CN116357884B - 一种液氢安全气化器的控制系统和方法 - Google Patents

一种液氢安全气化器的控制系统和方法 Download PDF

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Abstract

本说明书实施例提供一种液氢安全气化器的控制系统和方法，该系统包括输送装置、热交换装置、红外热成像装置和控制装置，控制装置用于：响应于接收到氢气加注请求，获取液氢安全气化器的设备类型以及加注目标的目标特征；基于设备类型以及目标特征，确定目标液氢气化参数；基于目标液氢气化参数对液氢执行气化操作，获得气化氢气，并获取气化氢气特征；基于气化氢气特征，确定目标加注参数；基于目标加注参数，将气化氢气加注至加注目标。

Description

一种液氢安全气化器的控制系统和方法
技术领域
本说明书涉及氢能源技术领域，特别涉及一种液氢安全气化器的控制系统和方法。
背景技术
目前，通常是在液氢工厂将气氢降至-253℃进行液化，然后将液氢运输至液氢加氢站，并储存于站内的液氢储罐中。在需要进行氢气加注时，利用液氢气化器将液氢气化为氢气，然后将气化氢气加注到有加氢需求的燃料电池车内。然而，由于液氢的沸点极低，在液氢气化过程中容易在液氢气化器中结霜从而影响设备使用寿命。在液氢气化为同温度下的气体时，其体积将增大数倍，导致液氢气化器压力增加，由于液氢气化器与其他设备通过的阀门连接，存在氢气泄漏引起爆炸的可能性。同时，氢气加注前后的冷热交替会进一步恶化相关设备的使用环境使得设备容易损坏。
针对如何解决液氢气化过程中存在的安全问题，CN202111457425.1提出一种利用燃料电池小循环冷却系统热量的液氢气化供应系统，利用温控系统检测通入燃料电池前的气氢的温度，并与设定的温度范围进行比较，在检测到的气氢的温度不在设定温度范围内时阻断气氢进入燃料电池。该系统能够在实际液氢气化过程中确保系统的安全性，但却无法事先确定出能够满足安全要求的工作参数。
因此，希望可以提供一种液氢安全气化器的控制系统和方法，以提高液氢气化过程和气化氢气加注过程的安全性和液氢气化的效率。
发明内容
本说明书一个或多个实施例提供一种液氢安全气化器的控制系统。该控制系统包括：输送装置，包括第一输送管道和第二输送管道；第一输送管道用于将液氢存储器中的液态氢气输送到液氢安全气化器内进行气化；第二输送管道用于将生成的气态氢气输送到相应设备进行氢气预冷，该相应设备包括换热器和冷水机组；热交换装置，用于在热源和液氢安全气化器之间进行热交换，为液氢气化提供热能，热交换装置内部装有导热液体，热源至少包括空调系统；红外热成像装置，用于监测液氢气化时液氢安全气化器内的温度分布情况；控制装置，用于：响应于接收到氢气加注请求，获取液氢安全气化器的设备类型以及加注目标的目标特征；基于设备类型以及目标特征，确定目标液氢气化参数；基于目标液氢气化参数对液氢执行气化操作，获得气化氢气，并获取气化氢气特征；基于气化氢气特征，确定目标加注参数；基于目标加注参数，将气化氢气加注至加注目标。
本说明书实施例之一提供一种液氢安全气化器的控制方法，方法由液氢安全气化器的控制系统的控制装置实现，方法包括：响应于接收到氢气加注请求，获取液氢安全气化器的设备类型以及加注目标的目标特征；基于设备类型以及目标特征，确定目标液氢气化参数；基于目标液氢气化参数对液氢执行气化操作，获得气化氢气，并获取气化氢气特征；基于气化氢气特征，确定目标加注参数；基于目标加注参数，将气化氢气加注至加注目标。
本说明书一个或多个实施例提供一种液氢安全气化器的控制装置，其中，控制装置包括处理器，处理器用于执行如上所述的液氢安全气化器的控制方法。
本说明书一个或多个实施例提供一种计算机可读存储介质，存储介质存储计算机指令，当计算机读取存储介质中的计算机指令后，计算机执行如上所述的液氢安全气化器的控制方法。
附图说明
本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：
图1是根据本说明书一些实施例所示的液氢安全气化器的控制系统的示例性示意图；
图2是根据本说明书一些实施例所示的液氢安全气化器的控制方法的示例性流程图；
图3是根据本说明书一些实施例所示的确定目标液氢气化参数的示例性流程图；
图4是根据本说明书一些实施例所示的确定预测温度分布情况的示例性示意图；
图5是根据本说明书一些实施例所示的基于预设算法调整候选液氢气化参数的示例性示意图；
图6是根据本说明书一些实施例所示的确定目标加注参数的示例性示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
本说明书中使用了流程图用来说明根据本说明书的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
图1是根据本说明书一些实施例所示的液氢安全气化器的控制系统的示例性示意图。如图1所示，液氢安全气化器的控制系统100包括液氢安全气化器110、输送装置120、液氢存储器130、相应设备140、热交换装置150、热源160、红外热成像装置170、控制装置180。
在一些实施例中，液氢安全气化器的控制系统100可以用于液氢加氢站，给燃料电池汽车提供氢气。在一些实施例中，液氢安全气化器的控制系统还可以应用于电力、供暖、航空等应用氢气能源的领域。
液氢安全气化器110是将液态氢气转换为气态氢气的设备。在一些实施例中，液氢安全气化器110的设备类型可以根据采用的热源不同进行划分。例如，液氢安全气化器110的设备类型可以包括开架式气化器(ORV)、浸没燃烧式气化器(SCV)、中间介质气化器(IFV)和空温式气化器(AVV)等。
输送装置120是用于输送液态或气态物质的管道或设备。在一些实施例中，输送装置120可以包括第一输送管道120-1和第二输送管道120-2。
第一输送管道120-1可以是用于输送液态氢气的管道。在一些实施例中，第一输送管道120-1可以用于将液氢存储器130中的液态氢气输送到液氢安全气化器110内进行气化。
第二输送管道120-2可以是用于输送气态氢气的管道。在一些实施例中，第二输送管道120-2可以用于将液氢安全气化器110生成的气态氢气输送到相应设备140进行氢气预冷。
液氢存储器130是指用于存储液氢的容器。例如，液氢存储器可以是高压储氢罐。
相应设备140是用于对从液氢安全气化器110内输送出的气态氢气进行预冷的设备。在一些实施例中，相应设备140可以包括换热器和冷水机组。
热交换装置150是用于进行热量传递的装置。在一些实施例中，热交换装置150可以用于在热源和液氢安全气化器110之间进行热交换，为液氢气化提供热能。在一些实施例中，热交换装置150内部装有导热液体。示例性的导热液体可以包括水、导热油、矿物质液体以及合成液体等。
