CN110939858B - 加氢站控制方法、装置以及加氢站 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种加氢站控制方法，属于加氢站领域。该方法包括：检测环境温度；以及根据所述环境温度控制所述加氢站的最大加氢速率，其中，所述环境温度越低，所述最大加氢速率越大。该加氢站控制方法、装置以及加氢站可以在保证加氢安全的情况下，最大化加氢能力。

Description

加氢站控制方法、装置以及加氢站
技术领域
本发明涉及加氢站，具体地涉及一种加氢站控制方法、装置以及加氢站。
背景技术
氢能以高能效、来源广、可再生、燃烧产物零污染等优点，被国际公认为未来的绿色能源。近年来，包括美、日、中、韩、欧盟在内的许多国家和地区都在大力开发氢能汽车，积极建造加氢站和相关氢能基础实施。以氢为动力己成为新能源领域的重要应用方向。氢气通过加氢站加氢机对燃料电池汽车进行加注，并以高压形式储存在车载氢气瓶中。
高压氢气在储氢瓶内膨胀，由于氢气的焦汤效应，瓶内温度上升。由于加注速度快，车载储氢瓶不能及时散热，因此造成储氢瓶内温度快速上升，有可能超过目前国际标准规定的85℃，带来极大安全隐患。对此，现有技术中有以下应对方式，例如，添加加注速率控制程序，通过测量车载储氢容器中温度，如温度超限，随即停止加注，等温度降回可行范围才能继续加注，而实际车载储氢容器自然冷却降温很慢，因而不仅实际加注时间较长，效率较低，而且该方法也没有进行能耗优化；或者，直接设置较低的加注速率，保证车载储氢容器中温度不超限，但是加注时间依然很长，效率低下。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种加氢站控制方法、装置以及加氢站，该加氢站控制方法、装置以及加氢站可以在保证加氢安全的情况下，最大化加氢能力。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种加氢站控制方法，该方法包括：检测环境温度；以及根据所述环境温度控制所述加氢站的最大加氢速率，其中，所述环境温度越低，所述最大加氢速率越大。
优选地，所述根据所述环境温度控制所述加氢站的最大加氢速率包括：在所述环境温度大于等于30℃时，控制所述最大加氢速率为1.8kg/min。
优选地，所述根据所述环境温度控制所述加氢站的最大加氢速率包括：在所述环境温度小于30℃大于等于20℃时，控制所述最大加氢速率为2.4kg/min。
优选地，所述根据所述环境温度控制所述加氢站的最大加氢速率包括：在所述环境温度小于20℃大于等于10℃时，控制所述最大加氢速率为3.6kg/min。
优选地，所述根据所述环境温度控制所述加氢站的最大加氢速率包括：在所述环境温度小于10℃时，控制所述最大加氢速率为7.2kg/min。
优选地，该装置包括：检测单元以及控制单元，其中，所述检测单元用于检测环境温度；以及所述控制单元用于根据所述环境温度控制所述加氢站的最大加氢速率，其中，所述环境温度越低，所述最大加氢速率越大。
优选地，所述根据所述环境温度控制所述加氢站的最大加氢速率包括：在所述环境温度大于等于30℃时，控制所述最大加氢速率为1.8kg/min。
优选地，所述根据所述环境温度控制所述加氢站的最大加氢速率包括：在所述环境温度小于30℃大于等于20℃时，控制所述最大加氢速率为2.4kg/min。
优选地，所述根据所述环境温度控制所述加氢站的最大加氢速率包括：在所述环境温度小于20℃大于等于10℃时，控制所述最大加氢速率为3.6kg/min；在所述环境温度小于10℃时，控制所述最大加氢速率为7.2kg/min。
本发明实施例还提供一种加氢站，该加氢站包括上文所述的加氢站控制装置。
通过上述技术方案，采用本发明提供的加氢站控制方法、装置以及加氢站，该方法包括：检测环境温度；以及根据所述环境温度控制所述加氢站的最大加氢速率，其中，所述环境温度越低，所述最大加氢速率越大。根据环境温度设定最大加氢速率，该加氢站控制方法、装置以及加氢站可以在保证加氢安全的情况下，最大化加氢能力。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明一实施例提供的加氢站控制方法的流程图；
图2是本发明另一实施例提供的加氢站控制方法的流程图；
图3是本发明另一实施例提供的加氢站控制方法的流程图；
图4是本发明另一实施例提供的加氢站控制方法的流程图；以及
图5是本发明一实施例提供的加氢站控制装置的结构示意图。
附图标记说明
1 检测单元 2 控制单元
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
图1是本发明一实施例提供的加氢站控制方法的流程图。如图1所示，该方法包括：
步骤S11，检测环境温度；以及
步骤S12，根据所述环境温度控制所述加氢站的最大加氢速率，其中，所述环境温度越低，所述最大加氢速率越大。
