1.本实用新型涉及机械领域，尤其是涉及一种储氢装置和新型氢燃料电池汽车。
背景技术：2.氢燃料电池是燃料电池汽车的主要动力源，它是将氢燃料化学能转化为电能的发电装置，其原理是电解水的逆反应，产物是电能与水，同时产生热量。氢燃料电池能量转化过程不涉及燃烧，不受卡诺循环的限制，能量转化率高达90％。氢燃料电池化学反应的产物仅为水，不产生co、nox、sox、颗粒物等大气污染物。氢燃料电池车的驱动力来自于车上的电动机，因此氢燃料电池车可以理解为一辆“自带氢燃料发电机的电动车”。
3.据最新统计，迄今为止推出的燃料电池汽车中，压缩氢气最受关注，这主要是因为这种车型的燃料供给在技术性上最为简单可行，一般采用高压储氢，如图2所示，即在车辆上布置一到两个大容积储氢瓶，但这种设计存在以下问题：储氢时的工作压力较大(30mp～70mp)，有爆炸的风险；为满足续航里程，单个储氢瓶容积做的特别大(50l～100l+不等)，布置在地板下方或者后行李箱中会侵占车辆的室内空间。
4.有鉴于此，特提出本实用新型。
技术实现要素：5.本实用新型提供了一种储氢装置和新型氢燃料电池汽车，以解决常规氢燃料电池储氢瓶容积大、储氢工作压力高等问题。
6.为解决上述问题，本实用新型采用以下方案：
7.一种储氢装置，包括第一储氢部件和多个体积小于所述第一储氢部件的第二储氢部件；所有所述第二储氢部件均与所述第一储氢部件通过同一连接管连通。
8.由于常规氢燃料电池容积大、储氢工作压力高，故将储氢装置设置为相互连接的第一储氢部件和多个体积小于所述第一储氢部件的第二储氢部件，所述第一储氢部件和多个所述第二储氢部件通过同一管道连通，方便通过所述第一储氢部件来对多个所述第二储氢部件集中供氢；通过第一储氢部件和多个第二储氢部件来共同储存氢气，第二储氢部件的储氢能力远超第一储氢部件，而且尺寸更小，能节省更多的室内空间，同时工作压力更低，安全性高。
9.优选的，所述第一储氢部件包括由侧壁和底壁包围形成的空腔结构；
10.所述第二储氢部件成排布设，所述第一储氢部件的侧壁和所有所述第二储氢部件的底壁通过同一连接管相接通。
11.第一储氢部件包括由侧壁和底壁包围形成的空腔结构，空腔内用于容纳氢气；第二储氢部件成排布设，排列更为紧密，方便将其设置在所需部位；所述第一储氢部件的侧壁和所有所述第二储氢部件的底壁通过同一连接管相接通，第一储氢部件的体积比第二储氢部件大，故将第一储氢部件与连接管的接口设置在其侧壁，通过同一连接管能够分别对每个第二储氢部件进行供氢。
12.优选的，本方案还提供一种包括所述储氢装置的新型氢燃料电池汽车，其包括车体；
13.所述储氢装置设置在所述车体的内部的底部；所有所述第二储氢部件均位于所述连接管的同侧。
14.为了方便对汽车供氢，本方案中在车体的内部的底部设置有所述储氢装置，储氢装置的体积更小，且安全性更高，可有效解决常规氢燃料电池储氢瓶容积大、储氢工作压力高等问题；所有所述第二储氢部件均位于所述连接管的同侧，布局合理不杂乱，更方便将其布设在车体的内部。
15.优选的，在所述车体的内部，从前地板下方至第二排座椅下方，串联设置多个所述第二储氢部件。
16.由于汽车内空间有限，而在汽车前地板下方至第二排座椅下方存在未被充分利用的空间，故在所述车体的内部，将所述第二储氢部件串联设置从前地板下方至第二排座椅下方，能有效利用车体内部闲置空间。
17.优选的，所述第二储氢部件在所述车体的第二排座椅下方的部分设置为上下两排，且上下两排所述第二储氢部件均位于所述连接管的同侧。
18.由于汽车前地板下方空间有限，故将所述第二储氢部件在所述车体的汽车前地板下方的部分设置为单层铺设；汽车第二排座椅下方空间较大，能够放置更多的储氢合金，且不占用汽车室内空间，故将该区域设置为双层铺设；上下两排所述第二储氢部件均位于所述连接管的同侧，连接管无需缠绕和弯折，可以利用最短的连接管来实现连接和供氢目的，既经济又安全。
