CN113063087A - 一种加氢站高效加氢的三级氢气加注方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种加氢站高效加氢的三级氢气加注方法及系统，方法包括获取车载储气瓶的目标参数；依据目标参数选取预设的序列取气参数，序列取气参数包括对每一车载储气瓶加氢过程中与低级氢气罐、中级氢气罐和高级氢气罐注气对应的第一注气预设流量、第二注气预设流量和第三注气预设流量；依据序列取气参数计算对每一车载储气瓶加氢过程中的泵控参数，泵控参数包括打开加压泵开启的流量阈值以及加压泵工作功率随时间的变化关系；依据序列取气参数以及泵控参数控制储氢容器对车载储气瓶注气。在注气压力跃变之前，通过泵控参数控制加压泵对氢气进行加压，从而降低了因注气压力跃变对注气时间以及注气量的影响。

Description

一种加氢站高效加氢的三级氢气加注方法及系统
技术领域
本申请涉及燃料电池加氢技术领域，尤其是涉及一种加氢站高效加氢的三级氢气加注方法及系统。
背景技术
在燃料电池汽车推向市场的过程中，目前至少有3个主要的技术壁垒需要克服：一、小型、轻量、廉价和高效的燃料电池发动机的集成；二、高储存量车载储氢罐的设计：三、氢 气加注设施的开发和加氢站的建设。发展至今，后者更为关键。目前，氢加注系统建设主要 有二大发展趋势：一、加注气态氢的高参数化，即将车载容器贮氢压力增加到最高经济压力 70Mi^，以提高氢能汽车的续驶里程；二、液氢加注方案，液氢燃料供应系统具有体积密度 高、压力低等优点。但液化储氢存在二大难点：一是液化能耗大；二是液氢的蒸发损失比较严重，存在安全隐患。因此，目前国内外的加氢站研究更为关注的是高压气态加氢，由此引出高取气率序列取气和快速加注控制策略研究。
直接与加氢站控制有关的技术进展，主要是对加注系统组成及控制硬件进行的研究，通过调节多级加氢过程中不同的取气序列不断的提高氢气加注的速率。
但是，跃变的压力也会对车载储氢罐中存储的氢气造成冲击，从而在一定程度上延长了单级加氢的时间消耗。由此，多级加氢的过程控制仍需要相关领域的技术人员不断研发。
发明内容
为了提高多级加氢的加氢效率，本申请目的是提供一种加氢站高效加氢的三级氢气加注方法及系统。
第一方面，本申请提供一种加氢站高效加氢的三级氢气加注方法，其特征在于，所述加氢站包括储氢容器、加压泵、充气阀、氢气分配器、流量计以及单向阀，所述储氢容器、加压泵、充气阀、氢气分配器以及单向阀依次连接，所述单向阀连接有一与车载储气瓶连接的加氢管，所述氢气分配器连接有流量计，所述流量计的测量点位于氢气分配器和单向阀之间，所述储氢容器包括低级氢气罐、中级氢气罐和高级氢气罐，所述氢气分配器连接有压力传感器，所述三级氢气加注方法包括：
获取所述车载储气瓶的目标参数；
依据所述目标参数选取预设的序列取气参数，所述序列取气参数包括对每一所述车载储气瓶加氢过程中与低级氢气罐、中级氢气罐和高级氢气罐注气对应的第一注气预设流量、第二注气预设流量和第三注气预设流量；
依据所述序列取气参数计算对每一所述车载储气瓶加氢过程中的泵控参数，所述泵控参数包括打开所述加压泵开启的流量阈值以及所述加压泵工作功率随时间的变化关系；
依据所述序列取气参数以及泵控参数控制所述储氢容器对所述车载储气瓶注气。
通过采用上述技术方案，在注气过程中，依据序列取气参数逐一对每一车载储气瓶加气，在注气压力跃变之前，通过泵控参数控制加压泵对氢气进行加压，从而在注气压力跃变之前预先调节注气压力，降低注气压力跃变造成的车载储气瓶内氢气流动速度变化，从而降低了因注气压力跃变对注气时间以及注气量的影响。同时注气压力的跃变也会对注气管路中的老化密封件形成冲击，通过加压泵的预先加压可减缓注气压力跃变对注气管路中密封器件的冲击力，延长注气设备的使用寿命。