本发明实施例中，结合环境温度的检测以及根据环境温度进行控制的优化控制程序，以对加氢站的最大加氢速率进行限制，其中环境温度可以是加氢站加注的储氢瓶，例如车载储气瓶周围的温度。在不超过该最大加氢速率的前提下，可以采用任何加氢速率进行加氢，加氢速率越大，加氢效率越高。但是一旦使用超过限定的最大加氢速率的加氢速率对储氢瓶进行加氢，将有可能使储氢瓶的温度超过国际标准，极易发生危险。
通过大量的试验以及测试发现，环境温度越低，储氢瓶的温度越不容易超过国际标准，因此本发明实施例中在环境温度更低时，可以允许有更快的加氢速率以便提高加氢效率。以下提供多个实施例以说明各常见的环境温度区间对加氢站的最大加氢速率的最佳控制方式。
图2是本发明另一实施例提供的加氢站控制方法的流程图。如图2所示，该方法包括：
步骤S21，检测环境温度；
步骤S22，判断所述环境温度是否大于等于30℃；
步骤S23，在所述环境温度大于等于30℃时，控制所述最大加氢速率为1.8kg/min；
步骤S24，在所述环境温度小于30℃时，控制所述最大加氢速率为2.4kg/min。
本实施例提供了以30℃为分界划分的不同的环境温度区间对加氢站的最大加氢速率的控制。即，通过环境温度的检测以及判断，在环境温度大于等于30℃时，控制最大加氢速率为1.8kg/min；在环境温度小于30℃时，控制最大加氢速率为2.4kg/min。
可以理解的是，控制最大加氢速率为1.8kg/min是最安全的方式，但也是加氢效率最低的方式。本发明实施例将环境温度小于30℃的情况下的最大加氢速率提高至2.4kg/min，相比于一直以1.8kg/min为最大加氢速率，可以显著加快环境温度30℃以下时的加氢效率，同时也能保证加氢安全。
图3是本发明另一实施例提供的加氢站控制方法的流程图。如图3所示，该方法包括：
步骤S31，检测环境温度；
步骤S32，判断所述环境温度是否大于等于30℃；
步骤S33，在所述环境温度大于等于30℃时，控制所述最大加氢速率为1.8kg/min；
步骤S34，在所述环境温度小于30℃时，判断所述环境温度是否大于等于20℃；
步骤S35，在所述环境温度小于30℃大于等于20℃时，控制所述最大加氢速率为2.4kg/min；
步骤S36，在所述环境温度小于20℃时，控制所述最大加氢速率为3.6kg/min。
本实施例提供了更加详细的控制，即以30℃和20℃为分界划分的不同的环境温度区间对加氢站的最大加氢速率的控制。即，通过环境温度的检测以及判断，在环境温度大于等于30℃时，控制最大加氢速率为1.8kg/min；在环境温度小于30℃大于等于20℃时，控制最大加氢速率为2.4kg/min；在环境温度小于20℃时，控制最大加氢速率为3.6kg/min。
本发明实施例将环境温度小于20℃的情况下的最大加氢速率提高至3.6kg/min，相比于一直以1.8kg/min为最大加氢速率或在环境温度小于30℃时均以2.4kg/min为最大加氢速率，可以进一步加快环境温度20℃以下时的加氢效率，同时也能保证加氢安全。
图4是本发明另一实施例提供的加氢站控制方法的流程图。如图4所示，该方法包括：
步骤S41，检测环境温度；
步骤S42，判断所述环境温度是否大于等于30℃；
步骤S43，在所述环境温度大于等于30℃时，控制所述最大加氢速率为1.8kg/min；
步骤S44，在所述环境温度小于30℃时，判断所述环境温度是否大于等于20℃；
步骤S45，在所述环境温度小于30℃大于等于20℃时，控制所述最大加氢速率为2.4kg/min；
步骤S46，在所述环境温度小于20℃时，判断所述环境温度是否大于等于10℃；
步骤S47，在所述环境温度小于20℃大于等于10℃时，控制所述最大加氢速率为3.6kg/min；
步骤S48，在所述环境温度小于10℃时，控制所述最大加氢速率为7.2kg/min。
本实施例提供了更加详细的控制，即以30℃、20℃和10℃为分界划分的不同的环境温度区间对加氢站的最大加氢速率的控制。即，通过环境温度的检测以及判断，在环境温度大于等于30℃时，控制最大加氢速率为1.8kg/min；在环境温度小于30℃大于等于20℃时，控制最大加氢速率为2.4kg/min；在环境温度小于20℃大于等于10℃时，控制最大加氢速率为3.6kg/min；在环境温度小于10℃时，控制最大加氢速率为7.2kg/min。
本发明实施例将环境温度小于10℃的情况下的最大加氢速率提高至7.2kg/min，相比于一直以1.8kg/min为最大加氢速率或在环境温度小于30℃时均以2.4kg/min为最大加氢速率或在环境温度小于20℃时均以3.6kg/min为最大加氢速率，可以进一步加快环境温度10℃以下时的加氢效率，同时也能保证加氢安全。
另外，受氢气加注管路特性影响，一般最大加氢速率不大于7.2kg/min，因此环境温度小于10℃的情况下均将最大加氢速率设为7.2kg/min，即使温度再低，也不再提高最大加氢速率。
以下提供使用本发明的控制方法的具体实施例：