在一些实施例中，热交换装置150可以包括间壁式换热器、蓄热式换热器和混合式换热器等中的任意一种。
热源160是用于供应热量的设备。在一些实施例中，热源160至少包括空调系统。
红外热成像装置170是用于采集物体发出的红外能量信息的装置，红外能量信息可以反映物体各部分的温度信息。在一些实施例中，红外热成像装置170可以用于监测液氢气化时，液氢安全气化器内的温度分布情况。关于温度分布情况的更多信息可以参见图4。在一些实施例中，红外热成像装置170可以包括红外线热像仪、红外线传感器、红外线感应器等。
在一些实施例中，红外热成像装置170可以将采集到的温度分布情况传输给控制装置180中进行进一步处理。
控制装置180是指具有计算能力的系统，例如计算机、工控机、计算云平台等。在一些实施例中，控制装置180可以包含一个或多个子处理器例如中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、微处理器等或以上任意组合。
在一些实施例中，控制装置180可以从液氢安全气化器的控制系统100的红外热成像装置170、液氢安全气化器110获取数据和/或信息。控制装置180可以基于这些数据、信息和/或处理结果执行程序指令，以执行一个或多个本说明书实施例中描述的功能。
在一些实施例中，控制装置180用于：响应于接收到氢气加注请求，获取液氢安全气化器的设备类型以及加注目标的目标特征；基于设备类型以及目标特征，确定目标液氢气化参数；基于目标液氢气化参数对液氢执行气化操作，获得气化氢气，并获取气化氢气特征；基于气化氢气特征，确定目标加注参数；基于目标加注参数，将气化氢气加注至加注目标。更多内容可以参见图2及其相关描述。
在一些实施例中，控制装置180可以用于：基于设备类型以及目标特征，通过向量数据库确定多个候选液氢气化参数；对于多个候选液氢气化参数中的每一个，确定液氢安全气化器按照候选液氢气化参数执行液氢气化时，在未来时刻的预测温度分布情况；基于预测温度分布情况，判断候选液氢气化参数是否满足第一预设条件；基于满足第一预设条件的至少一个候选液氢气化参数，确定目标液氢气化参数。
关于确定目标液氢气化参数的更多内容可以参见图3及其相关描述。
在一些实施例中，控制装置180可以用于：基于满足第一预设条件的至少一个候选液氢气化参数对应的液氢安全气化器的气化时间，确定目标液氢气化参数。
关于候选液氢气化参数的更多内容可以参见图5及其相关描述。
在一些实施例中，控制装置180可以用于：基于气化氢气特征，确定多个候选加注参数；将多个候选加注参数输入仿真模拟软件，获取仿真模拟结果；基于仿真模拟结果，预测多个候选加注参数中每一个候选加注参数对应的车载储氢瓶的温升情况；基于温升情况，确定目标加注参数。
关于确定目标加注参数的更多内容可以参见图6及其相关描述。
图2是根据本说明书一些实施例所示的液氢安全气化器的控制方法的示例性流程图。如图2所示，流程200包括下述步骤。在一些实施例中，流程200可以由控制装置180执行。
步骤210，响应于接收到氢气加注请求，获取液氢安全气化器的设备类型以及加注目标的目标特征。
氢气加注请求是指加注目标对氢气加注的请求。在一些实施例中，氢气加注请求可以包括氢气加注量、加注气压等。例如，氢气加注请求可以包括氢气加注量为p1立方米，加注气压为p2兆帕等。
在一些实施例中，氢气加注请求可以由用户(如，加注目标的使用人员等)通过用户终端(如，带显示屏的输入设备等)输入，液氢安全气化器的控制系统可以通过网络/接口等方式接收氢气加注请求。
设备类型是指液氢安全气化器的类型。在一些实施例中，液氢安全气化器的类型可以基于采用的不同热源(如，海水加热、燃烧产生的烟气等)进行划分。例如，液氢安全气化器的设备类型可以包括开架式气化器、浸没燃烧式气化器、中间介质气化器和空温式气化器等。
加注目标是指需要加注氢气的目标。例如，加注目标可以是氢能源汽车等。
目标特征是指与加注目标中的加氢装置相关的参数。例如，目标特征可以是氢能源汽车中加氢装置的驱动气压、输出压力、压缩空气驱动气源等参数。在一些实施例中，目标特征可以用向量的方式表示为(A1，A2，A3，…)，其中，A1，A2，A3分别表示加氢装置的驱动气压、输出压力、压缩空气驱动气源等参数。
在一些实施例中，设备类型可以预先存储在数据库中，以及加注目标的目标特征可以由用户预先输入并上传至数据库中，当液氢安全气化器的控制系统接收到氢气加注请求后，液氢安全气化器的控制系统可以与数据库进行通信，获取设备类型以及目标特征。
步骤220，基于设备类型以及目标特征，确定目标液氢气化参数。
液氢气化参数是指液氢安全气化器对液氢进行气化时的工作参数。目标液氢气化参数是指最终用于进行气化操作的液氢气化参数。在一些实施例中，液氢气化参数可以包括液氢注入速度、热交换装置中导热液体的液体流速以及液体温度等。
液氢注入速度是指液态氢气从液氢存储器(例如，液氢存储器160)注入液氢安全气化器(例如，液氢安全气化器110)的速度，例如，液氢注入速度可以是x1立方米/秒等。
液体流速是指热交换装置中的导热液体(如，丙烷、异丁烷等)的流动速度，例如，热交换装置中导热液体的液体流速可以是x2米/秒等。
液体温度是指热交换装置中的导热液体的温度，例如，热交换装置中的液体流体温度可以是x3℃等。
在一些实施例中，液氢安全气化器的控制系统可以基于历史液氢气化数据确定目标液氢气化参数。例如，液氢安全气化器的控制系统可以将历史气化过程中的历史液氢气化参数直接确定为目标液氢气化参数。
在一些实施例中，控制装置还可以基于设备类型以及目标特征，通过向量数据库确定多个候选液氢气化参数，基于多个候选液氢气化参数确定目标液氢气化参数。关于基于多个候选液氢气化参数确定目标液氢气化参数的更多说明可以参见图3及其相关描述。
步骤230，基于目标液氢气化参数对液氢执行气化操作，获得气化氢气，并获取气化氢气特征。
在一些实施例中，控制装置可以按照目标液氢气化参数控制热交换装置的液体流速和液体温度，以及按照目标液氢气化参数控制液氢存储器的液氢注入速度，实现液氢安全气化器与热交换装置的热能交换，进而执行液氢的气化操作，获取气化氢气。
气化氢气特征是指与气化氢气相关的特征。例如，气化氢气特征可以包括气化氢气的体积、气压、温度等。在一些实施例中，气化氢气特征可以用向量的方式表示为(B1，B2，B3，…)，其中，B1，B2，B3分别表示气化氢气的体积、气压、温度等。
气化氢气特征可以通过多种方式确定。在一些实施例中，气化氢气特征可以通过设置在液氢安全气化器内的传感器获取。示例性的，传感器可以包括气压传感器、温度传感器、密度传感器等。例如，控制装置可以通过气压传感器获取气化氢气压力、通过温度传感器获取气化氢气温度和通过密度传感器获取气化氢气的密度等。进而可以根据气化氢气的密度和液氢安全气化器的体积确定气化氢气的体积。
步骤240，基于气化氢气特征，确定目标加注参数。
