一种氢能设备、管理系统及控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种氢能设备、管理系统及控制方法，包括：柜体，具有容置空间；制氢装置，放置于容置空间内制备氢气；充氢装置，放置于容置空间内，每一充氢装置与制氢装置的出氢管路连接；换氢装置，形成有至少一个存储空间，存储空间具有一面向外部的存储口；储氢装置，从存储口放入/或取出，当储氢装置放入存储空间时，换氢装置对储氢装置锁止稳固，储氢空间与充氢装置一一对应。采用上述技术方案后，减小了制充氢设备的占地面积，降低了制充氢设备的成本，实现了制氢、充氢及换氢的一体化，并能够小批量同时给多个储氢装置充氢，便于在商业街区、住宅小区等公共场所进行安装和使用。住宅小区等公共场所进行安装和使用。住宅小区等公共场所进行安装和使用。

【技术实现步骤摘要】
一种氢能设备、管理系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及能源领域领域，尤其涉及一种氢能设备、管理系统及控制方法。

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，面向消费端的氢能终端产品即将迎来大量用户，现有的换氢到户模式已不能适用氢能终端产品的发展和用氢需求。
[0005]因此，需要一种换氢、充氢、制氢、储氢等设备及系统，可解决小型氢能终端产品用氢的社会需求。

