一种制充氢系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种制充氢系统及其控制方法，包括：复数个制氢装置，放置于一容置空间内，并制备氢气；充氢装置，放置于一容置空间内，充氢装置与制氢装置的出氢管路连接；储氢装置，与充氢装置连接接收氢气，储存由所述制氢装置制备的氢气；其中充氢装置控制自身的关断状态，以控制任意制氢装置向任意储氢装置充氢。采用上述技术方案后，在充分满足大量充氢应用场景的前提下，做到制充氢可控、能量消耗少、运行成本低、安全可靠，应用范围广的效果。应用范围广的效果。应用范围广的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种制充氢系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及能源领域领域，尤其涉及一种制充氢系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]当前，新一轮的“氢能热”席卷全球，成为世界各主要经济体减少二氧化碳排放和应对气候变化挑战的重要路径。在我国，随着一系列支持政策的出台和一大批企业与社会资本的入局，氢能产业发展也逐渐步入“快车道”。
[0003]加氢站作为给氢能终端产品提供氢气的基础设施，是联系产业链上游制氢和下游应用的重要枢纽。加氢站主要由制氢系统、压缩系统、储存系统、加注系统和控制系统等部分组成。从成本结构来看，压缩机成本和土地购置费的成本占比最高，分别为34％和27％。从设备层面来看，压缩机、储氢罐和加氢机三者占比合计达到55％。目前中国加氢站的数量全球第一，未来发展需要降低加氢站建设及运营成本，加快制充氢一体站的建设。
[0004]随着氢能终端产品如氢能自行车、氢能应急电源等市场规模进一步扩大，各类用氢产品或设备急需不同类型和容量的储氢装置，由于储氢装置(储氢瓶、氢能棒)的使用频率、使用高低峰难以预估，因此会出现某一时段内需要对大量的储氢装置充氢，又有一段时间内，需要充氢的数量极少的情况。
[0005]因此，需要一种可控制制氢、充氢量和速率的制充氢系统，可根据各种需求实时调整。

技术实现思路

[0006]为了克服上述技术缺陷，本专利技术的目的在于提供一种制充氢系统及其控制方法，在充分满足大量充氢应用场景的前提下，做到制充氢可控、能量消耗少、运行成本低、安全可靠，且不浪费氢气，应用范围广的效果。
[0007]本专利技术公开了一种制充氢系统，
[0008]复数个制氢装置，放置于一容置空间内，并制备氢气；
[0009]充氢装置，放置于一容置空间内，充氢装置与制氢装置的出氢管路连接，储存由所述制氢装置制备的氢气；
[0010]储氢装置，具有存储氢气的储氢空间，并与充氢装置连接接收氢气；
[0011]其中
[0012]充氢装置控制自身的关断状态，以控制任意制氢装置向任意储氢装置充氢。
[0013]优选地，充氢装置包括：
[0014]阀门组件，连接于制氢装置和储氢装置间；
[0015]阀门组件包括主阀门组及从阀门组；
[0016]主阀门组包括至少两个主阀门，每一主阀门的一端连接至少一个制氢装置；
[0017]从阀门组包括至少两个从阀门，每一从阀门的一端连接一个主阀门，另一端连接一个储氢装置；
[0018]当任一主阀门受控开启和关闭时，与其连接的制氢装置的出氢管路导通和关闭；
[0019]当任一从阀门受控开启和关闭时，与其连接的储氢装置的充氢管路导通和关闭。
[0020]优选地，主阀门的数量小于或等于从阀门的数量；
[0021]主阀门组与从阀门组串联，使得所有主阀门呈并联关系，且所有从阀门呈并联关系。
[0022]优选地，还包括：
[0023]控制模块，分别与制氢装置、充氢装置和储氢装置电连接，以获取制氢装置的制氢速度、充氢装置的充氢速度、及储氢装置的当前氢量。
[0024]优选地，控制模块获取储氢装置的储氢信息及与充氢装置的连接信息；
[0025]当与充氢装置的连接信息为：与充氢装置连接成功时，控制模块向制氢装置发送开始工作指令，以控制制氢装置向充氢装置输送氢气，及控制充氢装置向储氢装置充入氢气；
[0026]控制模块实时获取储氢装置的储氢信息，当储氢信息显示充满时，向制氢装置发送结束工作指令。
[0027]优选地，控制模块还配置为：
[0028]获取储氢信息中的剩余氢量；
[0029]将剩余氢量与预设氢量标准进行比较，其中氢量标准包括0％～第一氢量阈值的第一氢量区间、第一氢量阈值～第二氢量阈值的第二氢量区间、第二氢量阈值～100％的第三氢量区间；
[0030]当剩余氢量落入第一氢量区间时，控制模块打开第一百分比及以上的主阀门，以及打开与所有剩余氢量落入第一氢量区间的储氢装置所连接的从阀门；
[0031]当剩余氢量落入第二氢量区间时，控制模块打开第二百分比及以下的主阀门，以及打开与所有剩余氢量落入第二氢量区间的储氢装置所连接的从阀门；
[0032]当剩余氢量落入第三氢量区间时，控制模块打开第三百分比及以下的主阀门，以及打开与所有剩余氢量落入第二氢量区间的储氢装置所连接的从阀门。
