本申請涉及供氫，具體而言，涉及一種供氫面板結構、供氫系統(tǒng)及車輛。

背景技術：

1、車載供氫系統(tǒng)為燃料電池汽車提供氫源，從而保障燃料電池汽車安全、可靠、穩(wěn)定運行。車載供氫系統(tǒng)是燃料電池汽車的重要組成部分，因而燃料電池汽車對車載供氫系統(tǒng)有著多方面的要求，氫氣即是燃料，又是?；?，具有易燃易爆的物理化學特性，存在安全隱患。

2、目前車載供氫系統(tǒng)大多采用高壓氣瓶供氫，將壓縮氫氣儲存至氫氣瓶內(nèi)，氫氣瓶內(nèi)的壓縮氫氣經(jīng)過多級減壓處理后輸送至燃料電池發(fā)動機內(nèi)，在儲氫罐內(nèi)的氫氣輸送至燃料電池發(fā)動機過程中，多個閥門、過濾器和控制器等模塊協(xié)同配合，多種模塊一般安裝在供氫基體上，集成化程度高。如公開號為cn213322703u的專利公開了一種標準化車載供氫系統(tǒng)的供氫面板結構，該方案中僅具有供氫管路，在車輛供氫完成停車后，供氫管路中殘留有氫氣，具有一定的安全風險。

技術實現(xiàn)思路

1、本申請實施例提供一種供氫面板結構、供氫系統(tǒng)及車輛，能夠進行管路保壓以及管路氣體置換，提高供氫系統(tǒng)的安全性。

2、第一方面，本申請實施例提供一種供氫面板結構，供氫面板結構包括基體、進氫單元和進氮單元；進氫單元設置于基體，進氫單元包括依次連通的單向閥、減壓閥、過濾器和手閥，單向閥的進氣口用于連通氫源，手閥的出氣口用于與燃料電池發(fā)動機的進氣口連通；進氮單元設置于基體，進氮單元包括進氮電磁閥和排氮電磁閥，進氮電磁閥的進氣口用于連通氮源，進氮電磁閥的出氣口連通至單向閥與減壓閥之間；排氮電磁閥的進氣口連通至減壓閥和過濾器之間，排氮電磁閥的出氣口用于排空。

3、在本方案中，基體給進氫單元和進氮單元兩者提供安裝基板的功能，讓供氫面板結構成為一個整體模塊。對于進氫單元而言，氫氣從單向閥的進氣口進入，依次經(jīng)過單向閥、減壓閥、過濾器和手閥后，到達燃料電池發(fā)動機，完成供氫。通過進氮單元的設置，進氮電磁閥打開向進氫單元提供氮氣，排氮電磁閥打開可以排出氣體，從而實現(xiàn)進氫單元中管路的保壓以及管路的氣體置換工作，提高了供氫面板結構的安全性。

4、具體的，保壓工作時，即測試進氫管路的密封性，進氫單元的管路兩端關閉，打開進氮電磁閥，氮氣從進氮電磁閥的進氣口進入于進氫單元的管路，管路壓力等于進氮壓力后，隨后關閉進氮電磁閥，保壓工作完成后，打開排氮電磁閥，隨后氮氣從排氮電磁閥的出氣口排放。

5、燃料電池發(fā)動機處于停機狀態(tài)時，可進行管路的置換工作，從而降低進氫管路中的氫氣的濃度至安全區(qū)間，以確保供氫系統(tǒng)的安全性。置換工作時，進氫單元的管路兩端關閉，按上述保壓工作重復多次即可，將管路中的氫氣濃度降低至安全區(qū)間。需要說明的是，進氮電磁閥和排氮電磁閥的開閉狀態(tài)的切換時間的間隔可以減少至1s。

6、當然，如需氫氣置換或者氫氣保壓時，則前端氫氣正常供氫，進氮電磁閥不做控制處于常閉狀態(tài)，僅控制排氮電磁閥的開閉控制管道內(nèi)的氣體。

7、在一些實施例中，進氫單元還包括卸荷閥，卸荷閥的進氣口連通至減壓閥與排氮電磁閥之間，卸荷閥的出氣口連通至排氮電磁閥的出氣口。

8、上述技術方案中，通過設置有卸荷閥，卸荷閥可以在供氫單元中的管路壓力超過設定閾值時自動排氣，將管路的壓力維持在正常區(qū)間范圍內(nèi)，確保管路的正常供氫。

9、在一些實施例中，進氫單元還包括高壓壓力傳感器和低壓壓力傳感器，高壓壓力傳感器設置于單向閥的出氣口與減壓閥的進氣口之間；低壓壓力傳感器設置于過濾器的出氣口與手閥之間。

10、上述技術方案中，高壓壓力傳感器設置在單向閥的出氣口與減壓閥的進氣口之間，能夠?qū)錃獾倪M氣的氣壓進行實時監(jiān)控，當進氣的氣壓過高時，控制排氮電磁閥打開以降低進氫壓力。同樣的，低壓壓力傳感器設置于過濾器的出氣口與手閥之間，能夠?qū)?jīng)過減壓閥減壓后的氫氣壓力進實時監(jiān)測，以確保進入于燃料電池發(fā)動機的氫氣壓力滿足需求。當然，高壓壓力傳感器和低壓壓力傳感器的存在，可以檢測到管道系統(tǒng)壓力異常的情況，以排查框體之外的部分部件所產(chǎn)生的故障或者氣體泄漏。

