空阀。

本发明的燃料电池汽车的方案1是：燃料电池汽车包括车体、设置在车体上的燃料电池和用于向燃料电池供气的氢气加注系统，氢气加注系统包括加注部分、存储部分和供给部分，所述加注部分、存储部分和供给部分中至少一个包括模块主体，模块主体上设有供对应部分中的元件安装的安装口，模块主体的内部设有用于对应连通所述元件的连通通道。

方案2是，根据方案1所述的燃料电池汽车，所述加注部分包括加注模块主体和安装在加注模块主体上的加氢头、单向阀、过滤器，加氢头的出口通过所述连通通道与过滤器的进口连通，过滤器的出口通过所述连通通道与单向阀的进口连通。

方案3是，根据方案1所述的燃料电池汽车，所述存储部分包括储氢瓶和过流阀，储氢瓶包括设置在储氢瓶的瓶口处的瓶阀，所述过流阀设置在瓶阀上。

方案4是，根据方案3所述的燃料电池汽车，所述过流阀处于储氢瓶的内部。

方案5是，根据方案1至4任一项所述的燃料电池汽车，所述供给部分包括第一供氢模块主体、第二供氢模块主体和设置在两供氢模块主体之间的减压阀。

方案6是，根据方案5所述的燃料电池汽车，所述供给部分包括管路电磁阀和高压放空阀，高压放空阀安装在管路电磁阀的阀体上，管路电磁阀的阀体形成所述第一供氢模块主体。

方案7是，根据方案6所述的燃料电池汽车，所述第二供氢模块主体包括供给主体和安装在供给主体上的低压表、低压压力传感器、安全阀和低压放空阀。

本发明的有益效果是：加注部分、存储部分和供给部分中至少一个包括模块主体，元件在模块主体上集成安装，模块主体内部设置连通通道，保证各元件仍按照原加注系统中的连通方式连通。相比于现有技术，减少系统零部件数量，减少连接点，解决了现有系统中的潜在泄漏点过多、装配工艺和检修难度大、集成度低的问题，提高氢系统的安全性和可靠性，同时降低成本，利于大批量生产；不同车型的氢系统的零件可以互换，利于减少整车开发时间，降低整车研发和售后服务成本。

附图说明

图1为现有燃料电池汽车上的氢气加注系统的结构示意图；

图2为本发明的燃料电池汽车的实施例一中的氢气加注系统的原理图；

图3为氢气加注系统的总装图；

图4为加注模块的结构示意图；

图5为存储模块的结构示意图；

图6为供氢模块的结构示意图。

图中：1-加氢头、2-高压表、3-加注主体、4-过滤器、5-单向阀、6-阀体、7-三通接头、8-瓶阀、9-过流阀、10-储氢瓶、11-高压放空阀、12-管路电磁阀、13-减压阀、14-低压表、15-低压压力传感器、16-安全阀、17-低压放空阀、18-供给主体、19-燃料电池、21-高压压力表。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的燃料电池汽车的实施例一，如图2至图6所示，包括车体、设置在车体上的燃料电池19和用于向燃料电池19供气的氢气加注系统，氢气加注系统包括加注模块、存储模块和供氢模块，加注模块用于向存储模块供气，供氢模块连接燃料电池19。

加注模块包括加氢头1、过滤器4、高压表2、单向阀5、加注主体3，加氢头1通过与汽车加氢站上的加氢枪连接进行氢气的加注，氢气依次经过加氢头1、加注主体3、过滤器4、单向阀5进入到存储模块，高压表2显示加注的氢气压力。加氢头1、过滤器4、高压表2、单向阀5全部安装在加注主体3上，加注主体3通过内部的气路将加注主体3上的零件连通。

存储模块包括储氢瓶10、瓶阀8和过流阀9，瓶阀8安装在储氢瓶10的瓶口中；过流阀9集成在瓶阀8上，储氢瓶10形成存储模块主体；过流阀9内置于储氢瓶10中，过流阀9的内外没有压力差，对制作过流阀9的材料结构要求降低，因此降低了过流阀9制作成本，提高可靠性。储氢瓶10内的高压氢气依次经过过流阀9、瓶阀8后进入到供氢模块。

供氢模块包括高压放空阀11、管路电磁阀12、减压阀13、低压表14、低压压力传感器15、安全阀16和低压放空阀17组成，存储模块的氢气依次经过高压放空阀11、管路电磁阀12、减压阀13、低压表14、安全阀16、低压压力传感器15、低压放空阀17供给燃料电池19使用。管路电磁阀12包括阀体6，高压放空阀11集成在阀体6上，形成第一供氢模块主体；低压表14、安全阀16、低压压力传感器15、低压放空阀17集成在供给主体18上，形成第二供氢模块主体。

相比于现有技术，能够明显减少氢气加注系统的零部件数量，明显减少零部件间的连接点，解决了现有系统中的潜在泄漏点过多、装配工艺和检修难度大、集成度低的问题，提高氢系统的安全性和可靠性，同时降低成本，利于大批量生产；不同车型的氢系统的零件可以互换，利于减少整车开发时间，降低整车研发和售后服务成本。

实施例二，实施例二与实施例一的不同之处在于：氢气加注系统的加注部分、存储部分和供给部分中的其中一个或两个包括供对应部分的元件安装的模块主体，模块主体的内部设有用于对应连通所述元件的连通通道，各元件仍按照原加注系统中的连通方式连通。

实施例三，实施例三与实施例一的不同之处在于：可以将存储模块的过流阀安装在瓶阀上且处于储氢瓶的外侧，方便对过流阀进行检修或更换。

本发明的氢气加注系统的实施例，氢气加注系统的结构与上述本发明的燃料电池汽车的任一实施例中的氢气加注系统的结构相同，因此，不再重复说明。