[發(fā)明專(zhuān)利]一種加氫站加氫預(yù)冷控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911274869.4
• 申請(qǐng)日: 2019-12-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111006129B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹寬;崔國(guó)彪;張濤;司耀輝;張龍海;李進(jìn)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 鄭州宇通客車(chē)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F17C9/00
• 分類(lèi)號(hào): F17C9/00;F17C6/00;F17C13/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 崔旭東

本發(fā)明涉及一種加氫站加氫預(yù)冷控制方法及系統(tǒng)，屬于新能源領(lǐng)域。其中控制方法包括以下步驟：1)獲取儲(chǔ)氫瓶的初始溫度數(shù)據(jù)和初始?jí)毫?shù)據(jù)；2)根據(jù)所述初始溫度數(shù)據(jù)和初始?jí)毫?shù)據(jù)，以及設(shè)定的加氫量，計(jì)算設(shè)定速率的模式下產(chǎn)生的熱量值Q₁以及加氫至設(shè)定溫度上限T₀時(shí)產(chǎn)生的熱量值Q₂；比較Q₁和Q₂的大小，當(dāng)Q₁＜Q₂時(shí)，不啟動(dòng)冷凍機(jī)組；Q₁＞Q₂時(shí)，啟動(dòng)冷凍機(jī)組。本發(fā)明冷凍機(jī)組的啟閉狀態(tài)可以根據(jù)儲(chǔ)氫瓶的溫度和壓力調(diào)節(jié)，避免了盲目將冷凍機(jī)組設(shè)定在一個(gè)不變的較低的預(yù)冷溫度所帶來(lái)的能耗浪費(fèi)問(wèn)題，以及便于對(duì)加氫速率的掌控，有利于提高加氫速率，實(shí)現(xiàn)了對(duì)加氫速度和能耗的兼顧。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種加氫站加氫預(yù)冷控制方法及系統(tǒng)，屬于新能源領(lǐng)域。

背景技術(shù)

加氫站是給燃料電池汽車(chē)充裝氫氣的專(zhuān)門(mén)場(chǎng)所。其主要設(shè)備包括：卸氣柱、氫氣壓縮機(jī)、加氫機(jī)、蓄能器(即儲(chǔ)氫罐)、站控系統(tǒng)。氫氣經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)增壓后進(jìn)入加氫機(jī)，通過(guò)加氫機(jī)加注到燃料電池汽車(chē)的車(chē)載儲(chǔ)氫瓶中。加氫站常常通過(guò)低壓、中壓、高壓三種壓力進(jìn)行加注的方式進(jìn)行加氫，氫氣通過(guò)電磁閥在儲(chǔ)氫瓶膨脹，由于氫氣的焦—湯效應(yīng)，加注速度快，車(chē)載儲(chǔ)氫系統(tǒng)不能及時(shí)散熱，導(dǎo)致儲(chǔ)氫瓶溫度超過(guò)最高工作溫度。目前國(guó)際上通用的碳纖維鋁內(nèi)膽纏繞氫氣瓶最高工作溫度為85℃，實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)夏季環(huán)境溫度較高時(shí)，儲(chǔ)氫瓶和加注的氫氣初始溫度較高，加氫速率過(guò)快會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)氫瓶溫度超過(guò)此最高工作溫度，存在儲(chǔ)氫瓶損壞，氫氣泄漏等風(fēng)險(xiǎn)。

為了保證儲(chǔ)氫瓶的溫度不至于超過(guò)最高工作溫度，現(xiàn)有的解決方法主要分為兩種，其中一種方法是將冷凍機(jī)組設(shè)定在一個(gè)不變的較低的預(yù)冷溫度；此方法雖然可以達(dá)到預(yù)冷效果,但與氫氣實(shí)際預(yù)冷需求的換熱量相比較高,存在較大的能耗浪費(fèi)；另一種方法是以一個(gè)較低的加氫速率給燃料電池汽車(chē)加氫；此方法雖然可以避免儲(chǔ)氫瓶的溫升過(guò)快，但是加氫速度較慢，加氫時(shí)間較長(zhǎng)，效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種加氫站加氫預(yù)冷控制方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有加氫站無(wú)法兼顧加氫速度和能耗的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種加氫站加氫預(yù)冷控制方法，包括以下步驟：

1)獲取儲(chǔ)氫瓶的初始溫度數(shù)據(jù)和初始?jí)毫?shù)據(jù)；

2)根據(jù)所述初始溫度數(shù)據(jù)和初始?jí)毫?shù)據(jù)，以及設(shè)定的加氫量，計(jì)算設(shè)定速率的模式下產(chǎn)生的熱量值Q₁以及加氫至設(shè)定溫度上限T₀時(shí)產(chǎn)生的熱量值Q₂；比較Q₁和Q₂的大小，當(dāng)Q₁＜Q₂時(shí)，不啟動(dòng)冷凍機(jī)組；Q₁＞Q₂時(shí)，啟動(dòng)冷凍機(jī)組；

或者根據(jù)所述初始溫度數(shù)據(jù)和初始?jí)毫?shù)據(jù)，以及設(shè)定的加氫量，計(jì)算設(shè)定速率的模式下產(chǎn)生的溫升值T；比較T和設(shè)定溫度上限T₀的大小，當(dāng)T＜T₀時(shí)，不啟動(dòng)冷凍機(jī)組；T＞T₀時(shí)，啟動(dòng)冷凍機(jī)組。

另外，本發(fā)明還提出一種加氫站加氫預(yù)冷控制系統(tǒng)，包括加氫站控制系統(tǒng)、加氫機(jī)和冷凍機(jī)組，所述加氫站系統(tǒng)控制連接所述加氫機(jī)和冷凍機(jī)組；所述加氫站控制系統(tǒng)包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述加氫站控制系統(tǒng)用于通信連接車(chē)輛的氫系統(tǒng)控制器，以獲取儲(chǔ)氫瓶的溫度和壓力；所述處理器在執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述加氫站加氫預(yù)冷控制方法。

上述控制方法和系統(tǒng)的有益效果是：在以設(shè)定速率的模式加氫時(shí)，根據(jù)儲(chǔ)氫瓶的初始溫度和初始?jí)毫φ{(diào)節(jié)冷凍機(jī)組的啟閉狀態(tài)，避免了盲目將冷凍機(jī)組設(shè)定在一個(gè)不變的較低的預(yù)冷溫度所帶來(lái)的能耗浪費(fèi)問(wèn)題，以及便于對(duì)加氫速率的掌控，有利于提高加氫速率，實(shí)現(xiàn)了對(duì)加氫速度和能耗的兼顧。