CN214523362U - 全空冷自循环全浸式移动车载燃料电池*** - Google Patents
全空冷自循环全浸式移动车载燃料电池*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN214523362U CN214523362U CN202023255199.2U CN202023255199U CN214523362U CN 214523362 U CN214523362 U CN 214523362U CN 202023255199 U CN202023255199 U CN 202023255199U CN 214523362 U CN214523362 U CN 214523362U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- fuel cell
- sealed container
- container
- hydrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种全空冷自循环全浸式移动车载燃料电池***，涉及清洁能源应用和运输交通领域。它包括第一水密封容器，金属密封容器，燃料电池堆，第一水密封容器和储氢罐；第一水密封容器和金属密封容器表面均为散热结构。本实用新型将车载燃料电池堆通过金属密封容器全浸入水中，完全隔绝静电，使得车辆运行中的静电防护问题得已有效解决。
Description
技术领域
本实用新型涉及清洁能源应用和运输交通领域，更具体地说它是一种全空冷自循环全浸式移动车载燃料电池***。
背景技术
目前氢燃料电池车多采用35Mpa或70Mpa储氢罐，两个或多个(重载卡车或大型客车)并联，通过管道连接至燃料电池装置的氢气输入口。上述车载燃料电池存在发生氢气或氧气泄漏的可能。当氢气发生泄漏时，只能快速排放到大气中，因此对燃料电池的布置方式、防静电及明火等有非常高的要求。具体局限性表现为：
1)对于车载燃料电池，主要的危险特征是泄漏引起氢气和空气混合易爆。从燃料电池来说，都装有过压泄放装置、碰撞传感器、过流过温保护等，目的即为充分保证燃料电池堆的安全性。
2)车载燃料电池在运行中需要冷却，应布置在通风良好的地方或设计相应通风措施，且保证发生泄漏时氢气能迅速扩散到大气环境中。同时，车载氢***在车内的布置上还需考虑燃料电池距离车边缘有一定的安全距离。上述特征都对氢燃料电池车的存放和车内氢设备布置提出较高要求。
3)此外，为保证氢泄漏时的安全性，燃料电池车的导体外壳与大地还需要进行可靠相连，防止产生静电引燃氢气。
因此，研发一种保证车载燃料电池在防爆、泄漏检测、隔离静电方面的安全性，大大简化相应设备设施的全空冷自循环全浸式移动车载燃料电池***很有必要。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种全空冷自循环全浸式移动车载燃料电池***。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：全空冷自循环全浸式移动车载燃料电池***，其特征在于：包括注满水的第一水密封容器，位于第一水密封容器内的金属密封容器，位于金属密封容器内的燃料电池堆，位于第一水密封容器外，通过输氢管道依次贯穿第一水密封容器和金属密封容器与燃料电池堆连接的储氢罐；
所述第一水密封容器和金属密封容器表面均为散热结构。
在上述技术方案中，液位补给装置的侧面与第一水密封容器顶部连接，液位补给装置底部与第一水密封容器侧面上部连接,液位补给装置侧面通过自循环补水阀与第一水密封容器顶部连接。
在上述技术方案中，所述第一水密封容器顶部有泄漏收集贮气间；所述泄漏收集贮气间顶部有排气阀。
在上述技术方案中，所述泄漏收集贮气间上有观察窗。
在上述技术方案中，所述泄漏收集贮气间内有氢气传感器和氧气传感器。
在上述技术方案中，所述液位补给装置底部与第一水密封容器侧面上部的连接处有液面传感器。
在上述技术方案中，所述储氢罐位于第二水密封容器内，输氢管道与第二水密封容器的连接处有水密封输氢接口；所述输氢管道与第一水密封容器、金属密封容器和燃料电池堆的接触处有阀门.
