CN109237296A - 一种应用于加氢站的氢气供给方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应用于加氢站的氢气供给方法及提供，包括步骤：S10：获取加氢站中各组氢气缓冲瓶中的气体压力值，判断各组氢气缓冲瓶的气体压力值是否低于预设压力值，若是，则进入步骤S20；S20：获取气体压力值低于预设压力值的氢气缓冲瓶组的数量，若数量为两组或以上，则进入步骤S30，若数量为一组，则通过压缩机将第一氢气供给设备内的氢气压缩充装至该氢气缓冲瓶组中；S30：获取所述两组或以上的氢气缓冲瓶组的充装优先级，通过所述压缩机将氢气供给设备内的氢气压缩，充装至优先级较高的氢气缓冲瓶组中。本发明通过对氢气缓冲瓶内的气体进行及时的补充，能够提高加氢站的加氢效率，也能够提高对氢气缓冲瓶的气体补充效率。

Description

一种应用于加氢站的氢气供给方法及系统

技术领域

本发明涉及加氢站领域，尤其涉及一种应用于加氢站的氢气供给方法及系统。

背景技术

氢燃料电池车作为一种清洁无污染的车辆，在环境保护上有很大的帮助，但现有国内的电池车普及程度不高，范围也较小，更重要的在于加氢站建设较慢，数量较少，电池车很难找到补充燃料的加氢站。加氢站在为电池车提供燃料的时候自身也需要氢气供应，现有国内的加氢站部分采用现场制氢技术，还有部分则通过管束车来运输氢气，供给至加氢站，后者需要压缩机以及多组氢气缓冲瓶组，通过压缩机将管束车内的氢气压缩到一定的压力，再供给到各组氢气缓冲瓶组内，当电池车需要加氢时，直接通过氢气缓冲瓶组来进行加氢。

但需要氢气缓冲瓶组也需要及时的补充氢气，若补充不及时，容易降低加氢站的加氢效率，同时尤其是对于燃料大巴车队，不能得到及时的加氢，对车队运营产生很大的影响。

公开号为CN106015926A的中国专利公开了一种加氢站氢气压缩储气、充气系统，压缩机分别经控制阀管路连接高压储气瓶、中压储气瓶、低压储气瓶和直充管线，高压储气瓶、中压储气瓶和低压储气瓶分别经管路连接高压充气管线、中压充气管线和低压充气管线，高压储气瓶、中压储气瓶和低压储气瓶均经管路连接泻放管线，泻放管线的进气侧管路上连接有控制阀，在高压储气瓶、中压储气瓶和低压储气瓶进气侧的管路上均连接压力传感器，数据控制器信号连接压力传感器和压缩机。该方案能够通过压缩机直接对电池车进行加氢，但存在较大的安全风险，这也是由于缺乏及时的对缓冲瓶进行氢气补充的原因。

发明内容

本发明要解决的技术问题目的在于提供一种应用于加氢站的氢气供给方法及系统，用以解决现有的氢气缓冲瓶气体无法及时补充的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种应用于加氢站的氢气供给方法，包括步骤：

S10：获取加氢站中各组氢气缓冲瓶中的气体压力值，判断各组氢气缓冲瓶的气体压力值是否低于预设压力值，若是，则进入步骤S20；

S20：获取气体压力值低于预设压力值的氢气缓冲瓶组的数量，若数量为两组或以上，则进入步骤S30，若数量为一组，则通过压缩机将第一氢气供给设备内的氢气压缩充装至该氢气缓冲瓶组中；

S30：获取所述两组或以上的氢气缓冲瓶组的充装优先级，通过所述压缩机将氢气供给设备内的氢气压缩，充装至优先级较高的氢气缓冲瓶组中。

进一步的，还包括步骤：

S01：将加氢站中的氢气缓冲瓶分为多组，并为每一组缓冲瓶设置相应的充装优先级。

进一步的，还包括步骤：

S40：当所述第一氢气供给设备的氢气储量低于预设储量之后，获取各组氢气缓冲瓶内的气体压力值；

S41：通过第二氢气供给设备对气体压力值较小的氢气缓冲瓶组进行氢气充装，或通过压缩机将所述第二氢气供给设备内的气体压缩并充装至其它气体压力值较大的氢气缓冲瓶组中。

