燃料電池汽車是一種利用車載燃料電池裝置產(chǎn)生的電能作為動力的汽車,車載式燃料電池裝置采用的燃料是由含氫燃料轉(zhuǎn)換獲取的高純度氫或高含氫重整氣。
燃料電池汽車加氫時,需要用壓縮機將氫氣加壓至車輛儲氫瓶所需的壓力,再通過填充計量裝置對車輛儲氫瓶進行充注。隨著燃料電池汽車的發(fā)展和增加,對儲氫罐的充電壓力要求更高,以提供更多的行駛里程。
目前,70MPa超高壓儲氫罐的應(yīng)用越來越廣泛。為了縮短充氫時間,必須提高充氫速度和充氫壓力。當(dāng)充氫速度快、充氫壓力高時,儲氫罐的溫度會因氫氣壓力的變化而急劇升高。當(dāng)儲氫罐的安全操作溫度極限超過時,儲氫罐就會被破壞,造成嚴(yán)重的安全問題。此外,溫升現(xiàn)象也會導(dǎo)致儲氫罐內(nèi)氫氣的實際充裝質(zhì)量無法達(dá)到額定充裝質(zhì)量。
技術(shù)實現(xiàn)元素:
有鑒于此,本發(fā)明提供了一種燃料電池汽車高壓快速加氫方法,有效防止了加氫過程中的氫氣壓力的變化,避免了壓力變化導(dǎo)致的溫升問題,保護了儲氫瓶,保證了加注質(zhì)量,實現(xiàn)了氫氣高壓力大流量的快速安全加注。
燃料電池汽車高壓快速加氫系統(tǒng),技術(shù)方案如下
一種燃料電池汽車高壓快速加氫方法,包括:
步驟a,在儲氫瓶中加滿預(yù)定壓力的液體;
步驟b,用加氫站中的氫氣置換步驟a中的所述儲氫瓶中的液體,所述氫氣的壓力與步驟a中的液體的預(yù)定壓力相同。
可選地,所述液體為超純水。
可選地,所述步驟a中,通過壓力傳感器監(jiān)測所述儲氫瓶內(nèi)液體的壓力,當(dāng)所述儲氫瓶內(nèi)的液體的壓力達(dá)到所述預(yù)定壓力時,停止加注液體。
可選地,所述步驟b中,所述氫氣在加氫站中緩慢加壓到所述預(yù)設(shè)壓力。
可選地,所述步驟b中,所述置換過程為所述氫氣從所述儲氫瓶的上端瓶口進入,所述液體從所述儲氫瓶的下端的瓶尾的開口流出。
可選地,所述瓶尾的開口流出的氣液混合物通過氣液分離器分離后回收利用。
可選地,所述液體的加注過程及氫氣的加注過程均通過控制器控制。
可選地,所述儲氫瓶中的液體通過水泵不斷注入液體加壓。
本發(fā)明還提供了一種燃料電池汽車高壓快速加氫系統(tǒng),所述系統(tǒng)用于上述的燃料電池汽車高壓快速加氫方法中,包括通過進液管路與儲氫瓶連通的儲液裝置,及通過進氣管路與所述儲氫瓶連通的加氫站;所述進液管路上設(shè)置有水泵。
可選地,所述儲氫瓶的出口通過管路與一氣液分離器連通,所述氣液分離器的出口端與回氣管和回水管連通,所述回氣管與加氫站連通,所述回水管與儲液裝置連通。
可選地,所述儲氫瓶的入口端設(shè)置有瓶口閥,所述儲氫瓶的出口端設(shè)置有瓶尾閥;所述瓶口閥和所述瓶尾閥均與控制器通信連接。
從上述技術(shù)方案可以看出,本發(fā)明的燃料電池汽車高壓快速加氫方法,先在儲氫瓶中加滿預(yù)定壓力的液體,再用與上述液體的預(yù)定壓力相同的氫氣將儲氫瓶中的液體排出,該過程中儲氫瓶內(nèi)不產(chǎn)生壓力變化,解決了由壓力變化導(dǎo)致的溫升問題,能夠?qū)崿F(xiàn)高壓力大流量的快速安全加注,避免了由于溫升對儲氫瓶產(chǎn)生的破壞,保護了儲氫瓶,延長了其使用壽命,規(guī)避了加注過程中溫度變化對加注質(zhì)量的影響。