作为本申请的改进，所述流量阈值的计算方式如下：
Qc=Q1-K1*（Q1-Q2）；所述Q1为当前车载储气瓶注气的预设流量，所述Q2为当前车载储气瓶开始注气的预设流量，所述K1为常数，Qc为所述流量阈值。
通过采用上述技术方案，流量阈值依据车载储气瓶注气的预设流量以及开始注气的预设流量计算流量阈值，使得流量阈值能够对应不同车载储气瓶具有不同的值，辅助加氢站能够自动对不同车载储气瓶注气。
作为本申请的改进，所述加压泵工作功率的计算方式为：
设定b=Qc+(Q1-Qc)/3，Qx为当前注气流量；
当Qy<Qx<b时，Dy=K2*（Qx-Qc）2；
当b<Qx<Q1时，Dy=-K3（Qx-a）2+b；
所述a满足（Q1-a）2=b，所述K2、K3均为常数，Dy为加压泵驱动参数。
通过采用上述技术方案，加压泵驱动参数的计算方式使得加压泵的工作功率能够依据注气流量的变化而变化，从而减缓了注气压力跃变对注气时间消耗的影响。
作为本申请的改进，所述车载储气瓶的目标参数包括所述车载储气瓶的数量以及每一车载储气瓶的储氢容器压力。
第二方面，本申请还提供一种加氢站高效加氢的三级氢气加注系统，其特征在于，所述加氢站包括储氢容器、加压泵、充气阀、氢气分配器、流量计以及单向阀，所述储氢容器、加压泵、充气阀、氢气分配器以及单向阀依次连接，所述单向阀连接有一与车载储气瓶连接的加氢管，所述氢气分配器连接有流量计，所述流量计的测量点位于氢气分配器和单向阀之间，所述储氢容器包括低级氢气罐、中级氢气罐和高级氢气罐，所述氢气分配器连接有压力传感器，所述三级氢气加注系统包括：
数据获取模块，用于获取所述车载储气瓶的目标参数；
数据选取模块，用于依据所述目标参数选取预设的序列取气参数，所述序列取气参数包括对每一所述车载储气瓶加氢过程中与低级氢气罐、中级氢气罐和高级氢气罐注气对应的第一注气预设流量、第二注气预设流量和第三注气预设流量；
数据计算模块，用于依据所述序列取气参数计算对每一所述车载储气瓶加氢过程中的泵控参数，所述泵控参数包括打开所述加压泵开启的流量阈值以及所述加压泵工作功率随时间的变化关系；
注气控制模块，依据所述序列取气参数以及泵控参数控制所述储氢容器对所述车载储气瓶注气。
作为本申请的改进，所述数据计算模块计算所述流量阈值的方式如下：
Qc=Q1-K1*（Q1-Q2）；所述Q1为当前车载储气瓶注气的预设流量，所述Q2为当前车载储气瓶开始注气的预设流量，所述K1为常数，Qc为所述流量阈值。
作为本申请的改进，所述数据计算模块计算所述加压泵工作功率的方式为：
设定b=Qc+(Q1-Qc)/3，Qx为当前注气流量；
当Qy<Qx<b时，Dy=K2*（Qx-Qc）2；
当b<Qx<Q1时，Dy=-K3（Qx-a）2+b；
所述a满足（Q1-a）2=b，所述K2、K3均为常数，Dy为加压泵驱动参数。
作为本申请的改进，数据获取模块获取的目标参数包括所述车载储气瓶的数量以及每一车载储气瓶的储氢容器压力。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.加压泵的设置可以在注气压力跃变前实现对注气压力的预加压，从而降低注气压力跃变对注气时间及注气量的影响，提升了注气质量；
2.加压泵的设置可降低注气压力跃变对注气管路中密封器件的冲击力，延长了加氢站注气系统的使用寿命。
附图说明
图1是本申请中加氢站的加氢系统拓扑图。
图2是本申请中三级氢气加注方法流程示意图。
图3是本申请中三级氢气加注系统的系统图。
图中，1、低级氢气罐；11、第一控制阀；2、中级氢气罐；21、第二控制阀；3、高级氢气罐；31、第三控制阀；4、加压泵；5、氢气分配器；6、流量计；7、单向阀；8、压力传感器；9、加氢控制器；10、充气阀。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合说明书附图对本申请实施例作进一步详细描述。
