[发明专利]一种氢能车辆用固态储氢瓶

说明书

本发明提供了一种氢能车辆用固态储氢瓶，其包括：主罐体、导气管、内胆及多个储氢单元，所述导气管沿内胆的轴线方向贯穿所述内胆，且所述导气管和内胆通过上固定盘和下固定盘组装固定在主罐体内部；多个所述储氢单元串联于所述导气管上；所述主罐体的一端设置有充放氢接口。该氢能车辆用固态储氢瓶可以改善现有氢能车辆用固态储氢瓶在实际运用中主罐体安全性差、换热性能差、储氢材料，如储氢合金等在罐体中分布不均匀而导致局部应力集中、储氢量低以及结构复杂，难以快速组装等问题。

技术领域

本发明涉及一种氢能车辆用固态储氢瓶，属于储氢技术领域。

背景技术

氢能作为清洁高效的二次能源一直备受人们关注，如能将其当作能源载体更好地利用在现代可再生能源系统中，将解决风能和太阳能在其运行中所存在的间歇性问题。当前，已具有实用化的储氢方式主要为三种：高压气态储氢、低温液态储氢和基于储氢合金的固态储氢。相较于前两种储氢方式，固态储氢具有储氢密度高、压力低、安全性好、氢气纯度高等优点，是未来氢能储运技术的重要发展方向。

氢能车辆，顾名思义，是以氢气作为能源，通过化学反应实现化学能转换为电能，再由电能转换为机械能推动车辆前进，来实现氢的利用。最大的好处在于它是与空气中的氧反应，产物只有水蒸气，真正意义上的零污染，有效减少了传统汽油车辆造成的环境污染。

目前，固态储氢瓶运用在氢能车辆上主要有以下几个问题：

1)保证固态储氢罐体在使用过程中的安全。由于社会上氢气球自燃爆炸事件屡见不鲜，导致人们已经到谈氢色变的地步。虽然相较于高压储氢方式，固态储氢瓶在安全方面具有较大优势，但如何保证罐体在储运、装卸、维护过程或发生不可控事件过程中不漏气一直是首要问题。

2)提高固态储氢罐体的有效储氢效率。目前，车载储氢罐正朝着反应快、低压力、大容量、轻量化的目标发展。由于氢气在利用的过程中受到化学反应的影响，虽然储氢合金自身具有很快的吸/放氢速度，但由于热效应的产生，对储氢罐体的快速传热有很高的要求，如何进行热管理是设计储氢罐体过程中不可不考虑的问题。再者，较为成熟的储氢合金多为碱金属或碱土金属，密度较大，不利于在车辆上大量使用，大容量无法满足轻量化。如何权衡分配合理用量，也是重要问题。

3)降低生产制造固态储氢罐体成本。现有固态储氢罐体设计结构较为复杂，相比于传统燃油车和锂电能源车成本高，不利于大规模生产制造。

为解决上述问题，中国专利申请CN213177651U公开了一种固态储氢罐，其通过设有多个储氢床体原件元件、导气管、过滤片和阀门，以及储氢床体元件之间的柔性包裹层来提高储氢罐体的综合性能，在一定程度上解决了罐体换热问题，加快了充放氢效率，提高了固态储氢罐的使用寿命。但是其存在的弊端在于：(1)制造工艺复杂，难以大规模生产；(2)虽储氢罐体容量有所提高，但罐体总质量较大，不适合应用在移动设备上。

中国专利申请CN102242861A公开了一种储氢合金罐，其通过设置管状热交换器，提高系统的热交换效率，并将储氢合金粉末装填在多孔或纤维结构中，用于避免合金粉化聚集而导致的板结和应力集中。尽管该储氢合金罐采用了环形多孔传质模块，但其所采用的多孔或纤维结构对于提高储氢材料床体的传热性能效果不佳，且热交换器设置复杂，使得环形多孔传质模块难以装填均匀。

因此，提供一种新型的氢能车辆用固态储氢瓶已经成为本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种氢能车辆用固态储氢瓶。本发明提供的氢能车辆用固态储氢瓶可以改善现有氢能车辆用固态储氢瓶在实际运用中主罐体安全性差、换热性能差、储氢材料，如储氢合金等在罐体中分布不均匀而导致局部应力集中、储氢量低以及结构复杂，难以快速组装等问题。

为了实现以上目的，本发明提供了一种氢能车辆用固态储氢瓶，其中，所述氢能车辆用固态储氢瓶包括：