[发明专利]氢燃料电池汽车高压储氢罐压力能回收装置

说明书

本发明公开了氢燃料电池汽车高压储氢罐压力能回收装置，属于氢燃料电池汽车领域，氢燃料电池汽车高压储氢罐压力能回收装置，包括高压储能罐，高压储氢罐外端固定连接有氢气解压机构，氢气解压机构包括膨胀机、发电机、升温装置，氢气连接管，膨胀机与高压储氢罐固定连接，膨胀机与发电机固定连接，发电机外端电性连接有蓄电池，蓄电池外端电性连接有汽车内用电器，氢气连接管外端固定连接有氢燃料电池组，可以实现一方面通过膨胀机对高压氢气罐内的氢气进行解压，同时对高压氢气具有的大部分压力能进行回收，另一方面能够将汽车部件产生的热能通过集能系统进行一定的回收，并为汽车本身的正常工作所用。

技术领域

本发明涉及氢燃料电池汽车领域，更具体地说，涉及氢燃料电池汽车高压储氢罐压力能回收装置。

背景技术

传统中的动力电池，包括铅酸蓄电池、三元锂电池、磷酸铁锂、石墨烯等等，这一类主要是为了蓄能而诞生的，当然电池的最大作用并不全是为了动力与出行，但目前应用最广的便是车用电池动力系统。这种技术本身不产电，而且本身有固定的续航能力和寿命。我们所说的“氢燃料电池”严格意义上来说不能称作为“电池”，这是一种“质子膜交换发电”技术，更接近于一台发电机，其本身无法蓄电。它的本质是将氢气和氧气通过质子膜催化后逆电解进行发电。而这个过程中除了“水”没有任何排放。众所周知，目前的电动车并不能称之为减少CO2气体排放的环保车型，因为目前绝大多数电动车仍然需要从电网中获得电能，而中国的电能80％来自燃煤发电厂，燃煤发电厂的污染程度是相当高的。中国有全球最丰富的煤炭资源，这就注定我国的能源格局中，燃煤发电至少在50年内都是电能的主要来源。煤炭工业的体量相当大，对于北方资源大省来说，煤炭工业是支柱产业，50年内恐怕都是如此。因此也就有人质疑目前的电动车其CO2排放量超过了同类型的燃油车，不能算环保车型。2017年1-8月中国焦炭产量统计显示，2017年8月中国焦炭产量达到3691.3万吨，同比下滑5.3个百分比。2017年1-8月中国焦炭产量为29569.4万吨，累计增长1.3％。我国的焦炉煤气资源总量大约260亿立方米，其中如果一半用于制氢那么将制造75亿立方米左右的氢气。这就使得我国氢气是全球氢气价格最低的地区，中等水平的氢燃料电池车百公里大约消耗1公斤氢气，焦炉煤气提取的氢气成本大约为人民币每公斤30元，远低于汽油的价格。光是在上海钢铁和化工产业产生的氢气副产品，就足以可以支撑40万辆新能源车的行驶，山西的话，足以支撑500万辆氢燃料电池车。因此，氢燃料电池汽车仍会成为未来新能源汽车行业的一大发展趋势。

申请号为：CN201710354577.6的中国发明，公开了一种氢燃料电池汽车高压储氢罐压力能回收装置，包括：高压氢气罐和压力能回收系统，所述压力能回收系统包括一级或多级膨胀系统，每级膨胀系统包括一个膨胀机和一个换热器。高压氢气从高压氢气罐流出，依次流入各级膨胀系统；在各级膨胀系统中，先经过膨胀机降温降压，对外输出功，然后流入换热器吸热升温，提高其工作温度使其膨胀过程接近等温过程输出更多的膨胀功。本发明通过力能回收系统将高压氢气罐内的压力能回收利用，提高能量利用率。

上述发明仅仅通过膨胀机的作用将高压氢气罐中的压力能进行回收，没有考虑到在压力能传输过程中，各个工件工作过程中产生的热能，尤其是发电机和电动机两部分的热量损耗，也是压力能的一部分，但是上述发明没有考虑到该部分压力能的损耗和回收，仍会使一部分压力能浪费。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供氢燃料电池汽车高压储氢罐压力能回收装置，它可以实现一方面通过膨胀机对高压氢气罐内的氢气进行解压，同时对高压氢气具有的大部分压力能进行回收，另一方面能够将汽车部件产生的热能通过集能系统进行一定的回收，并为汽车本身的正常工作所用。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。