本申请实施例提供一种加氢站高效加氢的三级氢气加注方法，如图1所示，所述加氢站包括储氢容器、加压泵4、充气阀10、氢气分配器5、流量计6以及单向阀7。其中，储氢容器包括低级氢气罐1、中级氢气罐2和高级氢气罐3，低级氢气罐1、中级氢气罐2和高级氢气罐3分别通过第一控制阀11、第二控制阀21和第三控制阀31连接加压泵4，加压泵4另一端连接充气阀10，充气阀10另一端连接氢气分配器5，氢气分配器5的出气口连接单向阀7，单向阀7另一端连接有一与车载储气瓶连接的加氢管。流量计6的测量点位于氢气分配器5和单向阀7之间，氢气分配器5连接有压力传感器8。在加氢站加氢过程中，依次打开第一控制阀11、第二控制阀21和第三控制阀31，从而依次通过低级氢气罐1、中级氢气罐2和高级氢气罐3以三级注氢的方式依次为每一车载储气瓶注气。流量计6以及压力传感器8分别用于检测注气流量以及注气压力，从而实现对注气管路中的注气流量的检测和注气压力的检测。需要说明的是，本申请实施例所述的注气流量为注气质量流量。
如图1和图2所示，所述的三级氢气加注方法包括：
步骤S101：获取车载储气瓶的目标参数。
所述的车载储气瓶的目标参数包括所述车载储气瓶的数量以及每一车载储气瓶的储氢容器压力。每一车辆中的车载储气瓶数量不等，在汽车充气时，依据汽车中车载储气瓶数量的不同，加氢站会依据相应的序列取气参数为车载储气瓶储气，以提高氢气加注的质量；储氢容器压力是计算流量系数时设定的一个压力参数，不具体代表哪个储氢容器，泛指储氢容器的压力，即一个储氢容器压力对应于一个流量系数。
流量系数为计算序列取气参数过程中的一个固定参数，其计算方式如下：
Cd ＝ Qf/Q，Cd为流量系数，Qf和Q分别代表实际摩擦流动状态下的质量流量和等熵流动临界状态下的质量流量。
本申请实施例所述的车载储气瓶的数量以及储氢容器压力均为获取目标参数过程中所必须获取的数据，但并非对目标参数的限制。如车辆数量、注氢总量等属于氢气燃料汽车本身能够输出的数据均能够包含在所述目标参数内，以便于对加氢车辆的数据分析。
步骤S102：依据所述目标参数选取预设的序列取气参数。
所述的序列取气参数为预先设定在加氢站中的注气序列。加氢站在对具有不同车载储气瓶数量的车辆加氢时，一般会配置有多种不同的序列取氢参数控制加氢的过程，如依据注气质量流量的变化依次控制第一控制阀11、第二控制阀21和第三控制阀31打开，以通过低级氢气罐1、中级氢气罐2和高级氢气罐3以三级注氢的方式为车载储气瓶加氢；又例如依据注气压力的变化依次控制第一控制阀11、第二控制阀21和第三控制阀31打开，以通过低级氢气罐1、中级氢气罐2和高级氢气罐3以三级注氢的方式为车载储气瓶加氢。依据序列取气参数进行三级加氢的方式为一常规技术手段，本申请实施例所述的序列取气参数即与现有的序列取气参数相同，在此不做赘述。本申请中所述序列取气参数包括对每一所述车载储气瓶加氢过程中与低级氢气罐1、中级氢气罐2和高级氢气罐3注气对应的第一注气预设流量、第二注气预设流量和第三注气预设流量。
步骤S103：依据所述序列取气参数计算对每一所述车载储气瓶加氢过程中的泵控参数。所述泵控参数包括打开所述加压泵4开启的流量阈值以及所述加压泵4工作功率随时间的变化关系，所述泵控参数的具体计算方式如下：
设定：
Q1为当前车载储气瓶注气的预设流量；
Q2为当前车载储气瓶开始注气的预设流量；
K1为常数；
Qc为流量阈值；
b=Qc+(Q1-Qy)/3；
Qx为当前注气流量。
则所述流量阈值Qc=Q1-K1*（Q1-Q2）；
加压泵4驱动参数Dy的计算方式为：
当Qy<Qx<b时，Dy=K2*（Qx-Qc）2；
