[发明专利]一种70MPa储氢气瓶

说明书

本发明公开了一种70MPa储氢气瓶，包括通气模块、检测模块、温度控制模块和执行模块，所述通气模块包括涡流管，所述涡流管包括主管体和位于主管体上的进气管、冷气管和热气管，所述检测模块包括温度传感器，所述温度传感器与所述温度控制模块的信号输入端通过导线相连接；所述执行模块包括电磁流量阀，所述电磁流量阀位于所述热气管上用以控制热气管的气体通量。本发明能够在Ⅳ型气瓶充氢气的过程中，有效遏制瓶内氢气的温升。

【技术领域】

本发明涉及高压储氢的技术领域，特别是涉及一种70MPa储氢气瓶。

【背景技术】

高压气瓶储氢技术是目前氢气能源汽车领域中最具有实用性的储运方式，现有技术中，氢气瓶分为四个种类，分别是：金属气瓶(Ⅰ)、金属内胆环向缠绕气瓶(Ⅱ型)、金属内胆全缠绕气瓶(Ⅲ型)和非金属内胆全缠绕气瓶(Ⅳ型)。其中，Ⅰ型气瓶和Ⅱ型气瓶不仅笨重，还具有氢脆的问题，因此车载储氢并不考虑这两种类型。目前，国内外应用较为广泛的是Ⅲ型气瓶，通常为铝胆碳纤维全缠绕复合气瓶，具有无渗漏、可快充的优点。而Ⅳ型气瓶，由于采用的是非金属内胆，在70MPa储氢场合，Ⅳ型气瓶较Ⅲ型气瓶的优点有：质量更轻、成本低、无氢脆，所以成为了国内外争相研究的热点。

然而，Ⅳ型气瓶较Ⅲ型气瓶也有其缺点，例如，由于Ⅳ型气瓶的内胆是非金属材料，所以内胆的热传递效率低，而大量文献研究表明，储氢瓶在快速充气时，瓶内温度会快速升高，目前已经投入市场的氢能源汽车，其储氢瓶的充满时间一般不超过4分钟，有研究文献分析，如果采用Ⅳ型气瓶，在满足市场实际使用需求的条件下，储氢瓶内的氢气温度将达到70度以上，对Ⅳ型气瓶的气密性具有严重的挑战。

基于上述背景，现在亟待开发一种70MPa储氢气瓶，能够在充气时，对瓶内氢气的温升进行遏制。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种70MPa储氢气瓶，能够在气瓶充氢气的过程中，有效遏制瓶内氢气的温升。

为实现上述目的，本发明提出了一种70MPa储氢气瓶，包括非金属内胆、缠绕在非金属内胆上的碳纤维缠绕层以及包裹在最外侧的外壳，其特征在于：所述系统包括通气模块、检测模块、温度控制模块和执行模块，所述通气模块包括涡流管，所述涡流管包括主管体和位于主管体上的进气管、冷气管和热气管，其中主管体、进气管和热气管位于所述Ⅳ型氢气瓶的外壳外部，所述冷气管深入至所述Ⅳ型氢气瓶的内胆中，所述热气管通过第一单向阀与进气管连接，所述进气管上设置有第二单向阀，且所述第二单向阀位于所述热气管与进气管连接点的外端；所述检测模块包括温度传感器，所述温度传感器的测温头位于所述70MPa氢气瓶的内胆中；所述温度控制模块位于所述70MPa氢气瓶的外壳上，所述温度传感器与所述温度控制模块的信号输入端通过导线相连接；所述执行模块包括电磁流量阀，所述电磁流量阀位于所述热气管上用以控制热气管的气体通量，所述电磁流量阀与所述温度控制模块的信号输出端通过导线相连接；所述系统还包括电源，所述分别与电磁流量阀、温度控制模块和温度传感器通过导线相连接。

作为优选，所述第一单向阀的正导向是由热气管传递至进气管；所述第二单向阀的正导向是由进气管外端传递至主管体。

作为优选，所述温度传感器为铜-康铜热电偶传感器。

作为优选，所述冷气管与所述内胆为耐高压密封连接。

作为优选，所述铜-康铜热电偶传感器与内胆为耐高压密封连接。

本发明的有益效果：本发明通过将具有热端循环回流结构的涡流管设置在 70MPa储氢气瓶的进气端，使得进入氢气瓶内胆的氢气能够快速冷却，被冷却的氢气在快速流入内胆时会产生温升，于是对最终位于内胆中的氢气进行了温度中和，解决了70MPa储氢气瓶快速充气时温升高的问题。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】