进一步的，还包括步骤：

S31：当对优先级较低的氢气缓冲瓶充装氢气时，若优先级较高的氢气缓冲瓶的气体压力值低于所述预设压力值，则停止对所述优先级较低的氢气缓冲瓶组进行氢气充装，并转至所述优先级较高的氢气缓冲瓶组以进行氢气充装。

进一步的，还包括步骤：

S02：根据所述充装优先级的高低顺序，从低至高依次对加氢车辆进行加氢。

一种应用于加氢站的氢气供给系统，包括：

压力检测模块：用于获取加氢站中各组氢气缓冲瓶中的气体压力值，判断各组氢气缓冲瓶的气体压力值是否低于预设压力值，若是，则转至数量检测模块；

数量检测模块：用于获取气体压力值低于预设压力值的氢气缓冲瓶组的数量，若数量为两组或以上，则进入优先级判断模块，若数量为一组，则通过压缩机将第一氢气供给设备内的氢气压缩充装至该氢气缓冲瓶组中；

优先级判断模块：用于获取所述两组或以上的氢气缓冲瓶组的充装优先级，通过所述压缩机将氢气供给设备内的氢气压缩，充装至优先级较高的氢气缓冲瓶组中。

进一步的，还包括：

优先级分组模块：用于将加氢站中的氢气缓冲瓶分为多组，并为每一组缓冲瓶设置相应的充装优先级。

进一步的，还包括：

压力值获取单元：用于当所述第一氢气供给设备的氢气储量低于预设储量之后，获取各组氢气缓冲瓶内的气体压力值；

充装管理单元：用于通过第二氢气供给设备对气体压力值较小的氢气缓冲瓶组进行氢气充装，或通过压缩机将所述第二氢气供给设备内的气体压缩并充装至其它气体压力值较大的氢气缓冲瓶组中。

进一步的，还包括：

控制模块：用于当对优先级较低的氢气缓冲瓶充装氢气时，若优先级较高的氢气缓冲瓶的气体压力值低于所述预设压力值，则停止对所述优先级较低的氢气缓冲瓶组进行氢气充装，并转至所述优先级较高的氢气缓冲瓶组以进行氢气充装。

进一步的，还包括：

加氢管理模块：用于根据所述充装优先级的高低顺序，从低至高依次对加氢车辆进行加氢。

采用本发明，通过管理控制，能够及时的为加氢站内的氢气缓冲瓶补充氢气，防止氢气缓冲瓶内的气体压力过低，导致对电池车的充装效率不高，

附图说明

图1是本实施例提供的一种应用于加氢站的氢气供给方法流程图；

图2是本发明一个实施方式提供的一种应用于加氢站的氢气供给方法流程图；

图3是本发明一个实施方式提供的一种应用于加氢站的氢气供给系统结构图；

图4是本发明一个实施方式提供的一种应用于加氢站的氢气供给系统结构图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1所示，本实施例提供了一种应用于加氢站的氢气供给方法，包括步骤：

S10：获取加氢站中各组氢气缓冲瓶中的气体压力值，判断各组氢气缓冲瓶的气体压力值是否低于预设压力值，若是，则进入步骤S20；

S20：获取气体压力值低于预设压力值的氢气缓冲瓶组的数量，若数量为两组或以上，则进入步骤S30，若数量为一组，则通过压缩机将第一氢气供给设备内的氢气压缩充装至该氢气缓冲瓶组中；

S30：获取所述两组或以上的氢气缓冲瓶组的充装优先级，通过所述压缩机将氢气供给设备内的氢气压缩，充装至优先级较高的氢气缓冲瓶组中。

在本实施例中，加氢站通过氢气缓冲瓶来对燃料电池车进行加氢，氢气缓冲瓶内存储的氢气则依靠移动式管束车来供给，加氢站中的氢气缓冲瓶分为多组，来能够提高加氢效率以及氢气存储量。

步骤S10中，由于各组缓冲瓶在对燃料电池车进行加氢时，加氢量存在差别，故瓶内的气体存储量也会相应的不同，气体存储量不同，各组氢气缓冲瓶内的气体压力自然也会不同，本实施例以三组氢气缓冲瓶为例，来进行详细说明。

当三组氢气缓冲瓶内的其中一组气体压力值低于预设压力值时，将需要补充气体，即进入到步骤S20，其中预设压力值可以为40MPa，也可以为42MPa，三组氢气缓冲瓶在正常工作的情况下，瓶内的气体压力值一般都高于该预设压力值。

