一种加氢加油站的制作方法

1.本实用新型涉及新能源设备技术领域，具体涉及一种加氢加油站。


背景技术：

2.近年来，随着国家对于各类新能源汽车的推广，越来越多的纯电动汽车、燃料电池汽车、混合动力汽车开始在不同行业中取代传统燃油汽车。通过新能源汽车的普及可以有效降低碳排放，实现交通运输行业的绿色低碳转型，早日完成“碳中和”目标。
3.在现有市场上，为方便各种类型汽车的出行，全国各地已建立大量加油站和少量加氢站。但常规加油站和加氢站的功能较为单一，只能针对一种车型补充能源；另外由于燃料电池汽车没有规模化使用，加氢站相对较少，导致加氢站运营成本过高；虽然已有关于加氢加油站相关技术方案提出，例如中国专利cn201821781152.x公开了一种新型的加氢加油站，该方案包括氢油罐、卸氢油泵、加氢油机、氢油制氢装置、压缩装置和加气机等，但该方案提出加氢加油站的电力来源完全依靠电网系统，当出现紧急状况缺少电力时，加氢加油站容易陷入瘫痪状态，不能够及时有效的应对紧急状况，难以保证加氢加油站的正常运行。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了解决现有技术中的问题，提供一种加氢加油站，将燃料电池发电系统并入加氢加油站的热电系统中，既能在紧急状况下当备用电源使用，也可以作为日常发电使用；另一方面，在低温环境下该加氢加油站的燃料电池发电系统也能够作为热源，为供暖系统提供热能；同时该加氢加油站具有较好的节能环保作用和明显的经济效益。
5.为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是：
6.一种加氢加油站，包括设置有加氢设备和加油设备的工作区域、燃料电池发电系统、与燃料电池发电系统以及加氢设备相连并提供氢气的氢气供应系统、与燃料电池发电系统相连并给工作区域供暖的供暖系统，所述燃料电池发电系统的电源输出端通过并网器与电网相连，所述电网与加氢设备和加油设备相连并供电。
7.优选的，所述燃料电池发电系统包括燃料电池电堆、与燃料电池电堆相连并提供空气的空气供应系统、与燃料电池电堆相连的热管理系统，所述热管理系统与供暖系统相连，所述氢气供应系统与燃料电池电堆的氢气入口相连，所述燃料电池电堆的氢气出口通过管路连接有汽水分离器，所述汽水分离器通过管路连接有排氢阀。
8.优选的，所述氢气供应系统包括通过管路相连的储氢装置和减压阀，所述减压阀分别通过管路与燃料电池电堆的氢气入口以及加氢设备相连。
9.优选的，所述汽水分离器的氢气出口通过管路连接有氢气循环装置，所述氢气循环装置通过管路连接减压阀与燃料电池电堆之间的管路。
10.优选的，所述空气供应系统包括通过管路依次连接的空气滤清器、空气增压装置和增湿器，所述增湿器的空气输出口通过管路连接燃料电池电堆的空气输入口，增湿器的
废气输入口通过管路连接燃料电池电堆的废气输出口，增湿器的废气排出口通过管路连接背压阀。
11.优选的，所述热管理系统包括与燃料电池电堆的冷却液出口通过管路相连的水泵、与水泵通过管路相连的三通阀、与三通阀通过管路相连的颗粒过滤器，所述颗粒过滤器通过管路与燃料电池电堆的冷却液入口相连，所述三通阀与颗粒过滤器之间还并联有换热器，所述换热器的第一输入端通过管路与三通阀相连，换热器的第一输出端通过管路与颗粒过滤器相连。
12.优选的，所述供暖系统包括散热片，所述散热片的两端分别通过管路连接换热器的第二输出端和第二输入端并与换热器之间形成散热回路。
13.优选的，所述燃料电池电堆的冷却液出口与冷却液入口之间通过管路并联有去离子装置，所述燃料电池电堆的冷却液出口与水泵之间的管路上连接有膨胀水箱。
14.优选的，所述燃料电池电堆的电源输出端通过并网器与电网相连。
15.本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种加氢加油站，包括设置有加氢设备和加油设备的工作区域、燃料电池发电系统、与燃料电池发电系统以及加氢设备相连并提供氢气的氢气供应系统、与燃料电池发电系统相连并给工作区域供暖的供暖系统，且燃料电池发电系统的电源输出端通过并网器与电网相连；燃料电池发电系统将化学能转化为电能和热能，在遭遇电网系统损坏或其它紧急状况时，该系统可以作为备用电源使用，保证加氢加油站的正常运行；同时，在作为日常发电设备使用时，其产生的热能通过供暖系统在冬季可以为工作区域供暖而得到有效利用，且当氢气成本低于20元/kg时，该系统具有明显的经济效益；在整个加氢加油站工作过程中，实现零排放，具有较好的节能环保作用。
附图说明
16.图1为本实用新型的结构框图；
17.图2为燃料电池发电系统的结构框图。
具体实施方式
18.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和实施方式对本发明创造作进一步的详细说明。
