【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于填充加压氢气罐的方法和装置。更具体地，本专利技术涉及一种用于用氢气填充燃料电池电动车辆(fcev)的气罐的装置，该装置包括液化气体源、传递回路，该传递回路与液化气体源处于下游流体连通并且包括至少一个下游端，该至少一个下游端被适配并且被配置成可移除地连接到待填充的车辆氢气罐。
技术介绍
为了以符合汽车工程师协会(sae)标准j2601的方式用高压气态氢气对燃料电池电动车辆进行补给，必须将刚好在燃料罐上游的气态氢气的温度控制在相对窄且冷的温度窗口内，比如在-17.5℃与-40℃之间。而且，气态氢气的压力斜坡速率必须根据各种物理特性来控制，比如环境温度、燃料罐类别、以及刚好在燃料罐上游的气态氢气的温度和流速。压力控制阀(通常恰好位于用于冷却氢气的热交换器的上游)用于执行压力斜坡速率的控制。使用液态氢气源的氢气燃料补给站点是已知的。这种类型的补给站点使得能够使用来自液态氢气的制冷来产生用于快速填充的预冷却加压氢气，而在填充过程中不会发生气罐中的气体温度升高过度。例如，daney等人提出了一种构思性再填充站点，该再填充站点使用汽化器来提供环境温度的高压气态氢气，高压气态氢气随后在被送入车辆气罐之前进行冷却。daney等人,“hydrogen-fuelled vehicle fuelling station[氢燃料车辆燃料供应站点]”,advances in cryogenic engineering,vol 41,1996[低温工程进展,第41卷,1996年]。在城市公共汽车再填充站点处实施的另一个这种站点使用汽化器，该汽化器将热量从环境空气传递到
技术介绍
0、专利技术背景
技术实现思路
1、披露了一种用于用加压氢气填充燃料电池电动车辆的气罐的系统，该系统包括：液态氢气储存容器；液态氢气泵，该液态氢气泵与该储存容器处于下游流动连通，并且被适配并且被配置成接收来自该储存容器的液态氢气流并且对该液态氢气流进行泵送和加压以产生加压氢气流；第一热交换器，该第一热交换器具有升温回路，该升温回路被适配并且被配置成在其中接收该加压氢气流的第一部分并使其汽化以产生汽化氢气流，并且该第一热交换器还具有冷却回路；旁路回路，该旁路回路被适配并且被配置成接收来自该液态氢气泵的该加压氢气流的第二部分；汽化氢气回路，该汽化氢气回路被适配并且被配置成接收该汽化氢气流；缓冲容器进料导管，该缓冲容器进料导管被适配并且被配置成接收来自该汽化氢气回路的该汽化氢气流和来自该旁路回路的该加压氢气流的第二部分以形成组合流；第一温度控制阀，该第一温度控制阀被适配并且被配置成控制该汽化氢气回路中的该汽化氢气流的流速；第二温度控制阀，该第二温度控制阀被适配并且被配置成控制该旁路回路中的该第二部分的流速；至少一个缓冲容器，该至少一个缓冲容器被适配并且被配置成接收并储存来自所述缓冲容器进料导管的该组合流，直到请求车辆气罐填充；第二热交换器，该第二热交换器具有冷却回路，该冷却回路被适配并且被配置成接收并冷却来自该缓冲容器进料导管的该组合流和/或来自该至少一个缓冲容器的加压氢气流以产生经冷却的加压氢气流，该第二热交换器还具有升温回路；填充回路，该填充回路按流动顺序由该第二热交换器的冷却回路和至少一个填充分配器构成，该至少一个填充分配器被适配并且被配置成与燃料电池电动车辆接合以便允许其气罐用该经冷却的加压氢气流填充；温度传感器，该温度传感器设置在该缓冲容器进料导管中，该温度传感器被适配并且被配置成测量该组合流的温度；以及热交换流体环路，该热交换流体环路按流动顺序由以下各项构成：含有主传热流体的调压容器(surge vessel)、被适配并且被配置成将该主传热流体泵送穿过该热交换流体环路的主传热流体泵、该第一热交换器的冷却回路、该第二热交换器的升温回路、以及该调压容器。该第一热交换器被适配并且被配置成在该相对较热的主传热流体与该加压氢气流的相对较冷的第一部分之间交换热量，以产生该汽化氢气流和经冷却的主传热流体流。该第二热交换器被适配并且被配置成在一方面来自该至少一个缓冲容器的该相对较热的组合流和/或该相对较热的加压氢气流与另一方面该相对较冷的经冷却的主传热流体流之间交换热量。该第一温度控制阀和该第二温度控制阀基于由所述温度传感器测量的温度而分别控制该汽化氢气流和该第二部分的流速。
