[发明专利]智能化燃料电池储氢系统

说明书

本发明提供一种智能化的燃料电池储氢系统。所述系统包括储氢罐，还包括数据采集单元、数据对比单元、控制单元以及执行单元；数据采集单元用于对储氢罐表面的温度数据、内部的氢气压力数据以及外部的氢气浓度数据进行采集，并将所采集的温度数据、氢气压力数据以及氢气浓度数据传输给数据对比单元；数据对比单元用于接收数据采集单元传输来的温度数据、氢气压力数据以及氢气浓度数据，并分别对温度数据、氢气压力数据以及氢气浓度数据进行对比分析，同时将对比分析结果传输给控制单元；控制单元用于接收数据对比单元对比分析的数据，并将反馈结果传输给执行单元，由执行单元控制氢气的排放。所述系统具有频率可调节间歇式排气、排气量可控的特点。

技术领域

本发明属于燃料电池安全控制技术领域，特别涉及一种智能化燃料电池储氢系统。

背景技术

储氢罐是一种氢气储存的容器。现有氢气的储运容器技术包括高压储氢、液氢储存、金属氢化物储氢、低温吸附储氢、纳米碳管高压吸附储氢以及液体有机氢化物储氢。各种储氢技术相应的储氢罐也有所区别。

目前，氢气已经开始应用到汽车燃料电池等领域。加氢站、移动式储氢罐等对储存容器的储氢密度提出了很高的要求，常规钢制压力容器已经不能满足技术要求，开始出现各类轻质高压储氢容器。轻质高压储氢容器技术是伴随着复合材料压力容器技术发展的新兴技术。高性能的复合材料具有高比强度、高比模量的优点，可以在保证容器承压能力的前提下，大幅度降低容器的质量圈。目前高性能的复合材料主要有碳纤维复合材料、轻质铝内胆纤维全缠绕等。

但是，当氢气储罐在遇到燃料、高温或撞击时可能会遇到储存氢气压力迅速上升，达到储罐的安全压力值。此时需要储罐上用于泄压的装置进行动作，放出一定量的氢气，以达到氢气储罐不会爆炸的安全目的。目前所见到的泄压安全装置均是采用根据周边环境温度和罐内压力值，采取一次性将罐体内部压力泄压至安全值范围内。

如申请号为200880122937.9的专利公开了一种安全阀装置、阀装置、高压气体罐以及车辆。该专利提到的用于泄压的安全阀体，只是考虑到了根据设定参数进行开闭阀的动作。为了规避一次性放出过多氢气导致燃烧爆炸的风险，还设定了氢气的放出角度和放气位置。其主要目的是为了较快的扩散所放出氢气，以免大量氢气累计。该专利方案多是考虑如何优先保证罐体安全的前提下，尽快释放罐体内压力异常的气体。未充分考虑罐体周边环境，如存在火焰、高温，甚至无法容忍大量氢气存在的场景(燃料电池车辆集中出现事故，无法迅速疏散时)。如果在这种场景下，出于保护氢气罐体安全目的，持续大量的排出氢气，势必会出现更为严重的后果，如氢气浓度达到爆炸极限，从而引发爆炸的可能。

发明内容

针对目前燃料电池储氢罐存在的遇到突发情况无法对罐内氢气进行可控排放等问题，本发明提供一种智能化燃料电池储氢系统。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种智能化的燃料电池储氢系统，包括储氢罐，还包括数据采集单元、数据对比单元、控制单元以及执行单元；

所述数据采集单元用于对所述储氢罐表面的温度数据、内部的氢气压力数据以及外部的氢气浓度数据进行采集，并将所采集的温度数据、氢气压力数据以及氢气浓度数据传输给所述数据对比单元；

所述数据对比单元用于接收所述数据采集单元传输来的温度数据、氢气压力数据以及氢气浓度数据，并分别对所述温度数据、氢气压力数据以及氢气浓度数据进行对比分析，同时将所述对比分析结果传输给所述控制单元；

所述控制单元用于接收所述数据对比单元对比分析的数据，并将反馈结果传输给所述执行单元，由所述执行单元控制所述储氢罐内氢气的排放。

相对于现有技术，本发明上述提供的智能化的燃料电池储氢系统，具有可调节频率间歇式排放，并且氢气排放量可控的特点，确保即使氢气排放达到爆炸极限或者具有能够达到爆炸极限的气体混合物出现时，由于氢气的排放量有限，因而不会出现破坏性的大规模爆炸事故。