1.本實(shí)用新型屬于氫氣加注技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種燃料電池叉車用一體化快速加氫系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

2.氫能源作為一種高效、清潔、可持續(xù)發(fā)展的“無碳”能源已得到世界各國(guó)的普遍關(guān)注，氫燃料電池汽車技術(shù)因其高效率和零排放等優(yōu)點(diǎn)，成為最理想、最有可能替代傳統(tǒng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的技術(shù)，得到了世界各國(guó)政府和企業(yè)的高度重視?，F(xiàn)階段制約氫能在交通領(lǐng)域利用發(fā)展的瓶頸主要是加氫基礎(chǔ)設(shè)施不足。加氫站的氫氣加注壓力目前有35mpa、70mpa兩種。其中，35mpa加注壓力的加氫站較為常見(國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)的加氫站大部分均為35mpa加注)，其終端用戶包括燃料電池公交車、物流車等；70mpa加注壓力的加氫站國(guó)內(nèi)目前仍較少，其終端用戶主要為小轎車等。

3.燃料電池叉車作為一種新型新能源車輛，其使用場(chǎng)地相對(duì)不固定且使用環(huán)境相對(duì)復(fù)雜。而發(fā)展中的燃料電池商用車，基本采用固定式加氫站，固定加氫站投資高、服務(wù)半徑小，不適合新增加的燃料電池叉車使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型提供一種燃料電池叉車用一體化快速加氫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了加氫設(shè)備移動(dòng)方便、多功能化、快速加注的特點(diǎn)。

5.為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

6.一種燃料電池叉車用一體化快速加氫系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括氫氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氫裝置、冷卻器和加氫槍組件，氫氣壓縮機(jī)、所述儲(chǔ)氫裝置、冷卻器和加氫槍組件通過管道依次連接，冷卻器和加氫槍組件之間的管道上設(shè)有控制閥、壓力變送器、質(zhì)量流量計(jì)和溫度變送器。

7.優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括外供氫裝置，所述外供氫裝置分別與氫氣壓縮機(jī)和所述儲(chǔ)氫裝置管道連通，外供氫裝置與所述儲(chǔ)氫裝置之間的管道上設(shè)有第一氣動(dòng)開關(guān)閥。

8.優(yōu)選地，所述儲(chǔ)氫裝置包括若干組儲(chǔ)氫瓶組，每組儲(chǔ)氫瓶組分別配設(shè)有第二氣動(dòng)開關(guān)閥。

9.優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括plc單元，所述控制閥、第一氣動(dòng)開關(guān)閥、第二氣動(dòng)開關(guān)閥、氫氣壓縮機(jī)、壓力變送器、質(zhì)量流量計(jì)和溫度變送器分別與plc單元電連接。

10.優(yōu)選地，所述控制閥包括氫氣通過閥、氣動(dòng)調(diào)節(jié)控制閥和機(jī)械式限流閥。

11.優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括氫氣探頭和火焰探頭，氫氣探頭和火焰探頭分別與plc單元電連接。

12.優(yōu)選地，加氫槍組件包含拉斷閥、軟管和加氫槍，加氫槍通過軟管與所述管道連通，拉斷閥設(shè)于軟管上。

13.優(yōu)選地，所述加氫槍為tk16、tk25或tk17型號(hào)加氫槍。

14.優(yōu)選地，所述外供氫裝置為氫氣集格或長(zhǎng)管拖車。

15.本實(shí)用新型的有益效果：通過高度集成，將壓縮機(jī)、儲(chǔ)氫裝置冷卻器和加氫槍組件一個(gè)撬內(nèi)，使用靈活，節(jié)省了設(shè)備投資和占地，滿足分散式用戶需求；通過設(shè)置特殊的高壓段壓縮機(jī)系統(tǒng)，一臺(tái)壓縮機(jī)就可同時(shí)實(shí)現(xiàn)滿足給35mpa和70mpa兩種壓力等級(jí)的氫燃料電池叉車；既滿足不超過3min的快速加氫需求，同時(shí)又滿足叉車特殊的加注速率限制；加注模式多，加注可靠性高。

16.本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本實(shí)用新型而了解。本實(shí)用新型的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

附圖說明

17.為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

18.圖1示出了本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

19.圖中：1、氫氣壓縮機(jī)；2、第一儲(chǔ)氫瓶組；3、第二儲(chǔ)氫瓶組；4、冷卻器；5、plc單元；6、壓力變送器；7、質(zhì)量流量計(jì)；8、溫度變送器；9、氫氣探頭；10、火焰探頭；11、第一氣動(dòng)開關(guān)閥；12、第二氣動(dòng)開關(guān)閥；13、第三氣動(dòng)開關(guān)閥；14、氫氣通過閥；15、氣動(dòng)調(diào)節(jié)控制閥；16、機(jī)械式限流閥；17、加氫槍組件；18、管道。