19.如图1-图2所示的一种加氢加油站，包括设置有加氢设备11和加油设备12的工作区域1、燃料电池发电系统2、与燃料电池发电系统2以及加氢设备11相连并提供氢气的氢气供应系统3、与燃料电池发电系统2相连并给工作区域1供暖的供暖系统4，所述燃料电池发电系统2的电源输出端通过并网器21与电网5相连，所述电网5与加氢设备11和加油设备12相连并供电。工作区域1中设置有加氢设备11和加油设备12，不同需求的车辆停在相应的设备区域补充能源。
20.其中，所述燃料电池发电系统2包括燃料电池电堆22、与燃料电池电堆22相连并提供空气的空气供应系统7、与燃料电池电堆22相连的热管理系统8，所述热管理系统8与供暖系统4相连，所述氢气供应系统3与燃料电池电堆22的氢气入口相连，所述燃料电池电堆22的氢气出口通过管路连接有汽水分离器23，所述汽水分离器23通过管路连接有排氢阀24。所述氢气供应系统3包括通过管路相连的储氢装置31和减压阀32，所述减压阀32分别通过
管路与燃料电池电堆22的氢气入口以及加氢设备11相连。储氢装置31内的氢气通过减压阀32可以分为两路，其中一路输入到燃料电池电堆22内作为燃料电池的能源，另一路输入到加氢设备11内作为供给汽车的氢能。加油设备12可以通过管路与储油罐相连。进一步的，加氢设备11的加氢枪和加油设备12的加油枪内均可以安装有压力传感器、温度传感器来实时监测加氢设备11和加油设备12的安全状态，若出现异常情况，警报器开始预警，工作区域停止工作。所述燃料电池电堆22的电源输出端通过并网器21与电网5相连，当电网系统出现故障时，燃料电池发电系统2可以作为备用电源使用，日常中也可以作为发电设备使用。
21.所述汽水分离器23的氢气出口通过管路连接有氢气循环装置6，所述氢气循环装置6通过管路连接减压阀32与燃料电池电堆22之间的管路。汽水分离器23将燃料电池电堆22反应后的水和氢气进行分离，分离后的氢气通过氢气循环装置6输送回燃料电池电堆22的氢气入口处作为燃料电池电堆22的能源，而过多的氢气可以通过排氢阀24排放。
22.所述空气供应系统7包括通过管路依次连接的空气滤清器71、空气增压装置72和增湿器73，所述增湿器73的空气输出口通过管路连接燃料电池电堆22的空气输入口，增湿器73的废气输入口通过管路连接燃料电池电堆22的废气输出口，增湿器73的废气排出口通过管路连接截止阀74。空气滤清器71对空气进行过滤，防止灰尘和异物进入燃料电池电堆22内。增湿器73具有对进入电堆参与电化学反应的空气进行加湿的作用，以保证质子交换膜得到合理的润湿，减少质子传导阻力，降低内阻。
23.所述热管理系统8包括与燃料电池电堆22的冷却液出口通过管路相连的水泵81、与水泵81通过管路相连的三通阀82、与三通阀82通过管路相连的颗粒过滤器83，所述颗粒过滤器83通过管路与燃料电池电堆22的冷却液入口相连。所述三通阀82与颗粒过滤器83之间还并联有换热器84，所述换热器84的第一输入端通过管路与三通阀82相连，换热器84的第一输出端通过管路与颗粒过滤器83相连。所述供暖系统4包括散热片41，所述散热片41的两端分别通过管路连接换热器84的第二输出端和第二输入端并与换热器84之间形成散热回路。热管理系统8分为大循环和小循环两种模式，当燃料电池发电系统2的温度相对较低时，三通阀82关闭，进入小循环工作模式，即冷却液从燃料电池电堆22的冷却液出口流出后经过水泵81、三通阀82和过滤器83，然后流入燃料电池电堆22的冷却液入口。当燃料电池系统温度较高时，三通阀打开，进入大循环工作模式，即冷却液从燃料电池电堆22的冷却液出口流出后部分或者全部流经换热器84进行换热，然后经过颗粒过滤器83重新流入燃料电池电堆22的冷却液入口。供暖系统4具有布置在工作区域1或者加油站其他地方的散热管路，该散热管路中的冷却液通过水泵提供动力后流经换热器84进行换热，然后对流经区域进行加热供暖，充分利用了燃料电池发电系统2工作所产生的余热。而且，供暖系统4根据加氢加油站的加热需求选择开启或关闭。
24.作为一种优选方案，所述燃料电池电堆22的冷却液出口与冷却液入口之间通过管路并联有去离子装置9，所述燃料电池电堆22的冷却液出口与水泵81之间的管路上连接有膨胀水箱91。去离子在装置9应用在燃料电池发电系统2的冷却系统中，主要用于吸附冷却液中溶解的导电离子，保证冷却液电导率处于合适的范围内。膨胀水箱91具有补偿电堆冷却系统中冷却液因温度的变化而引起的体积改变，防止冷却系统冷却液不足以及冷却液溢出的作用。
25.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不
局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。