一种安全快速加氢机、加氢系统及加氢站技术方案

本实用新型专利技术公开了一种安全快速加氢机、加氢系统及加氢站。该加氢机包括加氢枪、连接压缩机和加氢枪的供气管道、第一控制单元、依次设于供气管道上的调压阀和第一压力传感器、以及通信模块；通信模块用于与待加氢设备上的通信模块通信，获取待加氢设备内部气体的压力；第一控制单元接收并根据通信模块和第一压力传感器输出的压力信号的差异调节调压阀的阀门开度。该加氢机实时获取待加氢设备内部的压力，并根据该压力与供气管道上气压的差值调节调压阀的阀门开度，使供气管道与待加氢设备一直存在压力差，提高了加氢的速度和效率，无需更换不同等级储氢容器就能使氢气充装压力达到要求值，减少了储氢容器压力波动次数，进一步提高了安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种安全快速加氢机、加氢系统及加氢站
本技术涉及能源加注
，特别是涉及一种安全快速加氢机、加氢系统及加氢站。
技术介绍
氢能源作为一种高效、清洁、可持续发展的“无碳”能源已得到世界各国的普遍关注，氢燃料电池汽车技术因其高效率和零排放等优点，成为最理想、最有可能替代传统汽车动力系统的技术，得到了世界各国政府和企业的高度重视。现阶段制约氢能在交通领域利用发展的瓶颈主要是加氢基础设施不足。加氢站的氢气加注压力目前有35MPa、70MPa两种。其中，35MPa加注压力的加氢站较为常见(国内运营的加氢站大部分均为35MPa加注)，其终端用户包括燃料电池公交车、物流车等；70MPa加注压力的加氢站国内目前仍较少，其终端用户主要为小轿车等。通常加氢站主要是利用储氢容器与车载供气系统(如车载氢瓶)之间的压力差进行加氢，配备有高、中、低压三种等级储氢容器，加氢时，需要将车载供气系统先与低压储氢容器接通加氢至压力平衡，再依次与中压储氢容器和高压储氢容器接通加氢至压力平衡，以使车载供气系统内氢气充装压力达到要求值(如35MPa或70MPa)，具体结构可参考现有技术公开号为CN209084396U的中国专利所披露的内容。这种加氢方式需要多次切换车载供气系统与不同储氢容器的连接，使得整个加氢过程耗时长、速度慢，且储氢容器压力波动次数大，压力波动范围大，使得储氢容器的疲劳失效问题非常突出，而氢气易燃易爆，具有安全隐患。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种安全快速加氢机、加氢系统、加氢站及加氢方法。为了实现本技术的上述目的，根据本技术的第一个方面，本技术提供了一种安全快速加氢机，包括加氢枪、连接压缩机和加氢枪的供气管道、第一控制单元、依次设于所述供气管道上的调压阀和第一压力传感器、以及通信模块；所述通信模块用于与待加氢设备上的通信模块通信，获取待加氢设备内部气体的压力；所述第一控制单元接收通信模块输出的压力信号和第一压力传感器输出的压力信号，并根据通信模块输出的压力信号和第一压力传感器输出的压力信号的差异调节调压阀的阀门开度。上述技术方案的有益效果为：该加氢机通过通信模块实时获取待加氢设备内部的压力，并根据该压力与供气管道上气压(通过第一压力传感器获得)的差异调节调压阀的阀门开度，使供气管道与待加氢设备一直存在压力差，提高了加氢的速度和效率，且该加氢机改变了传统的更换不同等级储氢容器来使待加氢设备内部的氢气充装压力达到要求值的方式，无需更换不同等级储氢容器就能使待加氢设备内部的氢气充装压力达到要求值，减少了储氢容器压力波动次数，进一步提高了安全性。在本技术的一种优选实施方式中，所述通信模块包括一个通信单元或一个以上通信方式各不相同的通信单元，通信单元的输出端与第一控制单元的加注压力输入端连接。上述技术方案的有益效果为：便于加氢机通信模块与带有不同通信方式的待加氢设备通信连接，获取相关信息，应用场景更广。在本技术的一种优选实施方式中，还包括设于所述供气管道上的第二氢气温度传感器、环境温度传感器和氢气浓度传感器三者中的全部或部分；还包括设于设于所述供气管道上的紧急切断阀、开关阀和安全阀三者中的全部或部分；第一控制单元分别从第一压力传感器、第二氢气温度传感器、环境温度传感器和氢气浓度传感器获得供气管道压力、供气管道中的氢气温度、环境温度和环境氢气浓度四个信号，当任一信号不符合要求时控制紧急切断阀和/或开关阀关闭。上述技术方案的有益效果为：能够实时监测供气管道上的压力是否过大和氢气温度是否过高，加氢机的环境温度是够过高，以及加氢机环境中是否存在氢气泄漏等，提高了安全性。在本技术的一种优选实施方式中，还包括设于所述供气管道上的流量计，所述流量计与第一控制单元连接。上述技术方案的有益效果为：便于计量加氢量。在本技术的一种优选实施方式中，还包括冷却模块；所述冷却模块包括位于所述调压阀之后的第一换向阀、冷却器和第二换向阀；所述第一换向阀的进气口与调压阀的出气口通过管道连接，第一换向阀的第一出气口与冷却器的进气口通过管道连接，第一换向阀的第二出气口与第二换向阀的第一进气口通过管道连接，冷却器的出气口与第二换向阀的第二进气口通过管道连接，第二换向阀的出气口与加氢枪的进气口通过管道连接；所述第一控制单元分别与第一换向阀和第二换向阀连接。上述技术方案的有益效果为：通过冷却模块能够使得氢气以较低温度加注入待加氢设备，避免待加氢设备加注时出现过热问题，能够实现更高加注压力，加快了加注速度，并且可根据供待加氢设备的充装压力值要求对氢气进行冷却或不冷却选择。为了实现本技术的上述目的，根据本技术的第二个方面，本技术提供了一种加氢系统，包括本技术所述的加氢机和储氢增压设备；所述储氢增压设备包括第二控制单元、变频器和压缩机，所述第二控制单元的第一控制信号输出端与变频器的控制端连接，变频器的变频信号输出端与压缩机的变频信号输入端连接；压缩机的进气口与氢源的出气口通过管道连接，压缩机的出气口与加氢机的供气管道入口通过管道连接。上述技术方案的有益效果为：该加氢系统实时获取待加氢设备内部的压力，并根据该压力与供气管道上气压的差值调节调压阀的阀门开度，使供气管道与待加氢设备一直存在压力差，提高了加氢的速度和效率，且该加氢系统改变了传统的更换不同等级储氢容器来使待加氢设备内部的氢气充装压力达到要求值的方式，无需更换不同等级储氢容器就能使待加氢设备内部的氢气充装压力达到要求值，减少了储氢容器压力波动次数，进一步提高了安全性。为了实现本技术的上述目的，根据本技术的第三个方面，本技术提供了一种加氢站，包括本技术所述的加氢系统、氢源和待加氢设备；所述氢源的出气口与加氢系统的压缩机进气口通过管道连接，待加氢设备的进气口与加氢枪的出气口连接。上述技术方案的有益效果为：该加氢站出了具有上述加氢系统的有益效果外，还具有结构简单，无需多个不同等级储氢容器，极大地节省了成本。附图说明图1是本技术一具体实施方式中加氢系统的结构示意图；图2是本技术一具体实施方式中第一控制单元的硬件结构示意图；图3是本技术一具体实施方式中第一控制单元的部分硬件结构示意图。10储氢增压设备；101第二控制单元；102变频器；103压缩机；20加氢机；201紧急切断阀；202调压阀；203开关阀；204安全阀；205加氢枪；30第一控制单元；301第一压力传感器；302流量计；303第二氢气温度传感器；304第二压力传感器；305红外接收器；306环境温度传感器；307氢气浓度传感器；40待加氢设备；401待加氢设备进气口；402加注枪座；403红外发送器；404RS485接口；50冷却模块；501第一换向阀；502第二换向阀；503冷却器。具体实施方式下面详细本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种安全快速加氢机，其特征在于，包括加氢枪、连接压缩机和加氢枪的供气管道、第一控制单元、依次设于所述供气管道上的调压阀和第一压力传感器、以及通信模块；/n所述通信模块用于与待加氢设备上的通信模块通信，获取待加氢设备内部气体的压力；/n所述第一控制单元接收通信模块输出的压力信号和第一压力传感器输出的压力信号，并根据通信模块输出的压力信号和第一压力传感器输出的压力信号的差异调节调压阀的阀门开度。/n

【技术特征摘要】
1.一种安全快速加氢机，其特征在于，包括加氢枪、连接压缩机和加氢枪的供气管道、第一控制单元、依次设于所述供气管道上的调压阀和第一压力传感器、以及通信模块；
所述通信模块用于与待加氢设备上的通信模块通信，获取待加氢设备内部气体的压力；
所述第一控制单元接收通信模块输出的压力信号和第一压力传感器输出的压力信号，并根据通信模块输出的压力信号和第一压力传感器输出的压力信号的差异调节调压阀的阀门开度。


2.如权利要求1所述的安全快速加氢机，其特征在于，所述通信模块包括一个通信单元或一个以上通信方式各不相同的通信单元，通信单元的输出端与第一控制单元的加注压力输入端连接。


3.如权利要求1所述的安全快速加氢机，其特征在于，还包括设于所述供气管道上的第二氢气温度传感器、环境温度传感器和氢气浓度传感器三种传感器中的全部或部分；
还包括设于所述供气管道上的紧急切断阀、开关阀和安全阀三者中的全部或部分；
第一控制单元分别从第一压力传感器、第二氢气温度传感器、环境温度传感器和氢气浓度传感器获得供气管道压力、供气管道中的氢气温度、环境温度和环境氢气浓度四个信号，当任一信号不符合要求时控制紧急切断阀和/或开关阀关闭。


4.如权利要求1所述的安全快速加氢机，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭静，胡术生，李鸿军，吴运涛，陈大勇，钟许文，周恺，沈阳，袁利波，黄杰，于剑，
申请(专利权)人：重庆耐德能源装备集成有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;50