【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及氢能车辆液氢加注，具体为一种气枕加压的过冷液氢快速加氢系统及方法。
技术介绍
1、氢能具有“高效清洁的二次能源、灵活智慧的能源载体、绿色低碳的工业原料”三重特点，逐步构建在交通、储能、发电、工业等领域的多元化应用场景，被认为是实现碳中和的技术手段。在国家“双碳”背景下，氢能产业正如雨后春笋般蓬勃发展。目前氢能应用主要采用35mpa(密度25kg/m3)和70mpa密度41kg/m3)高压氢气模式，由于其超高压力，存在一定的安全隐患。同时由于高压氢气的运输效率低，在很大程度上制约了氢能的进一步发展。
2、液氢(标态密度70kg/m3)因其密度大，使用压力低，将称为氢能广泛应用到一定阶段的必然选择。目前国外已有1/3以上的加氢站采用液氢工艺，国内民用液氢技术起步较晚，后续液氢加氢站将随着氢能产业的发展逐渐占据较大的市场份额。
3、中国专利技术专利cn118517633a《一种过冷液氢加注系统及方法》提出一种过冷液氢加注系统，包括增压单元、第一储罐、第一增压阀、二次过冷阀和第一换热器，第一储罐内的一部分液氢由增压单元增压后，通过第一增压阀进入至第一换热器内的第一换热侧，另一部分液氢依次经过二次过冷阀进入至第一换热器的第二换热侧进行换热，第二换热侧的液氢为第一换热侧内的液氢进行降温，并使在第一换热器的第一换热侧内形成过冷液氢从加注管道输送至外部，形成的过冷液氢能够储存更长时间，且在输送使用时不容易出现汽化。该专利单独储罐作为增压单位，流程较复杂，且容易发生超压事故。
技术
1、为了解决上述问题，本专利技术提供一种气枕加压的过冷液氢快速加氢系统，包括液氢储罐、出液控制阀、气相控制阀、增压液氢控制阀、液氢加注中间罐、中间罐出液控制阀、低温质量流量计、预冷控制阀、快速加注控制阀、加注接头、液氢储罐传感器、压力控制阀组，还包括快速增压单元、快速增压控制阀、过冷液氢车载储氢器；
2、所述液氢储罐上设置有两路相互独立的液相出口，其中一路通过增压液氢控制阀连接至快速增压单元的进口相连后经由快速增压控制阀与液氢加注中间罐相连接；另一路通过出液控制阀连接至液氢加注中间罐的液相；
3、所述低温质量流量计上设置有两路出口，其中一路通过中间罐出液控制阀以及预冷控制阀与液氢加注中间罐的气相相连，经由气相控制阀连接至液氢储罐，另一路经由快速加注控制阀、加注接头与过冷液氢车载储氢器进口相连；
4、所述液氢储罐传感器连接至液氢储罐；所述液氢储罐与压力控制阀组相连，用于防止储罐超压。
5、进一步地，所述液氢储罐以及液氢加注中间罐均为真空多层缠绕结构。
6、进一步地，所述快速增压单元具体包括：快速增压器、快速增压氢气泵、快速增压蓄能器。
7、进一步地，所述压力控制阀组具体包括：液氢储罐安全阀组、液氢储罐放空根部阀、液氢储罐手动放空阀、储罐自动放空控制阀；当发生储罐超压时，首先自动开启储罐自动放空控制阀，然后开启液氢储罐手动放空阀以及液氢储罐放空根部阀，最后开启液氢储罐安全阀组。
8、进一步地，所述液氢储罐传感器存在多个，具体包括：液氢储罐压力传感器、液氢储罐温度传感器、液氢储罐液位传感器。
9、进一步地，还包括安全组件，所述安全组件与压力控制阀组相连，所述安全组件具体包括：放空低温氢气加热器、氢气放散塔、氢气阻火器。
10、进一步地，还包括上位控制机，所述上位控制机用于控制过冷液氢快速加氢系统进行液氢加注。
11、一种气枕加压的过冷液氢快速加氢方法，包括以下步骤：s1.上位控制机发送加注信号，开启增压液氢控制阀，液氢进入快速增压器气化成气体，经快速增压氢气泵加压后进入液氢加注中间罐，形成气枕，增加液氢加注中间罐压力，同时提高液氢加注中间罐内液氢的过冷度；s2.开启中间罐出液控制阀与预冷控制阀，对低温质量流量计进行预冷；s3.对过冷液氢车载储氢器进行加注。
12、进一步地，所述s3步骤中在进行加注时，对过冷液氢车载储氢器中的bog进行冷凝，降低加注过程中的液氢损失。
13、进一步地，所述过冷液氢车载储氢器中压力范围为：1.6-2.0mpa。
14、本专利技术提供了一种气枕加压的过冷液氢快速加氢系统及方法，具有以下有益效果：