步骤S20中，依然以三组氢气缓冲瓶为例，若同时检测到两组或以上的氢气缓冲瓶瓶内气体压力值低于预设压力值，则进入到步骤S30，若只有一组氢气缓冲瓶内的气体压力值低于预设压力值，则只需要对该组氢气缓冲瓶补充氢气。

气体补充的过程为：以管束车作为气源，通过加氢站的压缩机将管束车内的氢气压缩，再补充到该组氢气缓冲瓶内，以使该组氢气缓冲瓶内的气体压力值高于预设压力值。

步骤S30中，每一组氢气缓冲瓶都有优先级顺序，例如，将三组氢气缓冲瓶分为高压缓冲瓶、中压缓冲瓶以及低压缓冲瓶，高压缓冲瓶的充装优先级高于中压缓冲瓶，中压缓冲瓶的充装优先级高于低压缓冲瓶，依此类推。需要了解的是，在本实施例中，决定哪组氢气缓冲瓶的优先级顺序高，与氢气缓冲瓶内的气体压力值有关，瓶内压力值较高的氢气缓冲瓶，可以将其优先级设置为较高。

优先级顺序较高的一组缓冲瓶需要优先补充氢气，这是因为优先级顺序高的缓冲瓶，其瓶内的气体压力值较高，能够更有效地把更多的燃料电池车充装到所需的高压力。

实施例二

如图2所示，本实施例还提供了一种应用于加氢站的氢气供给方法，与实施例一不同之处在于，还包括步骤S01、S02、S31、S40、S41。

步骤S01、将加氢站中的氢气缓冲瓶分为多组，并为每一组缓冲瓶设置相应的充装优先级。

步骤S02、根据所述充装优先级的高低顺序，从低至高依次对加氢车辆进行加氢。

充装优先级一方面作为氢气缓冲瓶补充氢气时的依据，从高到低补充氢气，另一方面，在为燃料电池车加氢时，充装优先级也作为加氢顺序的优先级，即在对燃料电池车加氢时，先从优先级较低的氢气缓冲瓶对燃料电池车进行加氢，在由优先级相对较高的氢气缓冲瓶来对燃料电池车进行加氢，在这种加氢顺序的前提下，最终，优先级较低的氢气缓冲瓶瓶内的气体压力值会降到最低，例如，当管束车内的氢气压力降到压缩机的压缩比限制以下时，即不能够再把管束车内的氢气压缩到缓冲瓶的最高设计压力，管束车内剩余的气体此时已经不能够再被压缩，但如果当时优先级较低的氢气缓冲瓶内的气体压力值降到10MPa以下时，通过调整压缩机的智能控制，管束车内剩余的氢气可以继续通过压缩机，充装到优先级较低的氢气缓冲瓶。

步骤S31、当对优先级较低的氢气缓冲瓶充装氢气时，若优先级较高的氢气缓冲瓶的气体压力值低于所述预设压力值，则停止对所述优先级较低的氢气缓冲瓶组进行氢气充装，并转至所述优先级较高的氢气缓冲瓶组以进行氢气充装。

在优先级较低的氢气缓冲瓶补充氢气时，这个过程一旦有其它优先级较高的氢气缓冲瓶的气体压力值低于预设压力值，那么优先级较高的氢气缓冲瓶的进气口将打开，一段间隔时间之后，优先级较低的氢气缓冲瓶的进气口将自动关闭，从而对优先级较高的氢气缓冲瓶来进行氢气充装。

步骤S40、当所述第一氢气供给设备的氢气储量低于预设储量之后，获取各组氢气缓冲瓶内的气体压力值；

步骤S41、通过第二氢气供给设备对气体压力值较小的氢气缓冲瓶组进行氢气充装，或通过压缩机将所述第二氢气供给设备内的气体压缩并充装至其它气体压力值较大的氢气缓冲瓶组中。