当b<Qx<Q1时，Dy=-K3（Qx-a）2+b；
其中，所述a满足（Q1-a）2=b，所述K1、K2、K3均为常数。
步骤S104：依据所述序列取气参数以及泵控参数控制所述储氢容器对所述车载储气瓶注气。
在注气过程中，依据序列取气参数逐一对每一车载储气瓶加气，在注气压力跃变之前，通过泵控参数控制加压泵4对氢气进行加压。如在对单一车载储气瓶加氢过程中，序列取气参数为：分别在注气质量流量为0.8kg以及注气质量流量为1.1kg以及注气质量流量为1.4kg时切断第一控制阀11、第二控制阀21和第三控制阀31，并打开对应的第二控制阀21和第三控制阀31，以实现分别通过低级氢气罐1、中级氢气罐2和高级氢气罐3对车载储气瓶加氢。
则通过低级氢气罐1加氢过程中的流量阈值为0.8-K1（0.8-0），通过中级氢气罐2加氢过程中的流量阈值为1.1-K1（1.1-0.8），在低级氢气罐1加氢过程中，当注气质量流量达到0.8-K1（0.8-0）时，则依据Dy的值驱动加压泵4工作在于Dy大小成正比的工作功率；在中级氢气罐2加氢过程中，当注气质量流量达到1.1-K1（1.1-0.8）时，则依据Dy的值驱动加压泵4工作在于Dy大小成正比的工作功率。需要说明的是，本实施例所述的低级氢气罐1加氢过程流量阈值计算时的K1值与中级氢气罐2加氢过程流量阈值计算时的K2可以相同也可以不相同，K1的值应为加氢站依据自身加氢设备参数进行设定。同理，K2和K3在低级氢气罐1加氢过程和中级氢气罐2加氢过程中的取值也可以相同或不相同。
通过加压泵4的设置以及驱动，在注气压力跃变之前预先调节注气压力，降低注气压力跃变造成的车载储气瓶内氢气流动速度变化，从而降低了因注气压力跃变对注气时间以及注气量的影响，加压泵4提前加压的方式也可以进一步的提高氢气加注的速率。同时注气压力的跃变也会对注气管路中的老化密封件形成冲击，通过加压泵4的预先加压可减缓注气压力跃变对注气管路中密封器件的冲击力，延长注气设备的使用寿命。
在另一个实施例中，参照图1和图3，本实施例还公开一种加氢站高效加氢的三级氢气加注系统，所述加注系统用于控制所述加压泵4、第一控制阀11、第二控制阀21和第三控制阀31工作，包括：
数据获取模块，用于获取所述车载储气瓶的目标参数；
数据选取模块，用于依据所述目标参数选取预设的序列取气参数，所述序列取气参数包括对每一所述车载储气瓶加氢过程中与低级氢气罐1、中级氢气罐2和高级氢气罐3注气对应的第一注气预设流量、第二注气预设流量和第三注气预设流量；
数据计算模块，用于依据所述序列取气参数计算对每一所述车载储气瓶加氢过程中的泵控参数，所述泵控参数包括打开所述加压泵4开启的流量阈值以及所述加压泵4工作功率随时间的变化关系；
注气控制模块，依据所述序列取气参数以及泵控参数控制所述储氢容器对所述车载储气瓶注气。
本实施例所述的数据获取模块、数据选取模块、数据计算模块和注气控制模块均设置在一加氢控制器9中。同时，本领域技术人员应该清楚，所述的三级氢气加注系统中的数据获取模块、数据选取模块、数据计算模块和注气控制模块的功能与所述的三级氢气加注方法中相应步骤相同，在此不再一一赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种加氢站高效加氢的三级氢气加注方法，其特征在于，所述加氢站包括储氢容器、加压泵(4)、充气阀(10)、氢气分配器(5)、流量计(6)以及单向阀(7)，所述储氢容器、加压泵(4)、充气阀(10)、氢气分配器(5)以及单向阀(7)依次连接，所述单向阀(7)连接有一与车载储气瓶连接的加氢管，所述氢气分配器(5)连接有流量计(6)，所述流量计(6)的测量点位于氢气分配器(5)和单向阀(7)之间，所述储氢容器包括低级氢气罐(1)、中级氢气罐(2)和高级氢气罐(3)，所述氢气分配器(5)连接有压力传感器(8)，所述三级氢气加注方法包括：