加注参数是指将气化氢气加注至加注目标的操作参数。目标加注参数是指最终用于进行加注操作的加注参数。在一些实施例中，加注参数可以包括加注速率、初始充气压力、氢气预冷温度中的至少一种。
加注速率是指向加注目标中加注气化氢气的速率。例如，加注速率可以是y1立方米/秒。
初始充气压力是指向加注目标中开始充入气化氢气的压力。例如，初始充气压力可以是y2兆帕。
氢气预冷温度是指气化氢气进行冷却后达到的温度值。例如，氢气预冷温度可以是y3摄氏度等。
在一些实施例中，液氢安全气化器的控制系统可以基于历史加氢数据确定目标加注参数。例如，液氢安全气化器的控制系统可以基于加注目标的型号(如车辆型号等)以及对应的历史加氢数据确定加注目标的目标加注参数。
在一些实施例中，控制装置可以基于气化氢气特征确定多个候选加注参数，基于多个候选加注参数确定目标加注参数。关于基于多个候选加注参数确定目标加注参数的更多说明可以参见图6及其相关描述。
步骤250，基于目标加注参数，将气化氢气加注至加注目标。
在一些实施例中，控制装置可以控制加氢装置(如加氢枪)按照目标加注参数将气化氢气加注入加注目标。例如，控制装置可以控制加氢装置将预冷后的气化氢气，按照一定的加注速率、初始充气压力加注入加注目标。
本说明书的一些实施例中，由液氢安全气化器的控制系统的控制装置实现的液氢安全气化器的控制方法，可以针对不同类型的液氢安全气化器和加注目标的特征对液氢进行气化，使目标液氢气化参数更好地适应液氢安全气化器，有效延长液氢安全气化器的使用寿命；此外，基于气化氢气特征确定目标加注参数，可以降低氢气泄漏的风险，提高加氢操作的安全性。
应当注意的是，上述有关流程200的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本说明书的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本说明书的指导下可以对流程200进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本说明书的范围之内。
图3是根据本说明书一些实施例所示的确定目标液氢气化参数的示例性示意图。
在一些实施例中，控制装置可以基于设备类型310-1以及目标特征310-2，通过向量数据库320确定候选液氢气化参数330。关于设备类型、目标特征的更多说明可以参见图2及其相关描述。
向量数据库是指用于存储、索引和查询向量的数据库。例如，向量数据库可以存储大量历史设备类型、历史目标特征以及历史液氢气化参数等构成的向量。通过向量数据库，可以面对大量向量快速进行相似性查询和其他向量管理。
在一些实施例中，向量数据库320中可以包括多个第一历史向量及其对应的第一关联向量。其中，第一历史向量是指历史设备类型、历史目标特征等构成的向量；第一关联向量是指与历史设备类型和历史目标特征对应的历史液氢气化参数构成的向量。
候选液氢气化参数是指可用于确定目标液氢气化参数的候选的液氢气化参数。在一些实施例中，候选液氢气化参数330可以包括多个。例如，候选液氢气化参数330-1、候选液氢气化参数330-2、……、候选液氢气化参数330-n等。
在一些实施例中，控制装置可以基于设备类型310-1以及目标特征310-2，构建第一待匹配向量。第一待匹配向量的元素可以包括设备类型和目标特征。例如，第一待匹配向量可以为(A，B)，其中A表示设备类型、B表示目标特征。
在一些实施例中，控制装置可以基于第一待匹配向量在向量数据库中确定符合匹配条件的第一历史向量，将符合匹配条件的第一历史向量确定为第一目标向量。其中，匹配条件可以指用于确定目标向量的判断条件。在一些实施例中，匹配条件可以包括向量距离小于距离阈值、向量距离最小等。在一些实施例中，计算向量距离有多种方法，例如欧式距离、余弦距离、马氏距离、切比雪夫距离、曼哈顿距离等。
在一些实施例中，控制装置可以基于确定的目标向量对应的第一关联向量确定最终的候选液氢气化参数。通过该方式，控制装置可以确定出多个候选液氢气化参数。
在一些实施例中，控制装置可以通过以下方法确定目标液氢气化参数：对于候选液氢气化参数330中的每一个，确定液氢安全气化器按照某一候选液氢气化参数执行液氢气化时，在未来时刻的预测温度分布情况；基于预测温度分布情况，判断候选液氢气化参数是否满足第一预设条件350；在候选液氢气化参数330中筛选出满足第一预设条件的至少一个候选液氢气化参数360；以及，基于满足第一预设条件的至少一个候选液氢气化参数360，确定目标液氢气化参数370。
未来时刻是指液氢安全气化器对液氢进行气化时的某一时间点。例如，未来时刻可以是液氢气化开始后的第30秒、气化结束的时间点等。
预测温度分布情况是指预测的未来时刻时，液氢安全气化器内部各区域的温度分布情况。例如，预测温度分布情况可以是液氢气化开始30秒时，液氢安全气化器内部各区域的温度分布情况等。
在一些实施例中，不同的候选液氢气化参数分别对应不同的预测温度分布情况。如图3，候选液氢气化参数330-1对应预测温度分布情况340-1、候选液氢气化参数330-2对应预测温度分布情况340-2、…、候选液氢气化参数330-n对应预测温度分布情况340-n等。
在一些实施例中，预测温度分布情况可以通过温度分布图表示。温度分布图是用多种颜色描述温度分布情况的图像。其中，不同的颜色可以表示不同的温度。例如，红色可以表示高温区域，蓝色表示低温区域等。
在一些实施例中，控制装置可以基于历史液氢气化数据确定预测温度分布情况。例如，控制装置可以将历史液氢气化过程中不同时刻的液氢安全气化器内部各区域的温度分布情况进行数据拟合，确定预测温度分布情况。
在一些实施例中，预测温度分布情况还可以通过温度图谱表示。在一些实施例中，控制装置可以基于第一模型确定温度图谱。关于温度图谱的更多说明可以参见图4及其相关描述。
第一预设条件可以是指与温度变化相关的阈值条件。在一些实施例中，第一预设条件可以包括预测温度分布情况的第一温差和/或第一温度变化率不超过第一阈值。
第一温差是指预测温度分布情况中最高温度与最低温度的差值。在一些实施例中，第一温差可以基于预测温度分布情况计算得到。例如，液氢气化开始2分钟时温度分布图中最高温度为T1，最低温度为T2，则第一温差可以是T1-T2。在一些实施例中，每个未来时刻的预测温度变化情况可以对应一个第一温差。
第一温度变化率是指在预设时间内液氢安全气化器内的温度变化情况。例如，第一温度变化率可以是液氢安全气化器内的温度在气化第30秒和气化第60秒之间的温度变化情况。其中，预设时间可以由系统或人为预设。
在一些实施例中，第一温度变化率可以基于预测温度分布情况计算得到，例如，第一温度变化率可以通过以下公式计算：