1、对于储氢300kg、压缩机排量1000Nm3/h@20MPa、采用长管拖车外供氢气的35MPa压力等级加氢站，向储氢容量27kg的燃料电池大巴车进行加氢，采用本发明控制方法后，当室温31℃时，控制最大加氢速率为1.8kg/min，加氢站最大加氢能力为500kg，当室温21℃时，控制最大加氢速率为2.4kg/min，加氢站最大加氢能力550kg，当室温11℃时，控制最大加氢速率为3.6kg/min，加氢站最大加氢能力600kg，当室温小于10℃时，控制最大加氢速率为7.2kg/min，加氢站最大加氢能力640kg。
在对比例中，对于储氢300kg、压缩机排量1000Nm3/h@20MPa、采用长管拖车外供氢气的35MPa压力等级加氢站，向储氢容量27kg的燃料电池大巴车进行加氢，无论室温多少，控制最大加氢速率为1.8kg/min，其最大加氢能力为500kg，与上述实施例相比，在室温较低时，最大加氢能力显然不如上述实施例。
2、对于储氢100kg、压缩机排量450Nm3/h@20MPa、采用长管拖车外供氢气的70MPa压力等级加氢站，向储氢容量5kg的燃料电池小轿车进行加氢，采用本发明控制方法后，当室温31℃时，控制最大加氢速率为1.8kg/min，加氢站最大加氢能力为200kg，当室温21℃时，控制最大加氢速率为2.4kg/min，加氢站最大加氢能力220kg，当室温11℃时，控制最大加氢速率为3.6kg/min，加氢站最大加氢能力240kg，当室温小于10℃时，控制最大加氢速率为7.2kg/min，加氢站最大加氢能力250kg。
在对比例中，对于储氢100kg、压缩机排量450Nm3/h@20MPa、采用长管拖车外供氢气的70MPa压力等级加氢站，向储氢容量5kg的燃料电池小轿车进行加氢，无论室温多少，控制最大加氢速率为1.8kg/min，其最大加氢能力为200kg，与上述实施例相比，在室温较低时，最大加氢能力显然不如上述实施例。
图5是本发明一实施例提供的加氢站控制装置的结构示意图。如图5所示，该装置包括：检测单元以及控制单元，其中，所述检测单元用于检测环境温度；以及所述控制单元用于根据所述环境温度控制所述加氢站的最大加氢速率，其中，所述环境温度越低，所述最大加氢速率越大。
优选地，所述根据所述环境温度控制所述加氢站的最大加氢速率包括：在所述环境温度大于等于30℃时，控制所述最大加氢速率为1.8kg/min。
优选地，所述根据所述环境温度控制所述加氢站的最大加氢速率包括：在所述环境温度小于30℃大于等于20℃时，控制所述最大加氢速率为2.4kg/min。
优选地，所述根据所述环境温度控制所述加氢站的最大加氢速率包括：在所述环境温度小于20℃大于等于10℃时，控制所述最大加氢速率为3.6kg/min；在所述环境温度小于10℃时，控制所述最大加氢速率为7.2kg/min。
以上装置的实施例与前述方法的实施例类似，可参照前述的方法的实施例，在此不再赘述。
本发明实施例还提供一种加氢站，该加氢站包括上文所述的加氢站控制装置。
通过上述技术方案，采用本发明提供的加氢站控制方法、装置以及加氢站，该方法包括：检测环境温度；以及根据所述环境温度控制所述加氢站的最大加氢速率，其中，所述环境温度越低，所述最大加氢速率越大。根据环境温度设定最大加氢速率，该加氢站控制方法、装置以及加氢站可以在保证加氢安全的情况下，最大化加氢能力。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (3)

1.一种加氢站控制方法，其特征在于，该方法包括：
检测环境温度；以及
根据所述环境温度控制所述加氢站的最大加氢速率，其中，所述环境温度越低，所述最大加氢速率越大，
其中，在所述环境温度小于10℃时，控制所述最大加氢速率为7.2kg/min，在所述环境温度小于20℃大于等于10℃时，控制所述最大加氢速率为3.6kg/min，在所述环境温度小于30℃大于等于20℃时，控制所述最大加氢速率为2.4kg/min，在所述环境温度大于等于30℃时，控制所述最大加氢速率为1.8kg/min。
2.一种加氢站控制装置，其特征在于，该装置包括：
检测单元以及控制单元，其中，
所述检测单元用于检测环境温度；以及
所述控制单元用于根据所述环境温度控制所述加氢站的最大加氢速率，其中，所述环境温度越低，所述最大加氢速率越大，
其中，在所述环境温度小于10℃时，控制所述最大加氢速率为7.2kg/min，在所述环境温度小于20℃大于等于10℃时，控制所述最大加氢速率为3.6kg/min，在所述环境温度小于30℃大于等于20℃时，控制所述最大加氢速率为2.4kg/min，在所述环境温度大于等于30℃时，控制所述最大加氢速率为1.8kg/min。
3.一种加氢站，其特征在于，该加氢站包括权利要求2所述的加氢站控制装置。
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