15、本专利技术采用液氢作为能量载体，采用液氢快速增压器，在接收到加注信号后快速将液氢储罐内的液体气化，对加注中间罐形成气枕，增加加注中间罐压力的同时增大加注中间罐内液氢的过冷度，可以实现液氢的快速加注。气枕加压技术不需要液氢泵等动设备，系统运行稳定性提高。另一方面，由于设置了车载过冷液氢钢瓶，加注到车载过冷液氢钢瓶的过冷液氢可以将车载钢瓶内bog气体进行冷凝，因此可以取不置车载钢瓶回液氢储罐的气相管路。系统采用控制阀对过冷液氢快速加注低温质量流量计实现自动预冷，确保过冷液氢加注过程中的计量准确。
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1.一种气枕加压的过冷液氢快速加氢系统，包括液氢储罐（1）、出液控制阀（2）、气相控制阀（3）、增压液氢控制阀（4）、液氢加注中间罐（9）、中间罐出液控制阀（10）、低温质量流量计（11）、预冷控制阀（12）、快速加注控制阀（13）、加注接头（14）、液氢储罐传感器（16）、压力控制阀组，其特征在于，还包括快速增压单元、快速增压控制阀（8）、过冷液氢车载储氢器（15）；
2.根据权利要求1所述的气枕加压的过冷液氢快速加氢系统，其特征在于，所述液氢储罐（1）以及液氢加注中间罐（9）均为真空多层缠绕结构。
3.根据权利要求1所述的气枕加压的过冷液氢快速加氢系统，其特征在于，所述快速增压单元具体包括：快速增压器（5）、快速增压氢气泵（6）、快速增压蓄能器（7）。
4.根据权利要求1所述的气枕加压的过冷液氢快速加氢系统，其特征在于，所述压力控制阀组具体包括：液氢储罐安全阀组（17）、液氢储罐放空根部阀（18）、液氢储罐手动放空阀（19）、储罐自动放空控制阀（20）；当发生储罐超压时，首先自动开启储罐自动放空控制阀（20），然后开启液氢储罐手动放空阀（1
5.根据权利要求1所述的气枕加压的过冷液氢快速加氢系统，其特征在于，所述液氢储罐传感器（16）存在多个，具体包括：液氢储罐压力传感器、液氢储罐温度传感器、液氢储罐液位传感器。
6.根据权利要求1所述的气枕加压的过冷液氢快速加氢系统，其特征在于，还包括安全组件，所述安全组件与压力控制阀组相连，所述安全组件具体包括：放空低温氢气加热器（21）、氢气放散塔（22）、氢气阻火器（23）。
7.根据权利要求1所述的气枕加压的过冷液氢快速加氢系统，其特征在于，还包括上位控制机，所述上位控制机用于控制过冷液氢快速加氢系统进行液氢加注。
8.一种气枕加压的过冷液氢快速加氢方法，基于权利要求1-7任一项所述的气枕加压的过冷液氢快速加氢系统，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的气枕加压的过冷液氢快速加氢方法，其特征在于，所述S3步骤中在进行加注时，对过冷液氢车载储氢器（15）中的BOG进行冷凝，降低加注过程中的液氢损失。
10.根据权利要求9所述的气枕加压的过冷液氢快速加氢方法，其特征在于，所述过冷液氢车载储氢器（15）中压力范围为：1.6-2.0MPa。
...【技术特征摘要】
1.一种气枕加压的过冷液氢快速加氢系统，包括液氢储罐（1）、出液控制阀（2）、气相控制阀（3）、增压液氢控制阀（4）、液氢加注中间罐（9）、中间罐出液控制阀（10）、低温质量流量计（11）、预冷控制阀（12）、快速加注控制阀（13）、加注接头（14）、液氢储罐传感器（16）、压力控制阀组，其特征在于，还包括快速增压单元、快速增压控制阀（8）、过冷液氢车载储氢器（15）；
2.根据权利要求1所述的气枕加压的过冷液氢快速加氢系统，其特征在于，所述液氢储罐（1）以及液氢加注中间罐（9）均为真空多层缠绕结构。
3.根据权利要求1所述的气枕加压的过冷液氢快速加氢系统，其特征在于，所述快速增压单元具体包括：快速增压器（5）、快速增压氢气泵（6）、快速增压蓄能器（7）。
4.根据权利要求1所述的气枕加压的过冷液氢快速加氢系统，其特征在于，所述压力控制阀组具体包括：液氢储罐安全阀组（17）、液氢储罐放空根部阀（18）、液氢储罐手动放空阀（19）、储罐自动放空控制阀（20）；当发生储罐超压时，首先自动开启储罐自动放空控制阀（20），然后开启液氢储罐手动放空阀（19）以及液氢储罐放空根部阀（18），最后开启液氢储罐安全阀...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄波，马继刚，曹卫华，崔江涵，唐瑜，
申请(专利权)人：四川蜀道装备科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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