其中，ΔT表示第一温度变化率，ΔT1表示最大温度变化率，ΔT2表示最小温度变化率。最大温度变化率可以是在预设时间内，液氢安全气化器内温度变化最大的区域的温度变化情况。例如，可以将温度变化最大的区域在预设时间内的最高温度减去最低温度，用差值除以预设时间的时间长度得到最大温度变化率。最小温度变化率可以是在预设时间内，液氢安全气化器内温度变化最小的区域的温度变化情况。例如，可以将温度变化最小的区域在预设时间内的最高温度减去最低温度，用差值除以预设时间的时间长度得到最小温度变化率。在一些实施例中，最大温度变化率和最小温度变化率可以基于预设时间的两个端点处的预测温度分布情况计算得到。
第一阈值是指与液氢安全气化器内的温度变化情况相关的阈值条件。在一些实施例中，第一阈值可以包括第一温差阈值和第一温度变化率阈值。其中，第一温差阈值是指与第一温差相关的阈值条件，第一温度变化率阈值是指与最大温度变化率相关的阈值条件。
在一些实施例中，控制装置可以基于历史液氢气化数据确定第一阈值。例如，控制装置可以从历史液氢气化数据中确定与候选液氢气化参数对应的液氢气化过程相似(如，设备类型、环境数据、氢气加注请求相似等)的历史液氢气化过程(包括正常加氢过程和发生故障的加氢过程)，基于历史液氢气化过程中的历史温度变化情况确定第一阈值。具体地，可以确定所有正常加氢过程下的最大温差和所有发生故障的加氢过程中的最小温差，在二者之间取最小值确定为第一温差阈值；可以确定所有正常加氢过程下的最大温度变化率和所有发生故障的加氢过程中的最小温度变化率，在二者之间取最小值确定为第一温度变化率阈值。例如，当所有正常加氢过程下的最大温差大于所有发生故障的加氢过程中的最小温差时，可以将所有发生故障的加氢过程中的最小温差确定为第一温差阈值；当所有正常加氢过程下的最大温度变化率小于所有发生故障的加氢过程中的最小温度变化率时，可以将所有正常加氢过程下的最大温度变化率确定为第一温度变化率阈值。
在一些实施例中，第一阈值还可以与氢气加注过程中预测的温升情况相关。其中，温升情况是指气化氢气加注过程中车载储氢瓶的温度升高的情况。例如，温升情况包括温度升高的快慢情况。
在一些实施例中，第一阈值与氢气加注过程中预测的温升情况负相关。当温度升高越快时，第一阈值越小；反之越大。
在一些实施例中，温度升高的快慢可以通过车载储氢瓶的最大温度变化速率表示。例如，最大温度变化速率越大，温度升高的越快等。
在一些实施例中，车载储氢瓶的最大温度变化速率与第一阈值的调整量之间的关系可以提前预设。例如，当车载储氢瓶的最大温度变化速率每增加(或减少)K1，则第一阈值中的第一温差阈值相应地减少(或增加)K2，第一温度变化率阈值减少(或增加)K3等。关于温升情况、加注参数、车载储氢瓶的最大温度变化速率等的更多说明可以参见图6及其相关内容。
本说明书的一些实施例中，在液氢安全气化器在未来时刻的第一温差和/或第一温度变化率不超过第一阈值的情况下进一步确定目标液氢气化参数，可以使得液氢安全气化器根据最终确定的目标液氢气化参数进行气化参数时，有效避免温度变化过大对设备造成损坏。同时，根据氢气加注过程中预测的温升情况对第一阈值进行调整，可以避免氢气加注过程中的温度升高得过快，进一步提高加氢操作的安全性。
在一些实施例中，控制装置可以预测多个候选液氢气化参数中的每一个所对应的预测温度分布情况，并基于其预测温度分布情况中的第一温差和/或第一温度变化率，判断该候选液氢气化参数是否满足第一预设条件，以筛选出满足第一预设条件的候选液氢气化参数(后续可以简称为中间液氢气化参数)。
在一些实施例中，控制装置可以从满足第一预设条件的至少一个候选液氢气化参数中，通过多种方式选择一个候选液氢气化参数作为目标液氢气化参数。例如，可以随机选择等。关于目标液氢气化参数的更多说明可以参见图3及其相关内容。
在一些实施例中，控制装置可以基于满足第一预设条件的至少一个候选液氢气化参数(即中间液氢气化参数)对应的液氢安全气化器的气化时间，确定目标液氢气化参数。
气化时间是指液氢安全气化器将液氢完全气化为气态氢气所需要的时间。
在一些实施例中，控制装置可以基于历史液氢气化数据确定气化时间。例如，控制装置可以从历史液氢气化数据中确定与某一中间液氢气化参数对应的液氢气化过程相似(如，设备类型、环境数据、氢气加注请求相似等)的历史液氢气化过程，将历史液氢气化过程中的平均气化时间确定为该中间液氢气化参数对应的液氢安全气化器的气化时间。
在一些实施例中，控制装置还可以基于第二模型确定气化时间。例如，控制装置可以基于第二模型对设备类型、中间液氢气化参数、环境数据以及氢气加注请求等进行处理，确定气化时间。其中，第二模型可以是机器学习模型。例如，神经网络模型、深度神经网络模型等或其任意组合。
在一些实施例中，第二模型的输入可以包括设备类型、中间液氢气化参数、环境数据以及氢气加注请求等，输出可以包括气化时间。其中，环境数据是指与液氢气化操作时的环境相关的数据。例如，环境数据可以包括温度数据、湿度数据等。关于设备类型、中间液氢气化参数以及氢气加注请求的更多说明可以参见前文相关部分。
在一些实施例中，可以基于大量带有第二标签的第二训练样本训练得到第二模型。具体地，将带有第二标签的第二训练样本输入初始第二模型，通过训练更新初始第二模型的参数，直至满足损失函数小于阈值、收敛，或训练周期达到阈值等条件，获取训练好的第二模型。在一些实施例中，第二训练样本可以包括多组历史设备类型、历史液氢气化参数、历史环境数据以及历史氢气加注请求，第二标签可以是历史气化时间。在一些实施例中，第二训练样本和第二标签可以基于历史液氢气化数据确定。
在本说明书的一些实施例中，控制装置基于第二模型确定气化时间可以获得比直接基于历史数据确定气化时间更好的效果，提高预测的气化时间的准确性，提高效率，节约人力和时间资源。
在一些实施例中，控制装置可以基于候选液氢气化参数对应的气化时间，确定目标液氢气化参数。例如，控制装置可以将最短的气化时间对应的候选液氢气化参数确定为目标液氢气化参数。
在一些实施例中，控制装置可以基于液氢安全气化器的气化时间确定液氢安全气化器的气化效率；基于历史液氢气化数据确定第一效率阈值；响应于气化效率低于第一效率阈值，调整候选液氢气化参数使对应的气化效率满足第一效率阈值，以及使第一温差、第一温度变化率不超过第一阈值。进一步地，控制装置可以基于调整后的候选液氢气化参数对应的气化时间，确定目标液氢气化参数。例如，控制装置可以将最短的气化时间对应的调整后的候选液氢气化参数确定为目标液氢气化参数。
气化效率可以是单位时间(如，1分钟等)内的液氢气化量。在一些实施例中，控制装置可以基于液氢安全气化器的气化时间和气化量确定液氢安全气化器的气化效率。例如，气化效率可以是气化量与气化时间的比值。
第一效率阈值是指与液氢气化效率相关的阈值。例如，第一效率阈值可以是m立方米/分。
在一些实施例中，第一效率阈值可以基于历史液氢气化数据确定。例如，控制装置可以从历史液氢气化数据中选取与候选液氢气化参数对应的液氢气化过程相似(如，设备类型、环境数据、氢气加注请求相似等)的历史液氢气化过程，将历史液氢气化过程中未发生故障的历史液氢气化过程的平均气化效率确定为该候选液氢气化参数对应的第一效率阈值。
