[发明专利]一种基于低压固态储氢为氢源的氢能自行车

说明书

本发明属于氢能源利用技术领域，具体涉及一种基于低压固态储氢为氢源的氢能自行车。本发明所述基于低压固态储氢为氢源的氢能自行车，采用低压固态储氢材料及系统为氢源，并利用水冷质子交换膜燃料电池控制单元实现氢源能量的转换及输出利用。本发明所述基于低压固态储氢为氢源的氢能自行车，充分利用低压固态储氢材料具有安全、高效、高密度等优点，又有效利用了水冷质子交换膜燃料电池系统运行时产生的废热，节能减排，实现“低碳环保、绿色出行”，可满足经济社会市场需求。

技术领域

本发明属于氢能源利用技术领域，具体涉及一种基于低压固态储氢为 氢源的氢能自行车。

背景技术

氢能被认为是一种理想的清洁能源，具有质量轻、储量丰富、环境友 好等优点。“国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)”将高容 量储氢材料技术确定为“前沿技术”。目前，氢能源主要的产业链包括上游 氢气的制备、中游氢气的运输储存以及下游加氢站、氢燃料电池及应用等 多个实际应用环节。中游氢气的储存包括高压气态储氢、低温液态储氢和 固态储氢几种方式。其中，高压气态储氢方式具有应用广泛、简便易行、 成本低、充放氢速度快等优势，但储氢过程则需要厚重的耐压容器，同时 消耗较大的氢气压缩功，并具有氢气泄露和容器爆破等不安全因素的风险； 低温液态储氢方式虽然在全球的加氢站中有较大范围的应用，但在车载系 统中的应用却并不成熟，还存在一定的安全隐患，而且受限于技术开发能 力，国内液氢的应用成本持续很高；固态储氢技术的特点在于安全、简便、 并具备良好的适应性，能够很好的解决储氢问题，可为燃料电池提供稳定 可靠的氢源。

目前，在国家大力倡导节能减排、低碳出行的大环境下，自行车、公 交车、地铁、轻轨等公共交通无疑是人们首选的低碳出行方式。其中，自 行车尤其是电动自行车在现有公共交通系统中更由于其灵活性而具备不可 替代的特殊地位，起到了连接目的地与地铁站、公交点等大交通站点的作 用。

目前市场上的电动自行车多以锂电池电源为主，但锂电池充电时间长 且容量有限，使得电动自行车只能在有限范围内行驶；而且由于目前国内 还没有大量规范配套充电桩，一旦电量用尽，充电问题也会困扰用户；而 锂电池的前期、后期污染也是一个长期的环境问题。因此，采用低压固态 储氢为氢源的氢能自行车更成为经济社会绿色、低碳、环保出行的理想选 择。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于低压固态储氢为 氢源的氢能自行车。

为解决上述技术问题，本发明所述的一种基于低压固态储氢为氢源的 氢能自行车，包括自行车车体，以及置于自行车车体用于氢源储存的低压 固态储氢系统单元和用于氢源能量转换的水冷质子交换膜燃料电池控制单 元；

所述低压固态储氢系统单元包括含固态储氢材料的低压储氢瓶；

所述水冷质子交换膜燃料电池控制单元包括分别实现能源物料运行的 氢气管路、空气管路、冷却水循环管路，以及用于稳定系统压力的DC/DC 变换器和为系统提供启动电压的锂电池。

具体的，所述低压固态储氢系统单元和所述水冷质子交换膜燃料电池 控制单元为一体化集成结构，并由防水壳包裹。

具体的，所述固态储氢材料选自稀土系或者钛系储氢合金中的一种或 者多种。

具体的，所述固态储氢材料为经过粘结剂造粒形成的纳米结构块状材 料。

具体的，所述低压储氢瓶上设置有含过滤器的瓶口阀以及实现所述低 压储氢瓶与水冷质子交换膜燃料电池控制单元的管路开关控制的快插接头。

具体的，所述氢气管路上设置有相连接的：

电磁阀，所述电磁阀与所述低压储氢瓶相连接，用于控制并调整氢气 的方向、流量、速度参数；

减压阀，用于调节所述氢气管路内氢气的压力，使出口压力自动保持 稳定；