获取所述车载储气瓶的目标参数；
依据所述目标参数选取预设的序列取气参数，所述序列取气参数包括对每一所述车载储气瓶加氢过程中与低级氢气罐(1)、中级氢气罐(2)和高级氢气罐(3)注气对应的第一注气预设流量、第二注气预设流量和第三注气预设流量；
依据所述序列取气参数计算对每一所述车载储气瓶加氢过程中的泵控参数，所述泵控参数包括打开所述加压泵(4)开启的流量阈值以及所述加压泵(4)工作功率随时间的变化关系；
依据所述序列取气参数以及泵控参数控制所述储氢容器对所述车载储气瓶注气。
2.根据权利要求1所述的一种加氢站高效加氢的三级氢气加注方法，其特征在于，所述流量阈值的计算方式如下：
Qc=Q1-K1*（Q1-Q2）；所述Q1为当前车载储气瓶注气的预设流量，所述Q2为当前车载储气瓶开始注气的预设流量，所述K1为常数，Qc为所述流量阈值。
3.根据权利要求2所述的一种加氢站高效加氢的三级氢气加注方法，其特征在于，所述加压泵(4)工作功率的计算方式为：
设定b=Qc+(Q1-Qc)/3，Qx为当前注气流量；
当Qy<Qx<b时，Dy=K2*（Qx-Qc）2；
当b<Qx<Q1时，Dy=-K3（Qx-a）2+b；
所述a满足（Q1-a）2=b，所述K2、K3均为常数，Dy为加压泵(4)驱动参数。
4.根据权利要求1所述的一种加氢站高效加氢的三级氢气加注方法，其特征在于，所述车载储气瓶的目标参数包括所述车载储气瓶的数量以及每一车载储气瓶的储氢容器压力。
5.一种加氢站高效加氢的三级氢气加注系统，其特征在于，所述加氢站包括储氢容器、加压泵(4)、充气阀(10)、氢气分配器(5)、流量计(6)以及单向阀(7)，所述储氢容器、加压泵(4)、充气阀(10)、氢气分配器(5)以及单向阀(7)依次连接，所述单向阀(7)连接有一与车载储气瓶连接的加氢管，所述氢气分配器(5)连接有流量计(6)，所述流量计(6)的测量点位于氢气分配器(5)和单向阀(7)之间，所述储氢容器包括低级氢气罐(1)、中级氢气罐(2)和高级氢气罐(3)，所述氢气分配器(5)连接有压力传感器(8)，所述三级氢气加注系统包括：
数据获取模块，用于获取所述车载储气瓶的目标参数；
数据选取模块，用于依据所述目标参数选取预设的序列取气参数，所述序列取气参数包括对每一所述车载储气瓶加氢过程中与低级氢气罐(1)、中级氢气罐(2)和高级氢气罐(3)注气对应的第一注气预设流量、第二注气预设流量和第三注气预设流量；
数据计算模块，用于依据所述序列取气参数计算对每一所述车载储气瓶加氢过程中的泵控参数，所述泵控参数包括打开所述加压泵(4)开启的流量阈值以及所述加压泵(4)工作功率随时间的变化关系；
注气控制模块，依据所述序列取气参数以及泵控参数控制所述储氢容器对所述车载储气瓶注气。
6.根据权利要求5所述的一种加氢站高效加氢的三级氢气加注系统，其特征在于，所述数据计算模块计算所述流量阈值的方式如下：
Qc=Q1-K1*（Q1-Q2）；所述Q1为当前车载储气瓶注气的预设流量，所述Q2为当前车载储气瓶开始注气的预设流量，所述K1为常数，Qc为所述流量阈值。
7.根据权利要求6所述的一种加氢站高效加氢的三级氢气加注系统，其特征在于，所述数据计算模块计算所述加压泵(4)工作功率的方式为：
设定b=Qc+(Q1-Qc)/3，Qx为当前注气流量；
当Qy<Qx<b时，Dy=K2*（Qx-Qc）2；
当b<Qx<Q1时，Dy=-K3（Qx-a）2+b；
所述a满足（Q1-a）2=b，所述K2、K3均为常数，Dy为加压泵(4)驱动参数。