在一些实施例中，当候选液氢气化参数对应的气化效率低于第一效率阈值时，控制装置可以基于预设算法调整候选液氢气化参数。关于基于预设算法调整候选液氢气化参数的更多说明可以参见图5及其相关描述。
在一些实施例，控制装置还可以基于满足第一预设条件的至少一个候选液氢气化参数(即中间液氢气化参数)对应的氢脆概率，确定目标液氢气化参数。
氢脆概率是指液氢安全气化器的控制系统(例如，液氢存储器、液氢安全气化器等)发生氢脆现象的概率。
在一些实施例中，控制装置可以预测各中间液氢气化参数对应的氢脆概率，并将氢脆概率最小的中间液氢气化参数确定为目标液氢气化参数。关于预测中间液氢气化参数对应的氢脆概率的说明可以参见图6。
在本说明书的一些实施例中，在确定目标液氢气化参数时，通过考虑氢脆概率可以降低氢脆现象发生的概率，延长液氢安全气化器的控制系统的使用寿命，降低氢气泄漏的概率，提高液氢气化以及加注气态氢气的操作的安全性；基于第二模型确定气化时间，并进一步确定目标液氢气化参数可以提高液氢气化的效率，节约时间和人力资源。
图4是根据本说明书一些实施例所示的确定预测温度分布情况的示例性示意图。
在一些实施例中，预测温度分布情况可以通过温度图谱表示。
温度图谱是由节点和边组成的数据结构，边连接节点，节点和边可以具有属性。
在一些实施例中，温度图谱的节点可以与液氢安全气化器对应三维空间内的各个温度区域对应。节点属性可以反映各个温度区域的温度值和体积大小。
温度区域可以是液氢安全气化器对应三维空间内的子三维空间。在一些实施例中，温度区域可以根据液氢安全气化器对应三维空间内的温度情况进行划分。例如，可以将温度相同的位置点划分为一个温度区域，该温度区域对应一个节点。需要说明的是，当某一温度值的多个位置点被另一温度值的多个位置点分隔开时，可以将某一温度值的多个位置点划分为多个温度区域，每个温度区域中各位置点的温度相同。每个温度区域对应一个不同的节点。
在一些实施例中，温度图谱的边可以与各个温度区域之间的相邻关系对应。两个温度区域相邻时，该两个温度区域对应的节点之间存在边。反之，不存在边。边属性可以反映两个温度区域间的温度差和体积差。
在一些实施例中，控制装置可以基于第一模型确定温度图谱，包括：获取液氢安全气化器的相关数据；将液氢安全气化器的相关数据输入第一模型，得到温度图谱。
在一些实施例中，液氢安全气化器的相关数据可以包括液氢安全气化器的设备类型、候选液氢气化参数、环境数据、液氢温度等。关于设备类型、候选液氢气化参数的更多内容可以参见图2及其相关描述。
在一些实施例中，环境数据可以是液氢安全气化器周围环境的温度、湿度数据。
液氢温度可以是输入液氢安全气化器内的液氢的温度。
在一些实施例中，如图4所示，控制装置180可以将液氢安全气化器的设备类型410-1、液氢温度410-2、温度数据410-3、候选液氢气化参数410-4输入第一模型420，得到温度图谱430。
第一模型420可以指用于确定温度图谱的机器学习模型。在一些实施例中，第一模型可以包括循环神经网络(Recurrent Neural Network,RNN)模型、深度神经网络(DeepNeural Network,DNN)模型、卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)模型等各种可行的模型中的任意一种或组合。
在一些实施例中，第一模型420的输入可以包括液氢安全气化器的设备类型410-1、环境数据410-2、液氢温度410-3、候选液氢气化参数410-4等。
在一些实施例中，第一模型的输出可以包括按照候选液氢气化参数完成气化的未来时刻时，液氢安全气化器内部的温度图谱。
在一些实施例中，第一模型可以通过多个有第一标签的第一训练样本训练得到。例如，可以将多个带有第一标签的第一训练样本输入初始第一模型，通过第一标签和初始第一模型的结果构建损失函数，基于损失函数迭代更新初始第一模型的参数。当初始第一模型的损失函数满足预设条件时模型训练完成，得到训练好的第一模型。其中，预设条件可以是损失函数收敛、迭代的次数达到阈值等。
在一些实施例中，第一训练样本至少可以包括多组历史数据，每组历史数据中可以包括每次历史气化中液氢安全气化器的设备类型、历史液氢气化参数、历史环境数据、历史液氢温度。第一标签可以是液氢安全气化器的历史温度图谱。
在一些实施例中，第一标签可以由人工基于红外热成像装置对采集的图像进行标注得到。其中，图像采集可以是在液氢安全气化器完成气化的时刻进行，也可以是在液氢安全气化器进行气化的过程中进行。例如，对红外热成像装置采集的图像按照不同温度进行划分，得到多个温度区域；将每个温度区域看作一个节点，在相邻的温度区域之间设置边，设置节点属性包括温度区域的温度值以及体积大小，设置边属性包括两个温度区域间的温度差以及体积差，得到历史温度图谱。
在一些实施例中，第一标签也可以基于传统图像识别技术对采集的图像进行处理得到。
本说明书的一些实施例中，通过第一模型获得液氢安全气化器在按照候选液氢气化参数完成气化的时刻的温度图谱，可以对每个候选液氢气化参数的作用结果进行很好的预测，保证后续步骤确定出的目标液氢气化参数的安全系数更高。
图5是根据本说明书一些实施例所示的基于预设算法调整候选液氢气化参数的示例性示意图。
在一些实施例中，控制装置可以基于预设算法调整中间液氢气化参数。
在一些实施例中，预设算法包括：基于多个中间液氢气化参数510进行多轮迭代更新，确定目标液氢气化参数，多轮迭代的至少一轮包括：计算多个中间液氢气化参数510中每一个中间液氢气化参数的第一评估参数520，基于第一评估参数520确定至少一个第一候选液氢气化参数530；计算至少一个第一候选液氢气化参数530中每一个第一候选液氢气化参数的第二评估参数540，基于第二评估参数540确定至少一个进入下一轮迭代的第二候选液氢气化参数550；对第二候选液氢气化参数550进行调整更新，生成新的候选液氢气化参数。
如图5所示，多个中间液氢气化参数510可以包括中间液氢气化参数510-1、中间液氢气化参数510-2、……、中间液氢气化参数510-x等。关于中间液氢气化参数的更多内容可以参见图3及其相关描述。
第一评估参数可以是与液氢安全气化器根据候选液氢气化参数完成气化的温度相关的参数。在一些实施例中，第一评估参数可以包括第一温差和第一温度变化率。关于第一温差和第一温度变化率的更多内容可以参见图3及其相关描述。在一些实施例中，每个中间液氢气化参数可以对应一个第一评估参数。如图5所示，中间液氢气化参数510-1对应于第一评估参数520-1、中间液氢气化参数510-2对应于第一评估参数520-2、……、中间液氢气化参数510-x对应于第一评估参数520-x等。