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1)本实用新型将车载燃料电池堆通过金属密封容器全浸入水中，完全隔绝静电，使得车辆运行中的静电防护问题得已有效解决。
2)本实用新型的金属密封容器和水密封容器都采用了散热结构，从而通过全空冷方式进行燃料电池堆的冷却，从而大幅提高车载燃料电池的安全性、可靠性、经济性。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的实施情况，但它们并不构成对本实用新型的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本实用新型的优点将变得更加清楚和容易理解。
参阅附图可知：全空冷自循环全浸式移动车载燃料电池***，其特征在于：包括注满水的第一水密封容器1，位于第一水密封容器1内的金属密封容器2，位于金属密封容器2内的燃料电池堆3，位于第一水密封容器1 外，通过输氢管道41依次贯穿第一水密封容器1和金属密封容器2与燃料电池堆3连接的储氢罐4；
所述第一水密封容器1和金属密封容器2表面均为散热结构5。
液位补给装置6的侧面与第一水密封容器1顶部连接，液位补给装置6 底部与第一水密封容器1侧面上部连接,液位补给装置6侧面通过自循环补水阀61与第一水密封容器1顶部连接。
所述第一水密封容器1顶部有泄漏收集贮气间11；所述泄漏收集贮气间11顶部有排气阀111。
所述泄漏收集贮气间11上有观察窗112。
所述泄漏收集贮气间11内有氢气传感器113和氧气传感器114。
所述液位补给装置6底部与第一水密封容器1侧面上部的连接处有液面传感器12。
所述储氢罐4位于第二水密封容器42内，输氢管道41与第二水密封容器42的连接处有水密封输氢接口43；所述输氢管道41与第一水密封容器1、金属密封容器2和燃料电池堆3的接触处有阀门44.
全空冷自循环全浸式移动车载燃料电池***的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：首先，通过自循环补水阀61将第一水密封容器1和第二水密封容器42充满水，充水量以充满第一水密封容器1和第二水密封容器42，同时不溢满泄漏收集贮气间11为标准；充水过程中，排气阀11打开，逐渐排空第一水密封容器内空气，仅留泄漏收集贮气间11内少量空气；充水工作完成时，整个装置平稳工作；
步骤2：当金属密封容器2或金属密封容器2内的输氢管道41发生氢气泄漏时，泄漏氢气形成气泡，泄漏探测报警器第一时间发现气泡运动轨迹，发出黄色警报；随后泄漏氢气将集中到泄漏收集贮气间11，由于氢气不溶于水，此时泄漏氢气将集中到泄漏收集贮气间11；泄漏收集贮气间11 的压强逐渐增大，同时设在泄漏收集贮气间11的氢气传感器113会对集中到该处的氢气发出报警；
当泄漏收集贮气间11压强大于2MPa时，此时排气阀111打开；由于排气阀111位于泄漏收集贮气间11顶部，氢气密度大于空气，因此主要泄散的气体为氢气；排气阀111打开的信号传递至报警***，***发出橙色警报；
当氢气持续泄漏，通过排气阀111无法有效泄散氢气，泄漏收集贮气间11压强大于5MPa时，此时泄水阀打开，***第一水密封容器1内的水，并发出红色警报。
本实用新型在车的纵向设置通风沟或通风槽，在车辆运行过程中，通过空气循环实现第一水密封容器1的自然冷却；设置液位补给装置6，液位补给装置6可以利用燃料电池堆3的副产品水来自循环；在保证防爆、泄漏检测、隔离静电方面的安全性的前提下，并大大简化相应设备设施。
燃料电池堆3用于氢气和氧气反应，产生电和水；燃料电池堆3的各种管路均通过阀门44引出。
金属密封容器2为导热***高的金属材料，箱体采用带冷却翅或散热片的结构。
第一水密封容器1根据金属密封容器2外形定制，第一水密封容器1 外壳可采用不锈钢、纯铝等防锈金属材料，也可以采用导热系数高、可以良好耐受氢气的材质。壳体具备正常气压下水密/气密条件。第一水密封容器1上设置透明观察窗(柱)，用于观察内部气体泄漏情况。
阀门44用于控制和开启/关闭各种气液体管路中的流量。
自循环补水阀61用于向水密封容器内补充水。
排气阀111用于向室外排出氢气，保障氢气安全泄散。
观察窗112用于观测气体泄露情况。
泄漏收集贮气间11用于短时存储泄漏的氢气。
输氢管道41用于在水密封法兰接口43的防护下向燃料电池堆3输入氢气。
氢气传感器113用于监测泄漏收集贮气间11内的氢气信号，使得气体泄漏可监测。
氧气传感器114用于监测泄漏收集贮气间11内的氧气信号，使得气体泄漏可监测。
本实用新型仅以燃料电池车辆为例，当用于燃料电池堆栈用于轨道交通时，可采用本实用新型相同的原理和方式。
其它未说明的部分均属于现有技术。
Claims (7)
1.全空冷自循环全浸式移动车载燃料电池***，其特征在于：包括注满水的第一水密封容器(1)，位于第一水密封容器(1)内的金属密封容器(2)，位于金属密封容器(2)内的燃料电池堆(3)，位于第一水密封容器(1)外，通过输氢管道(41)依次贯穿第一水密封容器(1)和金属密封容器(2)与燃料电池堆(3)连接的储氢罐(4)；
所述第一水密封容器(1)和金属密封容器(2)表面均为散热结构(5)。
2.根据权利要求1所述的全空冷自循环全浸式移动车载燃料电池***，其特征在于：液位补给装置(6)的侧面与第一水密封容器(1)顶部连接，液位补给装置(6)底部与第一水密封容器(1)侧面上部连接,液位补给装置(6)侧面通过自循环补水阀(61)与第一水密封容器(1)顶部连接。