[0033]优选地，控制模块还配置为：
[0034]当剩余氢量落入第一氢量区间的储氢装置占比超过100％减去第一百分比的比例时，控制模块启动第一百分比及以上的制氢装置，并切断与所有剩余氢量未落入第一氢量区间的储氢装置所连接的从阀门，其中启动的制氢装置的数量大于储氢装置的数量；
[0035]当储氢装置的吸氢速度小于启动的制氢装置的制氢速度时，于一预设时长内关闭所有主阀门，或将第四百分比启动的制氢装置关闭。
[0036]优选地，还包括：
[0037]云端管理平台，与控制模块通信连接，以获取制充氢系统的工作信息；
[0038]储氢装置的储氢信息被发送至云端管理平台；
[0039]储氢装置包括：
[0040]数字身份，设于储氢装置的壳体内或壳体上，当充氢装置向储氢装置充入氢气时，充氢装置写入充氢量，且控制模块读取数字身份，以获取储氢装置的身份信息、剩余氢量。
[0041]优选地，还包括：
[0042]智能终端，与控制模块通信连接，获取制充氢系统的工作信息并呈现至用户侧。
[0043]冷却装置，与储氢装置的外表面紧贴，或冷却装置的冷却介质排出口面向储氢装置，通过传导或对流的方式对储氢装置降温。
[0044]本专利技术还公开了一种制充氢控制方法，包括以下步骤：
[0045]配置如下制充氢系统，使得所述制充氢系统包括：
[0046]复数个制氢装置，放置于一容置空间内，并制备氢气；充氢装置，放置于一容置空间内，所述充氢装置与所述制氢装置的出氢管路连接；储氢装置，具有存储氢气的储氢空间，并与所述充氢装置连接，储存由所述制氢装置制备的氢气；
[0047]当所述充氢装置控制自身的关断状态时，控制任意所述制氢装置向任意所述储氢装置充氢。
[0048]采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0049]1.任意制氢装置可与任意储氢装置相连接，实现了高效制氢且成本较低；
[0050]2.储氢装置可高效、安全地储氢，因此与现有加氢站相比，本专利技术中制充氢系统降低了建设成本，一体化设计的制充氢系统建设于任意合适的地方；
[0051]3.实现了本地化制氢，使得制充氢系统随时都能提供充满氢气的储氢装置给用户，从而用户可去往任一个制充储换氢系统进行充氢或换氢，提高了便利性；
[0052]4.制氢效率、制氢耗电等可根据需要充氢的数量、剩余氢气的情况实时调整，节省能耗；
[0053]5.在充分满足大量充氢应用场景的前提下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制充氢系统，其特征在于，包括：复数个制氢装置，放置于一容置空间内，并制备氢气；充氢装置，放置于一容置空间内，所述充氢装置与所述制氢装置的出氢管路连接；储氢装置，与所述充氢装置连接，储存由所述制氢装置制备的氢气；其中所述充氢装置控制自身的关断状态，以控制任意所述制氢装置向任意所述储氢装置充氢。2.如权利要求1所述的制充氢系统，其特征在于，所述充氢装置包括：阀门组件，连接于所述制氢装置和储氢装置间；所述阀门组件包括主阀门组及从阀门组；所述主阀门组包括至少两个主阀门，每一所述主阀门的一端连接至少一个制氢装置；所述从阀门组包括至少两个从阀门，每一从阀门的一端连接一个主阀门，另一端连接一个储氢装置；当任一所述主阀门受控开启和关闭时，与其连接的所述制氢装置的出氢管路导通和关闭；当任一所述从阀门受控开启和关闭时，与其连接的所述储氢装置的充氢管路导通和关闭。3.如权利要求2所述的制充氢系统，其特征在于，所述主阀门的数量小于或等于所述从阀门的数量；所述主阀门组与所述从阀门组串联，使得所有所述主阀门呈并联关系，且所有所述从阀门呈并联关系。4.如权利要求1所述的制充氢系统，其特征在于，还包括：控制模块，分别与所述制氢装置、充氢装置和储氢装置电连接，以获取所述制氢装置的制氢速度、所述充氢装置的充氢速度、及所述储氢装置的当前氢量。5.如权利要求4所述的制充氢系统，其特征在于，所述控制模块获取所述储氢装置的储氢信息及与所述充氢装置的连接信息；当与所述充氢装置的连接信息为：与所述充氢装置连接成功时，所述控制模块向所述制氢装置发送开始工作指令，以控制所述制氢装置向所述充氢装置输送氢气，及控制所述充氢装置向所述储氢装置充入氢气；所述控制模块实时获取所述储氢装置的储氢信息，当所述储氢信息显示充满时，向所述制氢装置发送结束工作指令。6.如权利要求5所述的制充氢系统，其特征在于，所述控制模块还配置为：获取所述储氢信息中的剩余氢量；将所述剩余氢量与预设氢量标准进行比较，其中所述氢量标准包括0％～第一氢量阈值的第一氢量区间、第一氢量阈值～第二氢量阈值的第二氢量区间、第二氢量阈值～100％的第三氢量区间；当所述剩余氢量落入所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：岑健，孙继胜，马茜，孙祥，李梭，
申请(专利权)人：永安行科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：