具體實(shí)施方式

20.為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地說明，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

21.實(shí)施例1:

22.一種燃料電池叉車用一體化快速加氫系統(tǒng)，參照?qǐng)D1所示，所述系統(tǒng)包括箱體，箱體內(nèi)設(shè)有氫氣壓縮機(jī)1、儲(chǔ)氫裝置、冷卻器4和加氫槍組件17，氫氣壓縮機(jī)1、所述儲(chǔ)氫裝置、冷卻器4和加氫槍組件17通過管道依次連接，冷卻器4和加氫槍組件17之間的管道上設(shè)有控制閥、壓力變送器6、質(zhì)量流量計(jì)7和溫度變送器8；加氫槍組件17包含拉斷閥、軟管和加氫槍，加氫槍通過軟管與所述管道連通，拉斷閥設(shè)于軟管上。

23.進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括設(shè)于箱體外的外供氫裝置，所述外供氫裝置分別與氫氣壓縮機(jī)1和所述儲(chǔ)氫裝置管道連通，外供氫裝置與所述儲(chǔ)氫裝置之間的管道上設(shè)有第一氣動(dòng)開關(guān)閥；所述儲(chǔ)氫裝置包括若干組儲(chǔ)氫瓶組，每組儲(chǔ)氫瓶組分別配設(shè)有第二氣動(dòng)開關(guān)閥，示例性地，每組儲(chǔ)氫瓶組包含四個(gè)儲(chǔ)氫瓶，四個(gè)儲(chǔ)氫瓶沿箱體壁并列設(shè)置；所述外供氫裝置為氫氣集格或長(zhǎng)管拖車。

24.進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括plc單元5、氫氣探頭9和火焰探頭10，氫氣探頭9和火焰

探頭10分別與plc單元5電連接，所述控制閥、第一氣動(dòng)開關(guān)閥、第二氣動(dòng)開關(guān)閥、氫氣壓縮機(jī)1、壓力變送器6、質(zhì)量流量計(jì)7和溫度變送器8分別與plc單元5電連接；所述控制閥包括氫氣通過閥14、氣動(dòng)調(diào)節(jié)控制閥15和機(jī)械式限流閥16。

25.示例性地，通過壓縮機(jī)直充，對(duì)氫燃料叉車車進(jìn)行氫氣加注的過程如下：

26.氫氣供應(yīng)壓力為5-20mpa，由氫氣集格或長(zhǎng)管拖車提供，參見圖1，氫氣通過管道18經(jīng)氫氣壓縮機(jī)1壓縮，再經(jīng)冷卻器4冷卻后，最后依次經(jīng)機(jī)械式限流閥16、氫氣通過閥14、氣動(dòng)調(diào)節(jié)控制閥15、壓力變送器6、質(zhì)量流量計(jì)7和溫度變送器8調(diào)節(jié)后送至燃料電池叉車。其中管路上的機(jī)械式限流閥16主要用于加注結(jié)束時(shí)的加注最大速率限制，保證加注過程安全；氣動(dòng)調(diào)節(jié)控制閥15主要用于加注結(jié)束時(shí)的加注速率控制，保證加注過程流量穩(wěn)定，機(jī)械式限流閥16和氣動(dòng)調(diào)節(jié)控制閥15協(xié)同工作限制和調(diào)節(jié)加注速率，預(yù)防車輛加注過程中超溫，并保證車輛soc(加滿率)95％以上；壓力變送器(pt101)6檢測(cè)加注過程中的壓力，當(dāng)壓力達(dá)到35mpa(或70mpa)時(shí)，氫氣溫度變送器8主要檢測(cè)加注過程中的氫氣溫度，為自動(dòng)控制提供數(shù)據(jù)，關(guān)閉氫氣通過閥14和氫氣壓縮機(jī)1(氫氣通過閥14主要用于加注結(jié)束時(shí)的氣源切斷和緊急停機(jī)的切斷，保證加注過程不超壓)，加注結(jié)束。加注過程中，質(zhì)量流量計(jì)7(ft101)對(duì)加注過程中的氫氣流量進(jìn)行計(jì)量，并通過plc單元5的軟件換算成加注金額(元)。

27.整個(gè)工藝流程的操作，主要是由站控系統(tǒng)plc單元5自動(dòng)控制完成的，自動(dòng)化程度高，最大程度的減少了人為的干預(yù)。

28.實(shí)施例2：

29.基于實(shí)施例1的燃料電池叉車用一體化快速加氫系統(tǒng)，示例性地，通過儲(chǔ)氫罐和閥門控制，對(duì)氫燃料叉車車進(jìn)行快速加注的過程，具體如下：

