[发明专利]高压复合金属氢化物储氢系统为氢源的燃料电池物流车

说明书

本发明公开了一种高压复合金属氢化物储氢系统为氢源的燃料电池物流车，包括依次连接的高压复合金属氢化物储氢系统、水冷燃料电池系统、DC/DC变换器、DC/DC控制器、整车控制器、电机控制器、电机，整车控制器与锂电池管理系统和锂电池依次连接，超级电容与电机控制器相连接；高压复合金属氢化物储氢系统由储氢瓶和料筒组成，料筒位于储氢瓶内胆中；料筒包括料筒躯干，其两端为开放结构，一端端板通入冷却水管，另一端端板上设置有加料口，两端的端板、上均装有能抵靠在储氢瓶内胆之内壁面上的支撑板簧；网护套包覆在料筒躯干的外表面上。本发明内部结构设计独特、装料便捷，具有储氢量高、动力学性能好、适用温度低等优点。

技术领域

本发明涉及一种氢能源物流车，具体涉及一种高压复合金属氢化物储氢系统为氢源的燃料电池物流车。

背景技术

氢燃料电池技术，是一种通过燃料电池系统装置，把氢气所具有的化学能转化成电能的一种技术。在氢燃料电池产业链中，电堆是处于中游核心环节。催化剂、质子交换膜、气体扩散层组成膜电极和双极板构成电堆的上游，电堆与空压机、储氢瓶系统、氢气循环泵等其它组件构成燃料电池动力系统，下游应用对应交通领域和备用电源领域，主要是客车、物流车、乘用车、物流车、固定式电源和便携式电源等。上游为氢气制备、储存和运输，最终运输到加氢站。其中，制氢是基础，储存和运输是氢气利用的核心保障。

氢能源物流车成为一道生态城市独特的风景线，具有货车装货的空间以及运输的能力，既满足低碳出行物流业的需求，也有利于节能减排。相对于传统的汽油物流车，氢燃料电池物流车在总碳排放上有着高达94％的降低，相比电动物流车也有着86％的消减。能量转换效率，氢燃料电池明显高于其他电池；补充能量时间，氢燃料电池是以分钟计算，其他电池以小时计算；环保角度而言，氢能燃料电池的排放为零。随着社会日益发展和技术的进步，新能源取代传统的燃料动力已成为历史的必然。

目前，商业化氢能物流车以35Mpa高压气瓶为主流储氢方式。固态储氢材料具有氢气提纯功能(氢气纯度99.999％)、体积储氢密度高和安全性好等诸多优点备受关注。由于氢与金属储氢材料反应形成固溶体或氢化物后，其体积储氢密度可以提高1000倍。但在金属氢化物储氢罐中，由于粉体材料有限的堆垛密度，使得储氢罐中填满金属氢化物储氢材料后仍有50％以上的空闲体积。如果将这部分空体积冲入高压氢气，既充分利用金属氢化物储氢体积密度大、安全性好，又发挥高压储氢吸放氢速度快、重量储氢密度高和放氢平稳等优点，实现两者优势的复合，有望成为未来主流的储氢方式。

株式会社丰田自动织机和丰田自动车株式会社共同申请了发明名称为氢储藏罐的发明专利，申请号为200880018938.9，公布日为2010.03.24。罐主体具有两端开口的中控躯干部，躯干部的两个开口端部与圆顶部结合。储氢瓶的内部设置有流动的热介质流路(热介质主要指水、油、发动机冷却液等)，在热介质流路中流动的热介质能与罐主体的外周面接触。采用复合罐主体躯干部空间分割成多个收纳室，储氢合金被分别收纳在多个收纳室中，有效抑制储氢合金局部压紧化。优化内部结构，有效提高装置的质量储氢密度和体积储氢密度，提高热传导性能。全球能源互联网研究院、国网山东省电力公司、国家电网公司共同申请了发明名称为一种气-固复合储氢罐的发明专利，申请号为201710271029.7，公布日为2018.11.02。气-固复合储氢罐包括外部罐体、储氢合金、导气管、内部循环水路、支撑板和氢气阀门。内部罐体由支撑板固定于外部罐体腔体内，支撑板焊接于内部罐体外壳上。装填有储氢合金的内部罐体，轴向设有多孔导气管，多孔导气管两端设置有过滤器。复合储氢罐内部优化设计及便捷的装料方式备受科学界和产业界的关注。

现有的氢能物流车无论是以35Mpa高压气瓶来储氢，还是通过上述两种发明专利中的氢储藏罐来储氢，其储氢量有限，装料不方便，且动力学性能差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压复合金属氢化物储氢系统为氢源的燃料电池物流车，其内部结构设计独特、装料便捷，具有储氢量高、动力学性能好、适用温度低等优点，为氢能物流车提供了有效的解决方案。