19.优选的，所有所述第二储氢部件的尺寸均相同，且每个所述第二储氢部件的底壁均通过导管与所述连接管对应贯通连接。
20.为方便布设和安装，本方案的每个所述第二储氢部件的尺寸均相同，可以使其铺设成同一平面，且每个第二储氢部件的接口端分别通过导管与所述连接管对应贯通连接，从而实现第一储氢部件和第二储氢部件的连接。
21.优选的，所述第一储氢部件和所述第二储氢部件均为圆柱结构；在周长一定的情况下圆的面积最大，故本方案中所述第一储氢部件和所述第二储氢部件均为圆柱结构，目的是为了减少材料的消耗，另外车辆在行驶中会产生一定的跳动和机械振动，引起液体的晃动，对容器内壁产生冲击，如果部件是圆形的，震动所产生的冲击就会沿部件的圆周方向均衡地分散到壁上，而不会出现应力过于集中的现象，使瓶体破裂。
22.优选的，所述每个第二储氢部件的外径均小于或等于所述车体的第二排座椅下方的最大高度的1/2；当将所述车体的第二排座椅下方设置为双层第二储氢部件时，若区域空间不足，可能会导致无法放入足够的第二储氢部件，或不方便安装、拆卸或更换。
23.优选的，所述第一储氢部件和所有所述第二储氢部件均与所述车体的底部平行设置；将第一储氢部件和第二储氢部件均平行贴合铺设在所述车体的底部，既可有效利用车内现在空间，而且车体底部可为第一储氢部件和第二储氢部件在纵向上提供足够的支撑力，无需设置其他支撑组件。
24.优选的，所述第一储氢部件上设置有加氢口，当第一储氢部件内氢气不足时，可及时通过加氢口进行补充。
25.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
26.本技术提供的一种储氢装置，将储氢装置设置为相互连接的第一储氢部件和多个体积小于第一储氢部件的第二储氢部件，第一储氢部件和第二储氢部件通过同一管道连通，方便通过第一储氢部件来对多个第二储氢部件集中供氢；第二储氢部件的储氢能力远超第一储氢部件，而且尺寸更小，能节省更多的室内空间，同时工作压力更低，安全性高；
27.本方案还提供了一种应用上述储氢装置的新型氢燃料电池汽车，将储氢装置设置在车体内，第二储氢装置的储氢能力很强，体积小，能够灵活布设，分别布设在汽车地板下方以及座椅下方空间，能节省更多的室内空间，整车的室内空间、安全性相比传统的氢燃料汽车都有很大改善，而且本方案中第一储氢部件内氢气不足时，能及时通过加氢站进行补充，实用性强。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本实用新型所述的储氢装置的结构示意图。
30.图2为传统氢燃料电池汽车的结构示意图；
31.图3为本实用新型实施例提供的新型氢燃料电池汽车的结构示意图；
32.图4为本实用新型实施例提供的新型氢燃料电池汽车的俯视图；
33.以上附图中，各标号所代表的部件列表如下：
34.传统氢燃料电池汽车储氢瓶—a；储能电池散热器—1；空调冷凝器—2；燃料电池堆散热器—3；电机散热器—4；电控驱动单元—5；储能电池包—6；第二储氢部件—7；第一储氢部件—8；空调控制器—9；燃料电池堆—10；鼓风机—11；dc/dc转换器—12；电机控制器—13；供电单元—14；连接管—15；导管—16。
具体实施方式
35.为了使本实用新型的上述以及其他特征和优点更加清楚，下面结合附图进一步描述本实用新型。应当理解，本文给出的具体实施例是出于向本领域技术人员解释的目的，仅是示例性的，而非限制性的。
36.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
37.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两
个，三个等，除非另有明确具体的限定。
38.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