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氢能设备，减小了制充氢设备的占地面积，降低了制充氢设备的成本，实现了制氢、充氢及换氢的一体化，并能够小批量同时给多个储氢装置充氢，便于在商业街区、住宅小区等公共场所进行安装和使用。
[0007]本专利技术公开了一种氢能设备，包括：
[0008]柜体，形成氢能设备的外轮廓，且具有至少一个容置空间；
[0009]至少一个制氢装置，放置于容置空间内，并可制备氢气；
[0010]至少一个充氢装置，放置于一容置空间内，每一充氢装置与制氢装置的出氢管路连接，用于将制氢装置所制备的氢气充入储氢装置中；
[0011]换氢装置，部分设于柜体的表面，以形成面向外部的换氢区域，且换氢装置形成有至少一个存储空间，存储空间具有一面向外部的存储口；
[0012]储氢装置，包括储氢容器和氢气出入口，从存储口放入/或取出，使得换氢装置保存或释放储氢装置，且当储氢装置放入存储空间时，换氢装置对储氢装置锁止稳固，存储空间与充氢装置一一对应。
[0013]优选地，还包括：
[0014]控制模块，安装于柜体的内部，并分别与制氢装置、充氢装置、换氢装置和/或储氢装置电连接，以获取制氢装置的制氢速度、充氢装置的充氢速度、换氢装置的工作状态及储氢装置的当前氢量。
[0015]优选地，柜体包括：
[0016]显示屏，与控制模块连接，接收氢能设备的工作信息并显示；
[0017]储水箱，接收并存储水，且储水箱与制氢装置连接，向制氢装置供应水源；
[0018]通风口，开设于柜体的侧边、顶面和/或底面，且通风口与安装制氢装置、充氢装置的容置空间连通，以消散热量；
[0019]顶棚，安装于柜体的顶部，且顶棚在柜体的射影方向上的面积大于柜体的面积，以形成遮阳/遮雨区域。
[0020]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；
[0021]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；
[0022]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。
[0023]优选地，控制模块接收一换氢请求并验证；
[0024]当换氢请求验证通过后，控制模块发送开启指令至换氢装置，以控制打开存储口，并解除换氢装置对储氢装置的锁止；
[0025]储氢装置被取出或替换后，换氢装置读取存储空间的变化，以关闭存储口。
[0026]优选地，还包括：
[0027]冷却装置，安装于存储空间内，与储氢装置的外表面紧贴，或冷却装置的冷却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。
[0028]优选地，换氢装置包括：
[0029]锁止设备，设于存储空间内部，当储氢装置存入存储空间时，锁止设备封闭存储口，或锁止设备抵住储氢装置以限制储氢装置的位移；
[0030]信息读写器，设置于存储空间的侧壁或是锁止设备上；
[0031]储氢装置包括：
[0032]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，且信息读写器读取数字身份，以获取储氢装置的身份信息、剩余氢量。
[0033]优选地，还包括：
[0034]阀门组件，连接于制氢装置和充氢装置间，阀门组件包括主阀门及从阀门组，从阀门组包括至少两个从阀门，每一从阀门与一充氢装置连接；
[0035]当主阀门受控开启和关闭时，制氢装置和所有充氢装置的出氢管路导通和关闭；
[0036]当任一从阀门受控开启和关闭时，制氢装置和与从阀门连接的充氢装置的出氢管路导通和关闭。
[0037]本专利技术还公开了一种氢能管理系统，包括如上所述的氢能设备，还包括：
[0038]云端管理平台，与控制模块通信连接，以获取氢能管理柜设备的工作信息；
[0039]储氢装置的储氢信息被发送至云端管理平台；
[0040]智能终端，与控制模块通信连接，获取氢能设备的工作信息并呈现至用户侧。
[0041]本专利技术又公开了一种氢能设备控制方法，包括以下步骤：
[0042]配置如上所述的氢能管理系统；
[0043]云端管理平台获取储氢装置的信息，向制氢装置发送开始工作指令，通过充氢装置向储氢装置充入氢气；
[0044]云端管理平台获取储氢装置的位置、身份、氢气余量等信息，根据制氢装置的工作状态判断是否与充氢装置相连接；
[0045]当制氢装置与充氢装置连接成功时，云端管理平台向制氢装置发送开始工作指令，通过充氢装置向储氢装置充入氢气；
[0046]云端管理平台获取储氢装置充氢质量/体积，制氢装置判断是否充满，若充满则结束充氢；
[0047]制氢装置通过读写器将信息传输至储氢装置的电子标签中；
[0048]云端管理平台接收换氢订单，获取储氢装置的位置、身份、氢气余量等信息，若信息匹配成功，则向换氢装置发送指令，打开容纳储氢装置的箱体，解除锁定机构，储氢装置被取出完成换氢。
[0049]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：
[0050]1.制氢装置可与任意充氢装置相连接，实现了高效制氢且成本较低；
[0051]2.储氢装置可高效、安全地储氢，因此与现有加氢站相比，本专利技术中用于制充储换氢的氢能设备降低了用地面积以及建设成本，一体化设计的制充储换氢系统建设于任意合适的地方；
[0052]3.实现了本地化制氢，使得制充储换氢系统随时都能提供充满氢气的储氢装置给用户，从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢能设备，其特征在于，包括：柜体，形成所述氢能设备的外轮廓，且具有至少一个容置空间；至少一个制氢装置，放置于容置空间内，并可制备氢气；至少一个充氢装置，放置于一容置空间内，每一所述充氢装置与所述制氢装置的出氢管路连接，用于将所述制氢装置所制备的氢气充入储氢装置中；换氢装置，形成有至少一个存储空间，所述存储空间具有一面向外部的存储口；储氢装置，包括储氢容器和氢气出入口，从所述存储口放入/或取出，使得所述换氢装置保存或释放所述储氢装置，且当所述储氢装置放入所述存储空间时，所述换氢装置对所述储氢装置锁止稳固，所述存储空间与所述充氢装置一一对应。2.如权利要求1所述的氢能设备，其特征在于，还包括：控制模块，安装于所述柜体的内部，并分别与所述制氢装置、充氢装置、换氢装置和/或储氢装置电连接，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、所述换氢装置的工作状态及所述储氢装置的当前氢量。3.如权利要求2所述的氢能设备，其特征在于，所述柜体包括：显示屏，与所述控制模块连接，接收氢能设备的工作信息并显示；储水箱，接收并存储水，且所述储水箱与所述制氢装置连接，向所述制氢装置供应电解水；通风口，开设于所述柜体的侧边、顶面和/或底面，且所述通风口与安装所述制氢装置、充氢装置的容置空间连通，以消散热量；顶棚，安装于所述柜体的顶部，且所述顶棚在所述柜体的射影方向上的面积大于所述柜体的面积，以形成遮阳/遮雨区域。4.如权利要求2所述的氢能设备，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。5.如权利要求4所述的氢能设备，其特征在于，所述控制模块接收一换氢请求并验证；当所述换氢请求验证通过后，所述控制模块发送开启指令至所述换氢装置，以控制打开所述存储口，并解除所述换氢装置对所述储氢装置的锁止；所述储氢装置被取出或替换后，所述换氢装置读取所述存储空间的变化，以关闭所述存储口。6.如权利要求1所述的氢能设备，其特征在于，还包括：冷却装...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙继胜，岑健，仄伟杰，王亚青，刘锋，
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：