第一氢气供给设备即管束车，在本实施例中，加氢站设置有两台管束车即分别为第一氢气供给设备以及第二氢气供给设备。

当第一氢气供给设备内的氢气没有足够压力来为氢气缓冲瓶补充氢气时，此时加氢站中的氢气缓冲瓶还在为燃料电池车加氢，那么各组氢气缓冲瓶由于缺少气体补充，瓶内的气体存量会不断下降，瓶内气体压力值也会不断下降，并且由于加氢顺序的限制，优先级较低的氢气缓冲瓶内的气体压力值将会降低到10MPa以下，而第二氢气供给设备满载时的气体压力值高于优先级较低的氢气缓冲瓶的气体压力值，故可以直接为优先级较低的该组氢气缓冲瓶进行氢气充装，这是由于优先级较低的氢气缓冲瓶组与第二氢气供给设备之间存在较大的压差，能够通过压差来进行氢气充装，而第二氢气供给设备与其它气体压力值较高的氢气缓冲瓶之间的压差较小或为负压差，则需要压缩机来压缩，再进行充装。

通过采用不同的充装方式来为各组不同气体压力值的氢气储氢瓶充装氢气，降低了压缩机的负荷，又能够保证各组氢气缓冲瓶同时都能够得到充装，提高管束车对氢气缓冲瓶的氢气供给效率。

实施例三

如图3所示，本实施例提供了一种应用于加氢站的氢气供给系统，包括：

压力检测模块31：用于获取加氢站中各组氢气缓冲瓶中的气体压力值，判断各组氢气缓冲瓶的气体压力值是否低于预设压力值，若是，则转至数量检测模块；

数量检测模块32：用于获取气体压力值低于预设压力值的氢气缓冲瓶组的数量，若数量为两组或以上，则进入优先级判断模块，若数量为一组，则通过压缩机将第一氢气供给设备内的氢气压缩充装至该氢气缓冲瓶组中；

优先级判断模块33：用于获取所述两组或以上的氢气缓冲瓶组的充装优先级，通过所述压缩机将氢气供给设备内的氢气压缩，充装至优先级较高的氢气缓冲瓶组中。

本实施例中，压力检测模块31包括压力检测器、压力传感器等，例如现有的一些储氢瓶都会有一个压力表，可检测瓶内的压力。

数量检测模块32与压力检测模块31进行数据通讯连接，接收压力检测模块31检测到的数据。

优先级判断模块33与数量检测模块32都可以集成在计算机中，例如通过在计算机中设置一套系统软件，软件获取压力检测模块31传输的数据之后，进行数量检测以及优先级判断。

实施例四

如图4所示，本实施例提供了一种应用于加氢站的氢气供给系统，与实施例三不同之处在于，本实施例还包括：

优先级分组模块21：用于将加氢站中的氢气缓冲瓶分为多组，并为每一组缓冲瓶设置相应的充装优先级。

加氢站管理人员可以在计算机软件系统中内输入加氢站一共具有多少组氢气缓冲瓶，并为每一组氢气缓冲瓶设置相应的充装优先级。

压力值获取单元310：用于当所述第一氢气供给设备的氢气储量低于预设储量之后，获取各组氢气缓冲瓶内的气体压力值；

充装管理单元330：用于通过第二氢气供给设备对气体压力值较小的氢气缓冲瓶组进行氢气充装，或通过压缩机将所述第二氢气供给设备内的气体压缩并充装至其它气体压力值较大的氢气缓冲瓶组中。

压力值获取单元310与实施例三中的压力检测模块31类似，可直接作为压力检测模块31内的一个小的获取单元，即在压力检测模块31上增加一个功能即可。

控制模块34：用于当对优先级较低的氢气缓冲瓶充装氢气时，若优先级较高的氢气缓冲瓶的气体压力值低于所述预设压力值，则停止对所述优先级较低的氢气缓冲瓶组进行氢气充装，并转至所述优先级较高的氢气缓冲瓶组以进行氢气充装。

控制模块34需要控制部分阀门，例如氢气缓冲瓶的气体补充进气口，各组氢气缓冲瓶的进气口的开闭都需要有控制模块34来进行控制。

加氢管理模块22：用于根据所述充装优先级的高低顺序，从低至高依次对加氢车辆进行加氢。

加氢管理模块22则需要控制各组氢气缓冲瓶的出气口，保证各组氢气缓冲瓶能够按照优先级顺序来对燃料电池车进行加氢。

通过采用不同的充装方式来为各组不同气体压力值的氢气储氢瓶充装氢气，降低了压缩机的负荷，又能够保证各组氢气缓冲瓶同时都能够得到充装，提高管束车对氢气缓冲瓶的氢气供给效率。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种应用于加氢站的氢气供给方法，其特征在于，包括步骤：