在一些实施例中，控制装置可以建立候选液氢气化参数与第一评估参数的映射表，通过查表法获得第一评估参数。例如，控制装置可以利用第一模型确定每个候选液氢气化参数对应的温度图谱，基于温度图谱确定该候选液氢气化参数的第一温差和第一温度变化率，以确定第一评估参数。在一些实施例中，第一模型分别对每个候选液氢气化参数进行处理时，第一模型的其他输入(例如，液氢安全气化器的设备类型、环境数据、液氢温度)可以保持一致。
第一候选液氢气化参数为从中间液氢气化参数中筛选出的第一评估参数满足第二预设条件的中间液氢气化参数。第二预设条件可以是与第一评估参数相关的判断条件。例如，第二预设条件可以是第一温差不超过第二温差阈值和/或第一温度变化率不超过第二温度变化率阈值。相应的，控制装置可以从多个中间液氢气化参数液氢气化参数中筛选出第一温差和/或第一温度变化率不超过对应阈值的中间液氢气化参数作为第一候选液氢气化参数。其中，第二温差阈值可以小于第一温差阈值，第二温度变化率可以小于第一温度变化率。第二温差阈值和第二温度变化率可以由系统或人为预设。如图5所示，筛选出的第一候选液氢气化参数530可以包括第一候选液氢气化参数530-1、第一候选液氢气化参数530-2、……、第一候选液氢气化参数530-y等。
第二评估参数可以是与液氢安全气化器根据中间液氢气化参数完成气化的气化时间相关的参数。在一些实施例中，第二评估参数可以包括液氢安全气化器的气化效率。关于气化效率的更多内容可以参见图3及其相关描述。在一些实施例中，每个第一候选液氢气化参数可以对应一个第二评估参数。如图5所示，第一候选液氢气化参数530-1对应于第二评估参数540-1、第一候选液氢气化参数530-2对应于第二评估参数540-2、……、第一候选液氢气化参数530-y对应于第二评估参数540-y等。
第二候选液氢气化参数方案为从第一候选液氢气化参数方案中筛选出第二评估参数满足第三预设条件的第一候选液氢气化参数。第三预设条件可以是与第二评估参数相关的判断条件。例如，第三预设条件可以是气化效率超过第二效率阈值。相应的，控制装置可以从第一候选液氢气化参数方案中筛选出气化效率超过第二效率阈值的第一候选液氢气化参数作为第二候选液氢气化参数。其中，第二效率阈值可以大于第一效率阈值。第二效率阈值可以由系统或人为预设。如图5所示，筛选出的第二候选液氢气化参数550可以包括第二候选液氢气化参数550-1、第二候选液氢气化参数550-2、…、第二候选液氢气化参数550-z等。
在一些实施例中，控制装置对第二候选液氢气化参数进行调整更新的操作前，可以基于编码规则分别对多组第二候选液氢气化参数进行编码。编码规则可以通过各种形式表示。例如，二进制编码，符号编码等。例如，编码后的第二候选液氢气化参数可以是(A，B，C)，其中，A表示液氢注入速度、B表示热交换装置中导热液体的液体流速、C表示热交换装置中导热液体的液体温度。
在一些实施例中，控制装置可以通过变换操作对第二候选液氢气化参数进行调整更新。变换操作可以指对第二候选液氢气化参数进行处理以生成新的候选液氢气化参数的方法。
在一些实施例中，变换操作可以对全部或部分第二候选液氢气化参数进行，部分第二候选液氢气化参数可以基于各种方式选定，例如随机、预设条件等。在一些实施例中，部分第二候选液氢气化参数还可以基于各第二候选液氢气化参数的评估值与总评估值的比值确定。其中，评估值可以用于评估第二候选液氢气化参数进行变换操作的概率或用于评估进行下一轮迭代的概率。评估值越高，进行变换操作的概率越低或进行下一轮迭代的概率越低。
在一些实施例中，评估值可以基于第二评估参数确定。例如，可以基于第二评估参数与第三预设条件的关系确定评估值。示例性的确定规则可以是：当第二评估参数满足第三预设条件时，评估值较高。反之较低。总评估值为所有第二候选液氢气化参数的评估值的总和。当第二候选液氢气化参数的评估值与总评估值的比值越大时，该第二候选液氢气化参数被选择的概率越大。
在一些实施例中，变换操作可以包括第一变换和第二变换。
第一变换可以是对多个不同的第二候选液氢气化参数中同一参数进行交换，得到新的候选液氢气化参数。例如，第二候选液氢气化参数1为(A1，B1，C1)、第二候选液氢气化参数2为(A2，B2，C2)，可以分别对第二候选液氢气化参数1中的第1个参数和第二候选液氢气化参数2中的第1个参数进行交换，生成新的候选液氢气化参数可以为(A2，B1，C1)和(A1，B2，C2)。
在一些实施例中，可以优先对第二候选液氢气化参数中权重较大的参数进行第一变换。其中，权重可以由系统或人为预设。本说明书的一些实施例通过交换第二候选液氢气化参数中权重较大的参数，可以提高预设算法迭代更新的速度，进而提高确定目标液氢气化参数的效率。
第二变换可以是对第二候选液氢气化参数中某个参数进行调整，得到新的候选液氢气化参数。例如，对第二第一候选液氢气化参数1(A1，B1，C1)中的参数A1进行调整得到A3，生成新的候选液氢气化参数可以为(A3，B1，C1)。
在一些实施例中，可以优先对第二候选液氢气化参数中权重较大的参数进行第二变换。本说明书的一些实施例通过改变多个第二候选液氢气化参数中权重较大的参数，可以提高预设算法迭代更新的速度，进而提高确定目标液氢气化参数的效率。
在一些实施例中，第一变换、第二变换可以同时或分别进行。
在一些实施例中，控制装置可以确定更新后的候选液氢气化参数的评估值，将更新后的候选液氢气化参数的评估值按照将按从大到小进行排序，进而淘汰掉评估值排名低于预设排名阈值的候选液氢气化参数。
在一些实施例中，控制装置可以基于评估值大小从新的候选液氢气化参数中确定进入下一轮的候选液氢气化参数，例如，将评估值大于预设值的新的候选液氢气化参数确定为进入下一轮，或将评估值排序靠前的若干个确定为进入下一轮，等等。继续进行下一轮迭代更新，直至满足迭代结束条件时停止对第二候选液氢气化参数进行调整更新，并输出更新后的候选液氢气化参数。
在一些实施例中，迭代结束可以包括迭代更新的次数已经达到预设次数阈值、评估值达到预设评估阈值、评估值在连续的两次迭代前后的差值小于预设差值阈值、更新后的候选液氢气化参数可以使对应的气化效率满足第一效率阈值，以及使第一温差、第一温度变化率不超过第一阈值中的至少一种。预设条件可以通过用户预先设定。
在一些实施例中，控制装置可以基于迭代更新得到的候选液氢气化参数对应的气化时间，确定目标液氢气化参数。关于基于气化时间确定目标液氢气化参数的更多内容可以参见图3及其相关描述。
本说明书的一些实施例中，基于第一评估参数、第二评估参数对候选液氢气化参数进行调整，生成新的候选液氢气化参数，使得根据新的候选液氢气化参数进行气化的气化时间更符合实际需求，同时可以避免应用新的候选液氢气化参数进行气化的过程中出现温度升高过快的情况，减少温度变化过大过快对液氢安全气化器造成的损坏，进一步提升了液氢气化的质量与效率。
图6是根据本说明书一些实施例所示的确定目标加注参数的示例性示意图。