3.根据权利要求2所述的全空冷自循环全浸式移动车载燃料电池***，其特征在于：所述第一水密封容器(1)顶部有泄漏收集贮气间(11)；所述泄漏收集贮气间(11)顶部有排气阀(111)。
4.根据权利要求3所述的全空冷自循环全浸式移动车载燃料电池***，其特征在于：所述泄漏收集贮气间(11)上有观察窗(112)。
5.根据权利要求4所述的全空冷自循环全浸式移动车载燃料电池***，其特征在于：所述泄漏收集贮气间(11)内有氢气传感器(113)和氧气传感器(114)。
6.根据权利要求5所述的全空冷自循环全浸式移动车载燃料电池***，其特征在于：所述液位补给装置(6)底部与第一水密封容器(1)侧面上部的连接处有液面传感器(12)。
7.根据权利要求6所述的全空冷自循环全浸式移动车载燃料电池***，其特征在于：所述储氢罐(4)位于第二水密封容器(42)内，输氢管道(41)与第二水密封容器(42)的连接处有水密封输氢接口(43)；所述输氢管道(41)与第一水密封容器(1)、金属密封容器(2)和燃料电池堆(3)的接触处有阀门(44)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202023255199.2U CN214523362U (zh) | 2020-12-29 | 2020-12-29 | 全空冷自循环全浸式移动车载燃料电池*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202023255199.2U CN214523362U (zh) | 2020-12-29 | 2020-12-29 | 全空冷自循环全浸式移动车载燃料电池*** |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN214523362U true CN214523362U (zh) | 2021-10-29 |
Family
ID=78298066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202023255199.2U Active CN214523362U (zh) | 2020-12-29 | 2020-12-29 | 全空冷自循环全浸式移动车载燃料电池*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN214523362U (zh) |
-
2020
- 2020-12-29 CN CN202023255199.2U patent/CN214523362U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Li et al. | A study on a numerical simulation of the leakage and diffusion of hydrogen in a fuel cell ship | |
| CN103229246B (zh) | 反应堆安全壳及核设施 | |
| CN111346322B (zh) | 一种水下无人密闭舱室的氧气安全性*** | |
| CN214840062U (zh) | 一种全浸式储氢*** | |
| CN213988942U (zh) | 全浸式自循环蒸发冷却的车载燃料电池*** | |
| CN112524474A (zh) | 一种全浸式储氢*** | |
| CN111446013A (zh) | 一种海洋环境二次侧非能动余热排出***及使用方法 | |
| CN112572171A (zh) | 全空冷自循环全浸式移动车载燃料电池***及工作方法 | |
| CN214523362U (zh) | 全空冷自循环全浸式移动车载燃料电池*** | |
| CN112687909A (zh) | 全浸式自循环蒸发冷却的车载燃料电池***及工作方法 | |
| CN216685355U (zh) | 一种耐压防腐电解液桶 | |
| CN112539344A (zh) | 一种全浸式压缩氢气运输*** | |
| CN112622651A (zh) | 全浸式燃料电池移动车载储氢***及使用方法 | |
| CN214171950U (zh) | 基于全浸式移动车载储氢装置的安全加氢装置 | |
| CN214164745U (zh) | 全浸式燃料电池移动车载储氢*** | |
| CN214840082U (zh) | 一种基于浸入式氢***的安全加氢站 | |
| CN216107236U (zh) | 一种全浸式垂直单元水电解制氢*** | |
| CN214840116U (zh) | 一种全浸式压缩氢气运输*** | |
| CN212113243U (zh) | 一种海洋环境二次侧非能动余热排出*** | |
| CN115465410A (zh) | B型液舱的次屏壁围护*** | |
| CN210829474U (zh) | 一种防止燃气聚集的封闭式缸套水膨胀水箱 | |
| CN112628594A (zh) | 一种基于浸入式氢***的安全加氢站 | |
| CN114110442A (zh) | 一种氢燃料电池客车用氢气泄露预警装置 | |
| CN220081539U (zh) | 一种膨胀水箱及使用该膨胀水箱的设备 | |
| CN219321395U (zh) | 一种燃料电池氮气保护罩 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |