应用于储氢罐的热管理系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了应用于储氢罐的热管理系统及方法，包括：预冷模块，用于在储氢罐加注氢气时，基于循环制冷方式对储氢罐进行预冷操作，并将预冷操作过程中吸收的热量回收至回收热源系统；加热模块，用于基于加热转换系数生成供热计划，并在储氢罐放氢时基于供热计划和回收热源系统对储氢罐进行加热操作；监控模块，用于实时监控储氢罐的温升过程，获得实时温度表征值序列；调整模块，用于基于实时温度表征值序列，实时调整当前的供热计划，获得最新的供热计划，并基于最新的供热计划对储氢罐进行加热操作；用以对供热计划的不断迭代更新，使得储氢罐中的氢气能够充分释放，减少了储氢罐中的氢气残余。中的氢气残余。中的氢气残余。

【技术实现步骤摘要】
应用于储氢罐的热管理系统及方法


[0001]本专利技术涉及供热管理
，特别涉及应用于储氢罐的热管理系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，储存氢气的储氢罐需要在加注氢气时对储氢罐进行预冷操作，可采用循环制冷方式对加氢过程进行制冷，在放氢时利用其他热源系统对储氢罐进行加热，例如，回收燃料电堆产生的废热的热源系统或者回收循环制冷时吸收的热能的热源系统等多种热源系统，以使氢气释放平稳高效、减低氢气残留，保证能源有效利用，减少能源浪费的情况。
[0003]但是，现存的对氢气储氢罐多通过单一的供热计划控制多个热源系统的对储氢罐进行供热，但是随着储氢罐内氢气浓度的变化，单一的供热计划导致储氢罐的氢气不能完全释放，进而导致储氢罐存在氢气残余。
[0004]因此，本专利技术提出了应用于储氢罐的热管理系统及方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供应用于储氢罐的热管理系统及方法，用以基于储氢罐被加热过程中的实时温度表征值序列，实现了对供热计划的不断迭代更新，进而克服了传统储氢罐热管理系统中供热计划单一的弊端，使得储氢罐中的氢气能够充分释放，减少了储氢罐中的氢气残余。
[0006]本专利技术提供应用于储氢罐的热管理系统，包括：
[0007]预冷模块，用于在储氢罐加注氢气时，基于循环制冷方式对储氢罐进行预冷操作，并将预冷操作过程中吸收的热量回收至回收热源系统；
[0008]加热模块，用于基于加热转换系数生成供热计划，并在储氢罐放氢时基于供热计划和回收热源系统对储氢罐进行加热操作；
[0009]监控模块，用于实时监控储氢罐的温升过程，获得实时温度表征值序列；
[0010]调整模块，用于基于实时温度表征值序列，实时调整当前的供热计划，获得最新的供热计划，并基于最新的供热计划对储氢罐进行加热操作。
[0011]优选的，加热模块，包括：
[0012]系数确定单元，用于基于储氢罐的历史氢气浓度和对应的历史供热功率确定出加热转换系数；
[0013]功率确定单元，用于基于加热转换系数和储氢罐的当前氢气浓度确定出所需供热功率；
[0014]计划生成单元，用于基于所需供热功率和所有热源系统生成供热计划；
[0015]加热操作单元，用于在储氢罐放氢时，基于供热计划对储氢罐进行加热操作。
[0016]优选的，系数确定单元，包括：
[0017]第一确定子单元，用于基于储氢罐的历史供热数据确定出不同时刻对应的历史氢气浓度和对应的历史供热功率，基于多组历史氢气浓度和对应的历史供热功率，基于预设
划分细度对多组历史氢气浓度进行划分，获得多个浓度集合，计算出浓度集合中所有历史氢气浓度的平均浓度和浓度集合中所有历史氢气浓度对应的历史供热功率的平均热功率，基于平均浓度和平均热功率计算出对应浓度集合的第一转换系数；
[0018]第二确定子单元，用于基于所有浓度集合的第一转换系数确定出加热转换系数。
[0019]优选的，第二确定子单元，包括：
[0020]第一确定端，用于判断所有浓度集合的第一转换系数中是否存在离群点，若是，则基于预设细度梯度和预设划分细度确定出新的划分细度，基于新的划分细度对多组历史氢气浓度继续进行划分，获得新的浓度集合，并计算出新的浓度集合的第一转换系数，直至最新获得的所有浓度集合的第一转换系数中不存在离群点时，则将最新获得的所有第一转换系数的平均值作为第二转换系数，否则，将当前的所有第一转换系数的平均值作为第二转换系数；
[0021]第二确定端，用于基于第二转换系数的残差值确定出加热转换系数。
[0022]优选的，第二确定端，包括：
[0023]计算子端，用于基于第二转换系数计算出每个历史氢气浓度的预测供热功率，基于所有历史氢气浓度的预测供热功率和历史供热功率，计算出第二转换系数的残差值；
[0024]判断子端，用于判断残差值是否超过残差阈值，若是，则基于预设细度梯度和预设划分细度确定出新的划分细度，基于新的划分细度获得新的浓度集合，基于新的浓度集合确定出新的第二转换系数，计算出新的第二转换系数的残差值，直至最新获得的残差值未超过残差阈值时，则将最新获得的第二转换系数作为加热转换系数，否则，将当前的第二转换系数作为加热转换系数。
[0025]优选的，计划生成单元，包括：
[0026]供热确定子单元，用于基于回收热源系统和其他热源系统的的优先顺序，并结合回收热源系统和其他热源系统的可提供供热功率、供热功率预留值以及所需供热功率，确定出需要供热的热源系统和对应的供热功率；
[0027]计划生成子单元，用于基于需要供热的热源系统和对应的供热功率生成供热计划。
[0028]优选的，监控模块，包括：
[0029]权重计算单元，用于基于红外测温传感器确定出储氢罐表面多个预设测温点在不同时刻的温度，确定出预设测温点的第一三维坐标和储氢罐的物理中心点的第二三维坐标，基于第一三维坐标和第二三维坐标计算出每个预设测温点的温升权重；
[0030]序列生成单元，用于基于每个预设测温点在不同时刻的温度和温升权重计算出储氢罐在不同时刻的温度表征值，基于储氢罐在温升过程中获得的所有温度表征值生成实时温度表征值序列。
[0031]优选的，调整模块，包括：
[0032]目标确定单元，用于获取储氢罐在温升过程中的实时氢气浓度序列，对实时氢气浓度序列和实时温度表征值序列进行线性回归分析，确定出实时温度表征值和实时氢气浓度之间的函数关系，基于当前供热计划确定出储氢罐的预测温度峰值，基于预测温度峰值和函数关系计算出残余氢气浓度，判断残余氢气浓度是否超过浓度阈值，若是，则基于线性函数关系和浓度阈值计算出目标温度表征值，基于目标温度表征值和储氢罐的温升功率转
换系数，确定出目标所需功率，否则，保持当前的供热计划；
[0033]供热更新单元，用于基于目标所需功率确定出新的供热计划，基于新的供热计划对储氢罐进行加热操作。
[0034]优选的，供热更新单元，包括：
[0035]计划确定子单元，用于基于回收热源系统和其他热源系统的的优先顺序，并结合回收热源系统和其他热源系统的可提供供热功率、供热功率预留值以及目标所需功率，确定出新的需要供热的热源系统和对应的新的供热功率，基于新的需要供热的热源系统和对应的新的供热功率生成新的供热计划；
[0036]加热操作子单元，用于基于新的供热计划对储氢罐进行加热操作。
[0037]本专利技术提供应用于储氢罐的热管理方法，包括：
[0038]S1：在储氢罐加注氢气时，基于循环制冷方式对储氢罐进行预冷操作，并将预冷操作过程中吸收的热量回收至回收热源系统；
[0039]S2：基于加热转换系数生成供热计划，并在储氢罐放氢时基于供热计划和回收热源系统对储氢罐进行加热操作；
[0040]S3：实时监控储氢罐的温升过程，获得实时温度表征值序列；
[0041]S4：基于实时温度表征值序列，实时调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.应用于储氢罐的热管理系统，其特征在于，包括：预冷模块，用于在储氢罐加注氢气时，基于循环制冷方式对储氢罐进行预冷操作，并将预冷操作过程中吸收的热量回收至回收热源系统；加热模块，用于基于加热转换系数生成供热计划，并在储氢罐放氢时基于供热计划和回收热源系统对储氢罐进行加热操作；监控模块，用于实时监控储氢罐的温升过程，获得实时温度表征值序列；调整模块，用于基于实时温度表征值序列，实时调整当前的供热计划，获得最新的供热计划，并基于最新的供热计划对储氢罐进行加热操作。2.根据权利要求1所述的应用于储氢罐的热管理系统，其特征在于，加热模块，包括：系数确定单元，用于基于储氢罐的历史氢气浓度和对应的历史供热功率确定出加热转换系数；功率确定单元，用于基于加热转换系数和储氢罐的当前氢气浓度确定出所需供热功率；计划生成单元，用于基于所需供热功率和所有热源系统生成供热计划；加热操作单元，用于在储氢罐放氢时，基于供热计划对储氢罐进行加热操作。3.根据权利要求2所述的应用于储氢罐的热管理系统，其特征在于，系数确定单元，包括：第一确定子单元，用于基于储氢罐的历史供热数据确定出不同时刻对应的历史氢气浓度和对应的历史供热功率，基于多组历史氢气浓度和对应的历史供热功率，基于预设划分细度对多组历史氢气浓度进行划分，获得多个浓度集合，计算出浓度集合中所有历史氢气浓度的平均浓度和浓度集合中所有历史氢气浓度对应的历史供热功率的平均热功率，基于平均浓度和平均热功率计算出对应浓度集合的第一转换系数；第二确定子单元，用于基于所有浓度集合的第一转换系数确定出加热转换系数。4.根据权利要求3所述的应用于储氢罐的热管理系统，其特征在于，第二确定子单元，包括：第一确定端，用于判断所有浓度集合的第一转换系数中是否存在离群点，若是，则基于预设细度梯度和预设划分细度确定出新的划分细度，基于新的划分细度对多组历史氢气浓度继续进行划分，获得新的浓度集合，并计算出新的浓度集合的第一转换系数，直至最新获得的所有浓度集合的第一转换系数中不存在离群点时，则将最新获得的所有第一转换系数的平均值作为第二转换系数，否则，将当前的所有第一转换系数的平均值作为第二转换系数；第二确定端，用于基于第二转换系数的残差值确定出加热转换系数。5.根据权利要求4所述的应用于储氢罐的热管理系统，其特征在于，第二确定端，包括：计算子端，用于基于第二转换系数计算出每个历史氢气浓度的预测供热功率，基于所有历史氢气浓度的预测供热功率和历史供热功率，计算出第二转换系数的残差值；判断子端，用于判断残差值是否超过残差阈值，若是，则基于预设细度梯度和预设划分细度确定出新的划分细度，基于新的划分细度获得新的浓度集合，基于新的浓度集合确定出新的第二转换系数，计算出新的第二转换系数的残差值，直至最新获得的残差值未超过残差阈值时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：方智，李亮，曹良城，
申请(专利权)人：兆氢新能源科技珠海有限公司，
类型：发明
国别省市：