在一些实施例中，控制装置可以基于气化氢气特征610，确定多个候选加注参数620；将多个候选加注参数输入仿真模拟软件进行仿真模拟，获取仿真模拟结果630；基于仿真模拟结果630，预测多个候选加注参数中每一个候选加注参数对应的车载储氢瓶的温升情况640；基于温升情况640，确定目标加注参数650。关于气化氢气特征的相关说明可以参见图2及其相关说明。
候选加注参数是指可用于确定目标加注参数的候选的加注参数。在一些实施例中，候选加注参数620可以包括多个候选加注参数。例如，候选加注参数620-1、候选加注参数620-2、…、候选加注参数620-n等。
在一些实施例中，候选加注参数可以包括加注速率、初始充气压力和氢气预冷温度中的至少一种。关于加注速率、初始充气压力和氢气预冷温度的更多说明可以参见图2及其相关描述。
在一些实施例中，向量数据库320中还可以包括多个第二历史向量及其对应的第二关联向量。其中，第二历史向量是指历史气化氢气特征构成的向量；第二关联向量是指与历史气化氢气特征对应的历史加注参数构成的向量。
在一些实施例中，控制装置可以基于气化氢气特征构建第二待匹配向量；基于第二待匹配向量在向量数据库中确定符合匹配条件的第二历史向量作为第二目标向量；以及，基于第二目标向量对应的第二关联向量确定候选加注参数。第二待匹配向量的元素可以包括气化氢气特征。其中，基于向量数据库确定候选加注参数的过程与基于向量数据库确定候选液氢气化参数的过程类似，具体说明可以参见图3及其相关部分。
在一些实施例中，控制装置可以将多个候选加注参数输入仿真模拟软件进行仿真模拟，输出仿真模拟结果。其中，仿真模拟软件可以是图形仿真模拟软件、数据仿真模拟软件等。
仿真模拟结果是指仿真模拟软件对气态氢气的加注过程进行仿真模拟后的输出结果。在一些实施例中，仿真模拟结果可以以温度曲线图的方式反应气化氢气加注过程中的温度变化情况。
温升情况是指气化氢气加注过程中车载储氢瓶的温度升高的情况。在一些实施例中，温升情况640可以包括某一车载储氢瓶分别在多个候选加注参数下，通过仿真模拟获得的多个温升情况。在一些实施例中，多个候选加注参数与多个温升情况存在对应关系。如图6，候选加注参数620-1对应温升情况640-1、候候选加注参数620-2对应温升情况640-2、…、候选加注参数620-n对应温升情况640-n等。
在一些实施例中，温升情况可以包括车载储氢瓶的最高温度、车载储氢瓶的最大温度变化速率。其中，车载储氢瓶的最高温度可以是温度曲线图中的温度最高点；车载储氢瓶的最大温度变化速率可以是温度曲线图中单位时间内最大的温度变化量。
在一些实施例中，当所有候选加注参数均不满足第四预设条件时，控制装置可以基于当前的候选加注参数，重新生成多个候选加注参数。
第四预设条件是指与车载储氢瓶温度变化情况相关的阈值条件。在一些实施例中，第四预设条件可以包括候选加注参数对应的车载储氢瓶的最高温度低于第二阈值和/或车载储氢瓶的最大温度变化速率低于第三阈值。
第二阈值是指与车载储氢瓶正常工作的最高温度相关的阈值条件。第三阈值是指与车载储氢瓶正常工作的最大温度变化速率相关的阈值条件。
在一些实施例中，第二阈值、第三阈值可以基于历史加氢数据确定。其中，基于历史加氢数据确定第二阈值、第三阈值的过程与基于历史液氢气化数据确定第一阈值的过程类似，具体说明可以参见图3及其相关部分。
在一些实施例中，控制装置可以通过降低候选加注参数对应的加注速率和/或初始充气压力，或降低氢气预冷温度，直至至少一个候选加注参数满足第四预设条件，获取重新生成的至少一个候选加注参数(即满足第四预设条件的候选加注参数)。
在一些实施例中，重新生成的候选加注参数中的氢气预冷温度还可以相关于氢脆概率。在一些实施例中，重新生成的候选加注参数中的氢气预冷温度对应的氢脆概率需要低于预设概率(例如，5％等)。例如，当某一候选加注参数满足第四预设条件，但其氢气预冷温度对应的氢脆概率高于预设概率，则控制装置可以进一步调整该候选加注参数中的氢气预冷温度，使其在满足第四预设条件的基础上同时满足氢脆概率低于预设概率。
在本说明书的一些实施例中，基于车载储氢瓶的最高温度和/或车载储氢瓶的最大温度变化速率调整当前候选加注参数，重新生成多个候选加注参数，可以使确定的加注参数更加适应当前的气化氢气加注操作，进而延长车载储氢瓶的使用寿命，减少氢气泄漏事故发生的风险。同时，通过考虑氢气预冷温度对应的氢脆概率来对候选加注参数进行进一步调整，可以减少车载储氢瓶等设备发生氢脆的概率，获得更好的气化氢气加注效果。
在一些实施例中，氢脆概率可以基于氢脆概率预测模型获取。其中，氢脆概率预测模型可以是机器学习模型。例如，神经网络模型、深度神经网络模型等或其任意组合。
在一些实施例中，氢脆概率预测模型的输入可以包括环境数据、设备类型、氢气预冷温度等，输出可以包括氢脆概率。关于环境数据、设备类型、氢气预冷温度等的相关说明可以参见图2、图3及其相关部分。
在一些实施例中，氢脆概率预测模型的输入还可以包括目标液氢气化参数及其对应的液氢气化过程的第一温差、第一温度变化率。在一些实施例中，在预测中间液氢气化参数对应的氢脆概率时，可以将中间液氢气化参数和对应液氢气化过程中预测的第一温差、第一温度变化率输入氢脆概率预测模型。关于第一温差、第一温度变化率的更多说明可以参见图3及其相关描述。
在一些实施例中，可以基于大量带有第三标签的第三训练样本训练得到氢脆概率预测模型。具体地，将带有第三标签的第三训练样本输入初始氢脆概率预测模型，通过训练更新初始氢脆概率预测模型的参数，直至满足损失函数小于阈值、收敛，或训练周期达到阈值等条件，获取训练好的氢脆概率预测模型。
在一些实施例中，第三训练样本可以包括多组历史环境数据、历史设备类型、历史氢气预冷温度。在一些实施例中，第三训练样本还可以包括历史目标液氢气化参数及其对应的历史液氢气化过程的第一温差、第一温度变化率等。在一些实施例中，第三训练样本可以基于历史数据确定。在一些实施例中，第三训练样本可以包括发生氢脆现象和未发生氢脆现象的历史数据。
在一些实施例中，第三标签可以是对应的第三训练样本中发生氢脆现象的概率。在一些实施例中，第三标签可以由人工基于统计数据进行标注。第三训练样本中不同的训练数据所对应的第三标签可能不同。例如，对于50个相同的训练样本，统计其中发生氢脆现象的样本为30个，则可以人工标注该第三训练样本的第三标签为60％。
在本说明书的一些实施例中，通过模型预测氢脆概率，可以基于更多、更丰富的数据，并且将氢脆概率作为标签进行训练，可以使所预测的氢脆概率获得比人为预测更好的准确性；此外，氢脆概率预测的输入包括目标液氢气化参数及其对应的液氢气化过程的温差、温度变化率，进一步提高预测的氢脆概率的准确性。
在一些实施例中，控制装置可以将满足第四预设条件的候选加注参数中氢脆概率最小的候选加注参数确定为目标加注参数。
在本说明书的一些实施例中，基于气化氢气特征确定多个候选加注参数，并基于仿真模拟结果确定目标加注参数，可以获得较好的气化氢气加注效果，降低氢脆概率，延长车载储氢瓶的使用寿命；此外，通过考虑车载储氢瓶的温升情况，可以避免车载储氢瓶的温度升高过快，进一步提高加氢操作的安全性。