S10：获取加氢站中各组氢气缓冲瓶中的气体压力值，判断各组氢气缓冲瓶的气体压力值是否低于预设压力值，若是，则进入步骤S20；

S20：获取气体压力值低于预设压力值的氢气缓冲瓶组的数量，若数量为两组或以上，则进入步骤S30，若数量为一组，则通过压缩机将第一氢气供给设备内的氢气压缩充装至该氢气缓冲瓶组中；

S30：获取所述两组或以上的氢气缓冲瓶组的充装优先级，通过所述压缩机将氢气供给设备内的氢气压缩，充装至优先级较高的氢气缓冲瓶组中。

2.根据权利要求1所述的一种应用于加氢站的氢气供给方法，其特征在于，还包括步骤：

S01：将加氢站中的氢气缓冲瓶分为多组，并为每一组缓冲瓶设置相应的充装优先级。

3.根据权利要求1或2所述的一种应用于加氢站的氢气供给方法，其特征在于，还包括步骤：

S40：当所述第一氢气供给设备的氢气储量低于预设储量之后，获取各组氢气缓冲瓶内的气体压力值；

S41：通过第二氢气供给设备对气体压力值较小的氢气缓冲瓶组进行氢气充装，或通过压缩机将所述第二氢气供给设备内的气体压缩并充装至其它气体压力值较大的氢气缓冲瓶组中。

4.根据权利要求1所述的一种应用于加氢站的氢气供给方法，其特征在于，还包括步骤：

S31：当对优先级较低的氢气缓冲瓶充装氢气时，若优先级较高的氢气缓冲瓶的气体压力值低于所述预设压力值，则停止对所述优先级较低的氢气缓冲瓶组进行氢气充装，并转至所述优先级较高的氢气缓冲瓶组以进行氢气充装。

5.根据权利要求1所述的一种应用于加氢站的氢气供给方法，其特征在于，还包括步骤：

S02：根据所述充装优先级的高低顺序，从低至高依次对加氢车辆进行加氢。

6.一种应用于加氢站的氢气供给系统，其特征在于，包括：

压力检测模块：用于获取加氢站中各组氢气缓冲瓶中的气体压力值，判断各组氢气缓冲瓶的气体压力值是否低于预设压力值，若是，则转至数量检测模块；

数量检测模块：用于获取气体压力值低于预设压力值的氢气缓冲瓶组的数量，若数量为两组或以上，则进入优先级判断模块，若数量为一组，则通过压缩机将第一氢气供给设备内的氢气压缩充装至该氢气缓冲瓶组中；

优先级判断模块：用于获取所述两组或以上的氢气缓冲瓶组的充装优先级，通过所述压缩机将氢气供给设备内的氢气压缩，充装至优先级较高的氢气缓冲瓶组中。

7.根据权利要求6所述的一种应用于加氢站的氢气供给系统，其特征在于，还包括：

优先级分组模块：用于将加氢站中的氢气缓冲瓶分为多组，并为每一组缓冲瓶设置相应的充装优先级。

8.根据权利要求6或7所述的一种应用于加氢站的氢气供给系统，其特征在于，还包括：

压力值获取单元：用于当所述第一氢气供给设备的氢气储量低于预设储量之后，获取各组氢气缓冲瓶内的气体压力值；

充装管理单元：用于通过第二氢气供给设备对气体压力值较小的氢气缓冲瓶组进行氢气充装，或通过压缩机将所述第二氢气供给设备内的气体压缩并充装至其它气体压力值较大的氢气缓冲瓶组中。

9.根据权利要求6所述的一种应用于加氢站的氢气供给系统，其特征在于，还包括：

控制模块：用于当对优先级较低的氢气缓冲瓶充装氢气时，若优先级较高的氢气缓冲瓶的气体压力值低于所述预设压力值，则停止对所述优先级较低的氢气缓冲瓶组进行氢气充装，并转至所述优先级较高的氢气缓冲瓶组以进行氢气充装。

10.根据权利要求6所述的一种应用于加氢站的氢气供给系统，其特征在于，还包括：

加氢管理模块：用于根据所述充装优先级的高低顺序，从低至高依次对加氢车辆进行加氢。