30.氫氣供應(yīng)壓力為5-20mpa，由氫氣集格或長(zhǎng)管拖車提供。參照?qǐng)D1，氫氣通過管道和送至氫氣壓縮機(jī)1入口，經(jīng)壓縮升壓后送至儲(chǔ)氫裝置內(nèi)，儲(chǔ)氫裝置包含兩組儲(chǔ)氫瓶組：第一儲(chǔ)氫瓶組2和第二儲(chǔ)氫瓶組3儲(chǔ)存氫氣，再分別通過第一氣動(dòng)開關(guān)閥11、第二氣動(dòng)開關(guān)閥12、第三氣動(dòng)開關(guān)閥13和氫氣通過閥14將集格氫氣、增壓后的管道氫氣和儲(chǔ)氫瓶組內(nèi)的氫氣按壓力從低到高的順序依次加入車輛儲(chǔ)氫瓶。示例性地，具體如下：

31.選擇氫氣集格或長(zhǎng)管拖車作為氣源進(jìn)行一級(jí)加注，打開第一氣動(dòng)開關(guān)閥11，將氫氣通過氫氣通過閥14和加氫槍組件17等加注到燃料電池叉車車輛內(nèi)。加氫槍組件17包含拉斷閥、軟管和加氫槍，示例性地加氫槍型號(hào)為tk16、tk25或tk17加氫槍，加氫槍通過軟管與所述管道連通，拉斷閥設(shè)于軟管上。加氫槍主要用于連接車輛，將氫氣集格(或長(zhǎng)管拖車)及儲(chǔ)氫瓶?jī)?nèi)的氫氣加注進(jìn)入燃料電池叉車。軟管主要用于加氫槍長(zhǎng)度的延伸，降低車輛停車位置要求。拉斷閥，主要防止車輛拉斷軟管時(shí)，氫氣不會(huì)泄露，保證安全。當(dāng)氣源壓力(集格或長(zhǎng)管拖車氫氣壓力)經(jīng)壓力變送器(pt101)21監(jiān)測(cè)加注壓力＜設(shè)定值時(shí)(示例性地，設(shè)定值為2mpa)，關(guān)閉第一氣動(dòng)開關(guān)閥11。

32.選擇儲(chǔ)氫裝置的第一儲(chǔ)氫瓶組2作為氣源進(jìn)行二級(jí)加注，打開第二氣動(dòng)開關(guān)閥12，將氫氣通過氫氣通過閥14和加氫槍組件17等加注到燃料電池叉車車輛內(nèi)。當(dāng)?shù)谝粌?chǔ)氫瓶組2內(nèi)的氣源經(jīng)壓力變送器(pt101)21監(jiān)測(cè)加注壓力＜設(shè)定值時(shí)(示例性地，設(shè)定值為2mpa)，關(guān)閉第二氣動(dòng)開關(guān)閥12。若壓力變送器(pt101)21監(jiān)測(cè)壓力未達(dá)到設(shè)定值(35mpa或70mpa)，繼續(xù)加注。

33.選擇儲(chǔ)氫裝置的第二儲(chǔ)氫瓶組3作為氣源進(jìn)行三級(jí)加注，打開第三氣動(dòng)開關(guān)閥13，

將氫氣通過氫氣通過閥14和加氫槍組件17等加注到燃料電池叉車車輛內(nèi)。當(dāng)?shù)诙?chǔ)氫瓶組3內(nèi)的氣源經(jīng)壓力變送器(pt101)21監(jiān)測(cè)加注壓力＜設(shè)定值時(shí)(示例性地，設(shè)定值為2mpa)，關(guān)閉第三氣動(dòng)開關(guān)閥13。若壓力變送器(pt101)6監(jiān)測(cè)壓力未達(dá)到設(shè)定值(35mpa或70mpa)，繼續(xù)加注。

34.選擇氫氣壓縮機(jī)1作為氣源進(jìn)行四級(jí)加注，直到壓力變送器(pt101)21監(jiān)測(cè)壓力達(dá)到設(shè)定值(35mpa或70mpa)，停止加注。

35.加注過程中，系統(tǒng)設(shè)置了at101氫氣探頭9(主要檢測(cè)設(shè)備內(nèi)部的氫氣泄露，為安全控制提供數(shù)據(jù))、ht101火焰探頭10(主要檢測(cè)設(shè)備內(nèi)部的著火情況，為安全控制提供數(shù)據(jù))等聯(lián)鎖保護(hù)設(shè)備安全。整個(gè)加注過程小于3min,系統(tǒng)根據(jù)參數(shù)由plc單元5自動(dòng)啟動(dòng)、調(diào)整、停止。

36.另外，四級(jí)加注為全功能模式，系統(tǒng)也可根據(jù)實(shí)際需求，選取部分功能加注，如只有一級(jí)加注的模式，一級(jí)、四級(jí)加注的模式，一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)的模式等。具體的過程和功能與四級(jí)模式類似。