本说明书的一个或多个实施例中还提供一种液氢安全气化器的控制装置，其中，所述控制装置包括处理器，所述处理器用于执行如上任一实施例所述的液氢安全气化器的控制方法。
本说明书的一个或多个实施例中还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机读取存储介质中的计算机指令后，计算机运行如上任一实施例所述的液氢安全气化器的控制方法。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。
同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
此外，除非权利要求中明确说明，本说明书所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本说明书流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本说明书一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
针对本说明书引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本说明书作为参考。与本说明书内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本说明书权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本说明书中的)也除外。需要说明的是，如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方，以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。
最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。

Claims (8)

1.一种液氢安全气化器的控制系统，其特征在于，所述系统包括：
输送装置，包括第一输送管道和第二输送管道；
所述第一输送管道用于将液氢存储器中的液态氢气输送到所述液氢安全气化器内进行气化；
所述第二输送管道用于将生成的气态氢气输送到相应设备进行氢气预冷，所述相应设备包括换热器和冷水机组；
热交换装置，用于在热源和所述液氢安全气化器之间进行热交换，为液氢气化提供热能，所述热交换装置内部装有导热液体，所述热源至少包括空调系统；
红外热成像装置，用于监测液氢气化时所述液氢安全气化器内的温度分布情况；
控制装置，所述控制装置用于：
响应于接收到氢气加注请求，获取所述液氢安全气化器的设备类型以及加注目标的目标特征；
基于所述设备类型以及所述目标特征，确定目标液氢气化参数；
基于所述目标液氢气化参数对液氢执行气化操作，获得气化氢气，并获取气化氢气特征；
基于所述气化氢气特征，确定目标加注参数；
基于所述目标加注参数，将所述气化氢气加注至所述加注目标；
所述控制装置进一步用于：
基于所述设备类型以及所述目标特征，通过向量数据库确定多个候选液氢气化参数；
对于所述多个候选液氢气化参数中的每一个，
确定所述液氢安全气化器按照所述候选液氢气化参数执行液氢气化时，在未来时刻的预测温度分布情况；
基于所述预测温度分布情况，判断所述候选液氢气化参数是否满足第一预设条件；
基于满足所述第一预设条件的至少一个候选液氢气化参数，确定所述目标液氢气化参数。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制装置进一步用于：
基于满足所述第一预设条件的至少一个候选液氢气化参数对应的所述液氢安全气化器的气化时间，确定所述目标液氢气化参数。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制装置进一步用于：
基于所述气化氢气特征，确定多个候选加注参数；
将所述多个候选加注参数输入仿真模拟软件，获取仿真模拟结果；
基于所述仿真模拟结果，预测所述多个候选加注参数中每一个候选加注参数对应的车载储氢瓶的温升情况；
基于所述温升情况，确定所述目标加注参数，所述目标加注参数包括加注速率、初始充气压力、氢气预冷温度中的至少一种。
4.一种液氢安全气化器的控制方法，其特征在于，所述方法由液氢安全气化器的控制系统的控制装置实现，所述方法包括：
响应于接收到氢气加注请求，获取所述液氢安全气化器的设备类型以及加注目标的目标特征；
基于所述设备类型以及所述目标特征，确定目标液氢气化参数；
基于所述目标液氢气化参数对液氢执行气化操作，获得气化氢气，并获取气化氢气特征；
基于所述气化氢气特征，确定目标加注参数；
基于所述目标加注参数，将所述气化氢气加注至所述加注目标；
所述基于所述设备类型以及所述目标特征，确定目标液氢气化参数，包括：
基于所述设备类型以及所述目标特征，通过向量数据库确定多个候选液氢气化参数；
对于所述多个候选液氢气化参数中的每一个，
确定所述液氢安全气化器按照所述候选液氢气化参数执行液氢气化时，在未来时刻的预测温度分布情况；
基于所述预测温度分布情况，判断所述候选液氢气化参数是否满足第一预设条件；
基于满足所述第一预设条件的至少一个候选液氢气化参数，确定所述目标液氢气化参数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于满足所述第一预设条件的至少一个候选液氢气化参数，确定所述目标液氢气化参数，包括：
基于满足所述第一预设条件的至少一个候选液氢气化参数对应的所述液氢安全气化器的气化时间，确定所述目标液氢气化参数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述气化氢气特征，确定目标加注参数，包括：
基于所述气化氢气特征，确定多个候选加注参数；
将所述多个候选加注参数输入仿真模拟软件，获取仿真模拟结果；
基于所述仿真模拟结果，预测所述多个候选加注参数中每一个候选加注参数对应的车载储氢瓶的温升情况；
基于所述温升情况，确定所述目标加注参数，所述目标加注参数包括加注速率、初始充气压力、氢气预冷温度中的至少一种。
7.一种液氢安全气化器的控制装置，其特征在于，其中，所述控制装置包括处理器，所述处理器用于执行权利要求4-6中任意一项所述的液氢安全气化器的控制方法。
8.一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机读取存储介质中的计算机指令后，计算机运行如权利要求4-6中任意一项所述的液氢安全气化器的控制方法。
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