39.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
40.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
41.请参考图1，展示了本实用新型提供的储氢装置的一个实施例；本方案提供的储氢装置包括第一储氢部件8和多个体积小于第一储氢部件8的第二储氢部件7；所有第二储氢部件7均与第一储氢部件8通过同一连接管15 连通。
42.由于常规氢燃料电池容积大、储氢工作压力高，故将储氢装置设置为相互连接的第一储氢部件8和多个体积小于第一储氢部件8的第二储氢部件7，第一储氢部件8和多个第二储氢部件7通过同一管道连通，方便通过第一储氢部件8来对多个第二储氢部件7集中供氢；通过第一储氢部件8和多个第二储氢部件7来共同储存氢气，第二储氢部件7的储氢能力远超第一储氢部件8，而且尺寸更小，能节省更多的室内空间，同时工作压力更低，安全性高。
43.本方案中第一储氢部件8可以使用常规储氢瓶，第二储氢部件7采用合金材质制成，主要有钛系储氢合金、锆系储氢合金、铁系储氢合金及稀土系储氢合金等。这些金属具有很强的捕捉氢的能力，在一定的温度和压力条件下，这些金属能够大量“吸收”氢气，反应生成金属氢化物，同时放出热量；其后，将这些金属氢化物加热，它们又会分解，将储存在其中的氢释放出来。储氢合金的储氢能力很强，单位体积储氢的密度，是相同温度、压力条件下气态氢的1000倍，也即相当于储存了1000个大气压的高压氢气。
44.由于储氢合金都是固体，既不用储存高压氢气所需的大而笨重的钢瓶，又不需存放液态氢那样极低的温度条件；需要储氢时，使合金与氢反应生成金属氢化物并放出热量，需要用氢时，通过加热或减压使储存于其中的氢释放出来，如同蓄电池的充、放电；因此，储氢合金是一种极其简便易行的理想储氢方法。
45.储氢合金用于汽车电池时，具有优异的放电性能，此外，裂化很少，循环寿命性能优异，并且具有伴随着储氢容量(h/m)变化的相变，当其储氢容量(h/m)落入0.3～0.7或0.4
～0.6范围内时，该储氢合金处于单一相或接近单一相的状态。
46.进一步地，第一储氢部件8包括由侧壁和底壁包围形成的空腔结构；
47.第二储氢部件7成排布设，第一储氢部件8的侧壁和所有第二储氢部件 7的底壁通过同一连接管15相接通。
48.第一储氢部件8包括由侧壁和底壁包围形成的空腔结构，空腔内用于容纳氢气，第二储氢部件7考虑到其尺寸不宜过大，若采用储氢合金制成，则第二储氢部件7可制成实心固体；第二储氢部件7成排布设，排列更为紧密，方便将其设置在所需部位；第一储氢部件8的侧壁和所有第二储氢部件7的底壁通过同一连接管15相接通，第一储氢部件8的体积比第二储氢部件7 大，故将第一储氢部件8与连接管15的接口设置在其侧壁，通过同一连接管15能够分别对每个第二储氢部件7进行供氢。
49.进一步地，如图3和图4，本方案还提供一种包括该储氢装置的新型氢燃料电池汽车，其包括车体，车体部分还包括：储能电池散热器1、空调冷凝器2、燃料电池堆散热器3、电机散热器4、电控驱动单元(英文简称edu，本实施例中主要指电机和减速器))5、储能电池包6、空调控制器9、燃料电池堆10、鼓风机11(空气送风用)、dc/dc转换器12、电机控制器13和供电单元14，供电单元14包括车载充电机、dc/dc(转换器)和pdu(高压配电盒，powerdistributionunit)，这些器件属于常规部件，其具体结构在此不做赘述；储氢装置设置在车体的内部的底部；所有第二储氢部件7均位于连接管15的同侧。
50.为了方便对汽车供氢，本方案中在车体的内部的底部设置有储氢装置，第二储氢装置的体积比传统储氢瓶更小，且安全性更高，可有效解决常规氢燃料电池储氢瓶容积大、储氢工作压力高等问题；所有第二储氢部件7均位于连接管15的同侧，布局合理不杂乱，更方便将其布设在车体内部，而且能保证连接管15不缠绕弯折，保证其供氢效果。
