本發(fā)明涉及新能源汽車，特別涉及一種燃料電池供氫系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及一種上述燃料電池供氫系統(tǒng)的供氫方法。

背景技術：

1、燃料電池供氫系統(tǒng)是燃料電池汽車的能量供給單元，相當于傳統(tǒng)汽車的油箱，主要作用是存儲及供應氫氣。燃料電池車上常用的車載儲氫裝置有高壓氣態(tài)儲氫、低溫液態(tài)儲氫等。低溫液氫儲氫一般用于800km以上的長距離運輸，高壓氣態(tài)儲氫一般用于800km以下的中、短距離運輸。車載液氫系統(tǒng)中液氫以-253℃低溫存在于液氫儲罐中，液氫儲罐無法做到完全絕熱，容易導致液氫受熱后蒸發(fā)。液氫儲罐中的氫一般是以氣液共存的狀態(tài)存在，氣態(tài)氫在上層，用于將儲罐維持在一定的壓力(如1.6mpa左右)，由于液氫蒸發(fā)率很高，蒸發(fā)率>3％/天，當液氫蒸發(fā)后儲罐內(nèi)壓力高于設定的安全壓力時(如2.1mpa左右)，則以氣態(tài)存在的氫從儲罐集中放散口排放至大氣中。

2、現(xiàn)有技術中，燃料電池供氫系統(tǒng)存在如下弊端：

3、1.氫蒸發(fā)率較高，液氫瓶內(nèi)的液氫會蒸發(fā)為氣態(tài)，當壓力高于設定閾值時，氣態(tài)氫從儲罐集中放散口排掉，造成能源浪費，同時氫氣排放到大氣中具有易燃易爆的特性，容易引發(fā)火災等不安全因素。

4、2.車輛啟動前液氫車輛啟動較慢，尤其時冬季，液氫系統(tǒng)需要從整車熱管理系統(tǒng)吸熱或使用ptc以氣化液氫，車輛啟動前熱管理系統(tǒng)尚未升溫，溫度較低，無法提供足夠熱量給水浴式汽化器，而ptc加熱需要消耗動力電池電量，動力電池在低溫下放電功率低，導致溫度較低時車輛啟動時間很長。

技術實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種燃料電池供氫系統(tǒng)，以能夠?qū)⒁簹鋬迌?nèi)的超出預設壓力的氣態(tài)氫進行回收及再利用，同時也可有效減少氣態(tài)氫向外界的泄放。

2、為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

3、一種燃料電池供氫系統(tǒng)，包括液氫儲罐，連接在所述液氫儲罐和燃料電池之間的第一氣路，與所述第一氣路并聯(lián)的第二氣路，以及控制組件；

4、所述第一氣路上設有氣化裝置，所述第二氣路上設有儲氣瓶；

5、所述控制組件包括分別設于所述第一氣路和所述第二氣路上的若干控制閥，以及分別與各所述控制閥連接的控制器；

6、所述控制器控制若干所述控制閥，而分別控制所述第一氣路和所述第二氣路的連通或斷開，以使所述液氫儲罐內(nèi)的液態(tài)氫經(jīng)所述第一氣路輸送至所述燃料電池，且在所述液氫儲罐內(nèi)的氣態(tài)氫的壓力超過第一預設壓力閾值時，所述氣態(tài)氫經(jīng)所述第二氣路儲存至所述儲氣瓶，所述儲氣瓶能夠通過所述第二氣路為所述燃料電池供給氣態(tài)氫。

7、進一步的，所述第一氣路上設有位于所述氣化裝置下游的緩沖罐。

8、進一步的，所述燃料電池的入口設有減壓閥；所述第一氣路和所述第二氣路的連接點位于所述緩沖罐和所述減壓閥之間。

9、進一步的，所述第二氣路包括連接在所述液氫儲罐和所述氣化裝置之間的第一支路，以及連接在所述緩沖罐和所述連接點之間的第二支路，所述第二支路上設有所述儲氣瓶。

10、進一步的，所述第二支路上設有用于對預進入所述儲氣瓶的所述氣態(tài)氫進行增壓的增壓裝置。

11、進一步的，若干所述控制閥包括設于所述第一氣路上的第一電磁閥，所述第一電磁閥位于所述緩沖罐和所述連接點之間；和/或，若干所述控制閥包括設于所述第一支路上的第二電磁閥。

12、進一步的，若干所述控制閥包括設于所述第二支路上的第三電磁閥和第四電磁閥，所述第三電磁閥和所述第四電磁閥分設在所述儲氣瓶的進口側(cè)和出口側(cè)；和/或，所述第二支路上設有單向閥；所述單向閥位于所述儲氣瓶的進口側(cè)，和/或，所述單向閥位于所述儲氣瓶的出口側(cè)。