2、还披露了一种用于用加压氢气填充燃料电池电动车辆的气罐的方法。该方法包括以下步骤。提供上文披露的系统。用该液态氢气泵从该液态氢气储存容器泵送液态氢气以产生加压氢气流。在该热交换流体环路中用该主传热流体泵泵送主传热流体流。将该加压氢气流分成第一部分和第二部分。通过该第一部分与该主传热流体流之间的热交换，在该第一热交换器的升温回路中使该第一部分汽化并且在该第一热交换器的冷却回路中冷却该主传热流体流，以产生汽化氢气流和经冷却的主传热流体流。将该汽化氢气流接收到该汽化氢气回路中。将该第二部分接收到该旁路回路中。将由来自该汽化氢气回路的该汽化氢气流和该第二部分构成的组合流接收到该缓冲容器进料导管中。在该至少一个缓冲容器中接收并储存该组合流，直到请求车辆气罐的填充。当请求车辆气罐填充时，通过来自该缓冲容器进料导管的组合流和/或来自该至少一个缓冲容器的加压氢气流与该经冷却的主传热流体流之间的热交换，在该第二本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于用加压氢气填充燃料电池电动车辆的气罐的系统，该系统包括：
2.如权利要求1所述的系统，其中，该至少一个填充分配器包括第一填充分配器和第二填充分配器(31’，31”)，该第一填充分配器和该第二填充分配器中的每一个都被适配并且被配置成与相应燃料电池电动车辆(35’，35”)接合，以便允许用加压氢气填充其相关联的气罐，该填充回路分支成第一分流(23’)和第二分流(23”)，该第一分流被适配并且被配置成将加压氢气从该至少一个缓冲容器(19)进料到该第一填充分配器，该第二分流被适配并且被配置成将加压氢气从该至少一个缓冲容器(19)进料到该第二填充分配器。
3.如权利要求1所述的系统，其进一步包括辅助传热泵(71)和辅助热交换器(49)，该辅助热交换器包括升温回路，该升温回路在所述第一热交换器的升温回路与该缓冲容器进料导管(17)之间处于流动连通，其中：
4.如权利要求1所述的系统，其进一步包括压力积聚回路(77，83)，该压力积聚回路在该液态氢气储存容器(1)的液态氢气储存区域与该液态氢气储存容器(1)的顶部空间之间处于流动连通，该压力积聚回
5.如权利要求1所述的系统，其进一步包括蒸发气体排放回路，该蒸发气体排放回路在该液态氢气储存容器(1)的顶部空间与该系统的环境大气之间处于流动连通，该蒸发气体排放回路包括与该顶部空间处于下游流动连通的第一端(85)、选择性地向该环境大气开放的第二端、以及在该第一端与该第二端之间的该第一热交换器的第二升温回路，该蒸发气体排放回路被适配并且被配置成接收来自该顶部空间的蒸发气体，在该第二升温回路中通过与该第一热交换器的块体的热交换来使接收的蒸发气体升温，并且经由该第二端(83)将该经升温的蒸发气体排放到该环境大气。
6.如权利要求1所述的系统，其进一步包括：
7.如权利要求1所述的系统，其中，该第一热交换器(11)包括通过围绕其升温回路和冷却回路的液体形式高温铸造形成的金属块体。
8.如权利要求1所述的系统，其进一步包括：
9.一种用于用加压氢气填充燃料电池电动车辆的气罐的方法，该方法包括以下步骤：
10.如权利要求9所述的方法，其进一步包括以下步骤：
11.如权利要求9所述的方法，其进一步包括以下步骤：
12.如权利要求9所述的方法，其进一步包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于用加压氢气填充燃料电池电动车辆的气罐的系统，该系统包括：
2.如权利要求1所述的系统，其中，该至少一个填充分配器包括第一填充分配器和第二填充分配器(31’，31”)，该第一填充分配器和该第二填充分配器中的每一个都被适配并且被配置成与相应燃料电池电动车辆(35’，35”)接合，以便允许用加压氢气填充其相关联的气罐，该填充回路分支成第一分流(23’)和第二分流(23”)，该第一分流被适配并且被配置成将加压氢气从该至少一个缓冲容器(19)进料到该第一填充分配器，该第二分流被适配并且被配置成将加压氢气从该至少一个缓冲容器(19)进料到该第二填充分配器。
3.如权利要求1所述的系统，其进一步包括辅助传热泵(71)和辅助热交换器(49)，该辅助热交换器包括升温回路，该升温回路在所述第一热交换器的升温回路与该缓冲容器进料导管(17)之间处于流动连通，其中：
4.如权利要求1所述的系统，其进一步包括压力积聚回路(77，83)，该压力积聚回路在该液态氢气储存容器(1)的液态氢气储存区域与该液态氢气储存容器(1)的顶部空间之间处于流动连通，该压力积聚回路被适配并且被配置成接收来自该液态氢气储存容器(1)的液态氢气空间的液态氢气流，在所述第一热交换器的第二升温回路中通过与该热交换器的块体的热交换使从该液态氢气储存容器...
【专利技术属性】
技术研发人员：V·费尔里，A·T·蒂尤，S·特罗姆佩津斯基，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
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