51.进一步地，在车体的内部，从前地板下方至第二排座椅下方，串联设置多个第二储氢部件7。
52.由于汽车内空间有限，而在汽车前地板下方至第二排座椅下方存在未被充分利用的空间，故在车体的内部，将第二储氢部件7串联设置从前地板下方至第二排座椅下方，能有效利用车体内部闲置空间，实用性强；本实施例中描述的串联设置，仅指多个第二储氢部件7串联成一列设置，并非电学中所指代的串联设置。
53.进一步地，第二储氢部件7在车体的第二排座椅下方的部分设置为上下两排，且上下两排第二储氢部件7均位于连接管15的同侧。
54.由于汽车前地板下方空间有限，故将第二储氢部件7在车体的汽车前地板下方的部分设置为单层铺设，第二储氢部件7的高度应设置为小于汽车前地板下方的空间高度，以便其放置；汽车第二排座椅下方空间较大，能够放置更多的储氢合金，且不占用汽车室内空间，故将该区域设置为双层铺设，具体铺设时上层和下层可正对铺设或交叉铺设(即上层的每个第二储氢部件 7中心和在下层的两个第二储氢部件7中心形成正三角形)；上下两排第二储氢部件7均位于连接管15的同侧，连接管15无需缠绕和弯折，可以利用最短的连接管15来实现连接和供氢目的，既经济又安全。
55.进一步地，所有第二储氢部件7的尺寸均相同，且每个第二储氢部件7 的底壁均通过导管16与连接管15对应贯通连接。
56.为方便布设和安装，本方案的每个第二储氢部件7的尺寸均相同，具体是指每个第
二储氢部件7的结构均相同，从而可以使其铺设成同一平面，此处主要指所有第二储氢部件7的顶部处于同一平面，且每个第二储氢部件7 的接口端分别通过导管16与连接管15对应贯通连接，从而实现第一储氢部件8和第二储氢部件7的连接。
57.使用多个导管16依次将每个第二储氢部件7连接在连接管15上，可以有效保证连接管15在使用过程中不缠绕、不弯折，尽量使连接管15处于笔直状态，氢气在连接管15内流通顺畅，连接管15上设置有多个接头或阀门，可以根据需要来连接不同数量的合金管，满足不同的储氢需求，根据不同车辆的轴距和地板形状，结合车辆续驶里程要求适当增加或者减少第二储氢部件7的数量，这样可以在不占用室内空间的前提下完成对储氢容器的布置，同时第二储氢部件7的储氢压力很小，小于1mpa，整车的安全性得到很大提升。
58.进一步地，第一储氢部件8和第二储氢部件7均为圆柱结构；在周长一定的情况下圆的面积最大，故本方案中第一储氢部件8和第二储氢部件7均为圆柱结构，目的是为了减少材料的消耗，另外车辆在行驶中会产生一定的跳动和机械振动，引起液体的晃动，对容器内壁产生冲击，如果部件是圆形的，震动所产生的冲击就会沿部件的圆周方向均衡地分散到壁上，而不会出现应力过于集中的现象，使瓶体破裂；如果外形是集装箱那样的长方形，车辆震动时液体产生的冲击力容易造成应力集中，使得棱角部位承受的应力过大，从而产生破裂；若本方案中第二储氢部件7采用固体储氢合金制成，虽然不会出现液体晃动带来的危险，但采用圆柱结构能明显增大其体积，进而提升其储氢能力。
59.进一步地，若第二储氢部件7设置为圆柱形，为保证能顺利布设第二储氢部件7，每个第二储氢部件7的外径均小于或等于车体的第二排座椅下方的最大高度的1/2；当将车体的第二排座椅下方设置为双层第二储氢部件7 时，若区域空间不足，可能会导致无法放入足够的第二储氢部件7，或不方便安装、拆卸或更换。
60.进一步地，第一储氢部件8和所有第二储氢部件7均与车体的底部平行；将第一储氢部件8和第二储氢部件7均平行贴合铺设在车体的底部，既可有效利用车内现在空间，而且车体底部可为第一储氢部件8和第二储氢部件7 在纵向上提供足够的支撑力，无需设置其他支撑组件；若第一储氢部件8和第二储氢部件7与车体的底部不平行，则需要设置其他支撑组件来保持储氢装置在竖直方向上的平衡。