13、進一步的，所述緩沖罐的入口處設有第一溫度檢測裝置和第一壓力檢測裝置，所述第一溫度檢測裝置用于檢測氣化后氣態(tài)氫的溫度，所述第一壓力檢測裝置用于檢測氣化后氣態(tài)氫的壓力；和/或，所述燃料電池的入口處設有第二溫度檢測裝置和第二壓力檢測裝置，所述第二溫度檢測裝置用于檢測供入所述燃料電池的氣態(tài)氫的溫度，所述第二壓力檢測裝置用于檢測供入所述燃料電池的氣態(tài)氫的壓力。

14、相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：

15、本發(fā)明所述的燃料電池供氫系統(tǒng)，通過設置的第一氣路能夠使得液氫儲罐內(nèi)的液態(tài)氫通過氣化裝置氣化后輸送至燃料電池，為燃料電池進行供氫，通過設置的第二氣路及儲氣瓶，可使得液氫儲罐內(nèi)的超過第一預設壓力閾值的氣態(tài)氫經(jīng)第二氣路儲存在儲氣瓶中，儲氣瓶內(nèi)的氣態(tài)氫通過第二氣路能夠供給至燃料電池，從而能夠?qū)⒁簹鋬迌?nèi)超過第一預設壓力閾值的氣態(tài)氫進行回收再利用，減少氣態(tài)氫向外界的泄放，避免因氣態(tài)氫的排放引起的安全問題，且也能夠減少資源的浪費，并有著很好的使用效果。

16、此外，設置在氣化裝置下游的緩沖罐，能夠緩沖系統(tǒng)的壓力波動，使得系統(tǒng)工作更平穩(wěn)。在燃料電池的入口設置減壓閥，有利于調(diào)整第一氣路中的氣態(tài)氫的壓力，以更好的滿足燃料電池所需氣態(tài)氫的壓力。第二氣路中設置的第一支路和第二支路，使得第一氣路和第二氣路共同采用氣化裝置至緩沖罐之間的支路，一方面有利于液氫儲罐內(nèi)的氣態(tài)氫快速升溫，以滿足儲氣瓶的使用溫度，另一方面也利于節(jié)省氣化裝置設置的數(shù)量，利于降低設計成本。

17、其次，在第二支路上設置的增壓裝置，能對預進入儲氣瓶的氣態(tài)氫進行增壓，從而將增壓后的氣態(tài)氫存儲至儲氣瓶中。設置的若干控制閥包括第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥和第四電磁閥，有利于實現(xiàn)控制第一氣路的連通、第二氣路的連通，以及是否向儲氣瓶內(nèi)進行存儲氣態(tài)氫，是否使用儲氣瓶內(nèi)的氣態(tài)氫向燃料電池供氫等功能。設置在儲氣瓶進口側(cè)的單向閥，可有效防止儲氣瓶內(nèi)氣體的反流，利于保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。設置在儲氣瓶出口側(cè)的單向閥，可有效防止第一氣路內(nèi)的氣體反流，利于保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

18、另外，設置的第一溫度檢測裝置和第一壓力檢測裝置，有利于檢測氣化后氣態(tài)氫的溫度和壓力，設置的第二溫度檢測裝置和第二壓力檢測裝置，有利于檢測供入燃料電池的氣態(tài)氫的溫度和壓力。

19、本發(fā)明的另一目的在于提出一種燃料電池供氫方法，通過上述的燃料電池供氫系統(tǒng)實現(xiàn)，所述燃料電池供氫方法包括：

20、獲取液氫儲罐內(nèi)的氣態(tài)氫的壓力值；

21、在所述液氫儲罐內(nèi)氣態(tài)氫的壓力未超過第一預設壓力閾值時，所述控制組件控制若干所述控制閥，以使所述第一氣路連通，所述液氫儲罐內(nèi)的液態(tài)氫可經(jīng)所述第一氣路輸送至所述燃料電池；

22、在所述液氫儲罐內(nèi)氣態(tài)氫的壓力超過第一預設壓力閾值時，所述控制器控制若干所述控制閥，以使所述第二氣路連通，所述液氫儲罐內(nèi)的氣態(tài)氫可經(jīng)所述第二氣路儲存至所述儲氣瓶，所述儲氣瓶能夠通過所述第二氣路為所述燃料電池供給氣態(tài)氫。

23、進一步的，所述儲氣瓶內(nèi)氣態(tài)氫的壓力超過第二預設壓力閾值時，所述控制器控制若干所述控制閥，以使所述第一氣路斷開，所述第二氣路連通。

24、本發(fā)明的燃料電池供氫方法通過應用如上所述的燃料電池供氫系統(tǒng)，可以單獨使用液氫儲罐內(nèi)的液氫為燃料電池供氫，也可以單獨使用液氫儲罐內(nèi)的氣態(tài)氫為燃料電池供氫，減少液態(tài)氫內(nèi)氣態(tài)氫的泄放，還可以單獨使用儲氣瓶內(nèi)的氣態(tài)氫為燃料電池供氫。另外，燃料電池供氫方法通過應用上述的燃料電池供氫系統(tǒng)，還能夠有效解決車輛冬季啟動時間長的問題。