37.示例主要介紹了產(chǎn)品具有快速加注和過功能加注的工作功能。

38.綜上所述，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：采用一體化設(shè)備。設(shè)備集成度高，移動(dòng)方便；氫氣壓縮機(jī)具有雙作用，35mpa/70mpa升壓共用一臺(tái)壓縮機(jī)，設(shè)備投資低；多功能性，多類型加氫槍，適合不同類型車輛，多加氫模式，滿足不同情況使用；快速加注。加注速率可調(diào)節(jié)，滿足燃料電池叉車加注時(shí)間小于3min的加注需求；全自動(dòng)控制。壓縮機(jī)啟動(dòng)與停止、氫氣加注多級(jí)取氣、儲(chǔ)氫瓶復(fù)壓等均由plc單元5全自動(dòng)控制。

39.盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。技術(shù)特征：

1.一種燃料電池叉車用一體化快速加氫系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括氫氣壓縮機(jī)(1)、儲(chǔ)氫裝置、冷卻器(4)和加氫槍組件(17)，氫氣壓縮機(jī)(1)、所述儲(chǔ)氫裝置、冷卻器(4)和加氫槍組件(17)通過管道依次連接，冷卻器(4)和加氫槍組件(17)之間的管道上設(shè)有控制閥、壓力變送器(6)、質(zhì)量流量計(jì)(7)和溫度變送器(8)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池叉車用一體化快速加氫系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括外供氫裝置，所述外供氫裝置分別與氫氣壓縮機(jī)(1)和所述儲(chǔ)氫裝置管道連通，外供氫裝置與所述儲(chǔ)氫裝置之間的管道上設(shè)有第一氣動(dòng)開關(guān)閥(11)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池叉車用一體化快速加氫系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)氫裝置包括若干組儲(chǔ)氫瓶組，每組儲(chǔ)氫瓶組分別配設(shè)有第二氣動(dòng)開關(guān)閥(12)。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的燃料電池叉車用一體化快速加氫系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括plc單元(5)，所述控制閥、第一氣動(dòng)開關(guān)閥(11)、第二氣動(dòng)開關(guān)閥(12)、氫氣壓縮機(jī)(1)、壓力變送器(6)、質(zhì)量流量計(jì)(7)和溫度變送器(8)分別與plc單元(5)電連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料電池叉車用一體化快速加氫系統(tǒng)，其特征在于，所述控制閥包括氫氣通過閥(14)、氣動(dòng)調(diào)節(jié)控制閥(15)和機(jī)械式限流閥(16)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料電池叉車用一體化快速加氫系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括氫氣探頭(9)和火焰探頭(10)，氫氣探頭(9)和火焰探頭(10)分別與plc單元(5)電連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃料電池叉車用一體化快速加氫系統(tǒng)，其特征在于，加氫槍組件(17)包含拉斷閥、軟管和加氫槍，加氫槍通過軟管與所述管道連通，拉斷閥設(shè)于軟管上。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃料電池叉車用一體化快速加氫系統(tǒng)，其特征在于，所述加氫槍為tk16、tk25或tk17型號(hào)加氫槍。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃料電池叉車用一體化快速加氫系統(tǒng)，其特征在于，所述外供氫裝置為氫氣集格或長(zhǎng)管拖車。

技術(shù)總結(jié)

本實(shí)用新型提供了一種燃料電池叉車用一體化快速加氫系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括氫氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氫裝置、冷卻器和加氫槍組件，氫氣壓縮機(jī)、所述儲(chǔ)氫裝置、冷卻器和加氫槍組件通過管道依次連接，冷卻器和加氫槍組件之間的管道上設(shè)有控制閥、壓力變送器、質(zhì)量流量計(jì)和溫度變送器。通過高度集成，將壓縮機(jī)、儲(chǔ)氫裝置冷卻器和加氫槍組件一個(gè)撬內(nèi)，使用靈活，節(jié)省了設(shè)備投資和占地，滿足分散式用戶需求；通過設(shè)置特殊的高壓段壓縮機(jī)系統(tǒng)，一臺(tái)壓縮機(jī)就可同時(shí)實(shí)現(xiàn)滿足兩種壓力等級(jí)的氫燃料電池叉車；既滿足快速加氫需求，同時(shí)又滿足叉車特殊的加注速率限制；加注模式多，加注可靠性高。加注可靠性高。加注可靠性高。

技術(shù)研發(fā)人員：何鵬 潘益鋒 趙英朋 王凡 宋學(xué)平 卜凡浩 王濟(jì)堂 于青玉

受保護(hù)的技術(shù)使用者：安泰環(huán)境工程技術(shù)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.06.30

技術(shù)公布日：2022/2/25