61.进一步地，第一储氢部件8上设置有加氢口，当第一储氢部件8内氢气不足时，可及时通过加氢口进行补充，加氢口和外部的加氢站能够相连通。
62.在本技术的其中一个优选的实施方案中，第一储氢部件8采用储氢瓶，第二储氢部件采用储氢合金材质制成的合金管；储氢瓶的尺寸为φ200mm
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1100mm，储氢瓶最大承受的工作压力大于或等于35mpa，可以避免瓶内压力超出储氢瓶最大工作压力而爆炸；合金管的尺寸为φ100mm
×
800mm，每根合金管的最大储氢量大于或等于540g，合金管的储氢压力很小，小于 1mpa，整车的安全性得到很大提升，不会在行驶过程中发生爆炸。这样整车的室内空间、安全性相比传统的氢燃料汽车有了很大改善，而且可以在地板下方根据车型和行程确定储氢合金7数量，尽量不占用室内空间
63.本技术提供的一种储氢装置，储氢装置能够灵活布设，可布设在汽车地板下方以及座椅下方空间，能节省更多的室内空间，整车的室内空间、安全性相比传统的氢燃料汽车都有很大改善。
64.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是
示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
技术特征：1.一种储氢装置，其特征在于，包括第一储氢部件和多个体积小于所述第一储氢部件的第二储氢部件；所有所述第二储氢部件均与所述第一储氢部件通过同一连接管连通。2.根据权利要求1所述的储氢装置，其特征在于，所述第一储氢部件包括由侧壁和底壁包围形成的空腔结构；所述第二储氢部件成排布设，所述第一储氢部件的侧壁和所有所述第二储氢部件的底壁通过同一连接管相接通。3.一种包括权利要求1或2所述的储氢装置的新型氢燃料电池汽车，其特征在于，包括车体；所述储氢装置设置在所述车体的内部的底部；所有所述第二储氢部件均位于所述连接管的同侧。4.根据权利要求3所述的新型氢燃料电池汽车，其特征在于，在所述车体的内部，从前地板下方至第二排座椅下方，串联设置多个所述第二储氢部件。5.根据权利要求4所述的新型氢燃料电池汽车，其特征在于，所述第二储氢部件在所述车体的第二排座椅下方的部分设置为上、下两排，且上、下两排所述第二储氢部件均位于所述连接管的同侧。6.根据权利要求5所述的新型氢燃料电池汽车，其特征在于，每个所述第二储氢部件的尺寸均相同；每个所述第二储氢部件的底壁均通过导管与所述连接管对应贯通连接。7.根据权利要求6所述的新型氢燃料电池汽车，其特征在于，所述第一储氢部件和所述第二储氢部件均为圆柱结构。8.根据权利要求7所述的新型氢燃料电池汽车，其特征在于，每个所述第二储氢部件的外径均小于或等于所述车体的第二排座椅下方的最大高度的1/2。9.根据权利要求3所述的新型氢燃料电池汽车，其特征在于，所述第一储氢部件和所有所述第二储氢部件均与所述车体的底部平行设置。10.根据权利要求3-9任一所述的新型氢燃料电池汽车，其特征在于，所述第一储氢部件上设置有加氢口。
技术总结本实用新型提供了一种储氢装置和新型氢燃料电池汽车，属于机械领域，本实用新型提供的储氢装置包括第一储氢部件和多个体积小于所述第一储氢部件的第二储氢部件；所有所述第二储氢部件均与所述第一储氢部件通过同一连接管连通；本实用新型还提供了一种应用所述储氢装置的新型氢燃料电池汽车。本申请提供的储氢装置和新型氢燃料电池汽车，使用体积小、储氢能力强的第二储氢部件对氢燃料进行储存，从而解决常规氢燃料电池汽车储氢瓶容积大、储氢工作压力高等问题。工作压力高等问题。工作压力高等问题。
技术研发人员：张欢欢 左猛
受保护的技术使用者：阿尔特汽车技术股份有限公司
技术研发日：2022.01.13
技术公布日：2022/7/5