11、可以理解地，在整個工作過程中都可以通過壓力傳感器(高壓壓力傳感器和低壓壓力傳感器)的壓力監(jiān)測進行電磁閥控制，以實現(xiàn)工作流程自動化。

12、在一些實施例中，基體包括盒體和蓋體，盒體具有容納腔，進氫單元和進氮單元設置于容納腔，蓋體蓋設于容納腔。

13、上述技術方案中，將基體采用為盒體結構，相比于常規(guī)的基體為單一板體結構而言，盒體內(nèi)部的容納腔可以供進氫單元和進氮單元布置，而蓋體蓋設于盒體上，從而使得進氫單元和進氮單元處于一個相對較為封閉的環(huán)境，對供氫面板結構起到防雨防塵的效果。

14、在一些實施例中，盒體的至少一側設置有與外部連通的通風口。

15、上述技術方案中，通過在盒體的一側設置有通風口，即使管路出現(xiàn)漏氫的現(xiàn)象時，通過通風口也能實現(xiàn)盒體的內(nèi)外氣體交換，延緩了盒體內(nèi)部的氫氣濃度上升的速率，從而提高供氫面板結構的安全性。

16、在一些實施例中，進氫單元和進氮單元的管路均通過連接件固定于盒體。

17、在一些實施例中，供氫面板結構還包括氫氣濃度傳感器，設置于盒體內(nèi)，氫氣濃度傳感器用于監(jiān)測盒體內(nèi)部的氫氣濃度。

18、上述技術方案中，通過在盒體內(nèi)設置有氫氣濃度傳感器，氫氣濃度傳感器進行氫氣泄漏的監(jiān)測，提高用氫的安全性。

19、在一些實施例中，供氫面板結構還包括控制器，進氫單元和進氮單元均與控制器電連接。

20、上述技術方案中，通過控制器可以控制進氫單元的電磁閥門的自動開閉，以及進氮單元中的進氮電磁閥和排氮電磁閥的開閉，以根據(jù)需求實現(xiàn)自動化供氫、管道保壓和管路置換工作。

21、第二方面，本申請實施例還提供了一種供氫系統(tǒng)，供氫系統(tǒng)包括氫氣瓶以及前述的供氫面板結構，氫氣瓶的出氣口與單向閥的進氣口連通。

22、上述技術方案中，氫氣瓶內(nèi)儲存有高壓氫氣，氫氣瓶與單向閥的進氣口連通，實現(xiàn)向供氫面板結構的供氫。

23、第三方面，本申請實施例還提供了一種車輛，車輛包括燃料電池發(fā)動機以及前述的供氫系統(tǒng)。

24、上述技術方案中，通過供氫系統(tǒng)與燃料電池發(fā)動機連接，向燃料電池發(fā)動機提供氫源，從而保障燃料電池汽車安全、可靠、穩(wěn)定運行。

25、本申請的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

技術特征：

1.一種供氫面板結構，其特征在于，包括：

2.如權利要求1所述的供氫面板結構，其特征在于，所述進氫單元還包括卸荷閥，所述卸荷閥的進氣口連通至所述減壓閥與所述排氮電磁閥之間，所述卸荷閥的出氣口連通至所述排氮電磁閥的出氣口。

3.如權利要求1所述的供氫面板結構，其特征在于，所述進氫單元還包括：

4.如權利要求1所述的供氫面板結構，其特征在于，所述基體包括盒體和蓋體，所述盒體具有容納腔，所述進氫單元和所述進氮單元設置于所述容納腔，所述蓋體蓋設于所述盒體，以封閉所述容納腔。

5.如權利要求4所述的供氫面板結構，其特征在于，所述盒體的至少一側設置有與外部連通的通風口。

6.如權利要求4所述的供氫面板結構，其特征在于，所述進氫單元和所述進氮單元的管路均通過連接件固定于所述盒體。

7.如權利要求4所述的供氫面板結構，其特征在于，所述供氫面板結構還包括：

8.如權利要求1所述的供氫面板結構，其特征在于，所述供氫面板結構還包括：

9.一種供氫系統(tǒng)，其特征在于，包括氫氣瓶以及如權利要求1至8中任一項所述的供氫面板結構，所述氫氣瓶的出氣口與所述單向閥的進氣口連通。

10.一種車輛，其特征在于，包括燃料電池發(fā)動機以及如權利要求9所述的供氫系統(tǒng)。

技術總結
本申請實施例提供了一種供氫面板結構、供氫系統(tǒng)及車輛，屬于供氫技術領域。供氫面板結構包括基體、進氫單元和進氮單元；進氫單元設置于基體，進氫單元包括依次連通的單向閥、減壓閥、過濾器和手閥，單向閥的進氣口用于連通氫源，手閥的出氣口用于與燃料電池發(fā)動機的進氣口連通；進氮單元設置于基體，進氮單元包括進氮電磁閥和排氮電磁閥，進氮電磁閥的進氣口用于連通氮源，進氮電磁閥的出氣口連通至單向閥與減壓閥之間；排氮電磁閥的進氣口連通至減壓閥和過濾器之間，排氮電磁閥的出氣口用于排空。這種供氫面板結構能夠進行管路保壓以及管路氣體置換，提高供氫系統(tǒng)的安全性。

技術研發(fā)人員：顧榮俊,鄒華,王越,劉澍,余慧鋒,張剛,盧瑤,王鶴齡,張啟揚,熊川
受保護的技術使用者：上海重塑能源科技有限公司
技術研發(fā)日：20240410
技術公布日：2024/12/26