8.根据权利要求6所述的一种加氢站高效加氢的三级氢气加注系统，其特征在于，数据获取模块获取的目标参数包括所述车载储气瓶的数量以及每一车载储气瓶的储氢容器压力。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115164088A (zh) * 2022-07-13 2022-10-11 沈阳工业大学 储氢系统及其快速加氢过程的压力和温度优化控制方法
CN115654363A (zh) * 2022-12-30 2023-01-31 长春吉电氢能有限公司 一种制氢站智慧运行监控方法和系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201218417Y (zh) * 2008-06-27 2009-04-08 浙江大学 一种加氢站高效加氢的三级加注优化控制系统
CN101761772A (zh) * 2010-01-08 2010-06-30 柳州市恒日化工气体有限公司 压缩液化气体充装系统
CN104747903A (zh) * 2015-04-09 2015-07-01 普力恒升（北京）深冷设备有限公司 一种lng加气站的加气方法以及加气装置
CN106090599A (zh) * 2016-06-28 2016-11-09 沈军 氢能供应链
EP3214355A1 (en) * 2016-03-02 2017-09-06 Nel Hydrogen A/S Cooling of a supply pipe in a hydrogen refueling system
CN110848566A (zh) * 2019-12-13 2020-02-28 上海机动车检测认证技术研究中心有限公司 一种加氢装置及加氢方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201218417Y (zh) * 2008-06-27 2009-04-08 浙江大学 一种加氢站高效加氢的三级加注优化控制系统
CN101761772A (zh) * 2010-01-08 2010-06-30 柳州市恒日化工气体有限公司 压缩液化气体充装系统
CN104747903A (zh) * 2015-04-09 2015-07-01 普力恒升（北京）深冷设备有限公司 一种lng加气站的加气方法以及加气装置
EP3214355A1 (en) * 2016-03-02 2017-09-06 Nel Hydrogen A/S Cooling of a supply pipe in a hydrogen refueling system
CN106090599A (zh) * 2016-06-28 2016-11-09 沈军 氢能供应链
CN110848566A (zh) * 2019-12-13 2020-02-28 上海机动车检测认证技术研究中心有限公司 一种加氢装置及加氢方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115164088A (zh) * 2022-07-13 2022-10-11 沈阳工业大学 储氢系统及其快速加氢过程的压力和温度优化控制方法
CN115164088B (zh) * 2022-07-13 2024-03-01 沈阳工业大学 储氢系统及其快速加氢过程的压力和温度优化控制方法
CN115654363A (zh) * 2022-12-30 2023-01-31 长春吉电氢能有限公司 一种制氢站智慧运行监控方法和系统
CN115654363B (zh) * 2022-12-30 2023-03-07 长春吉电氢能有限公司 一种制氢站智慧运行监控方法和系统

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