[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于固體氫化鎂水解生氫發(fā)電裝置的人工智能綜合控制系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011086766.8
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112359371A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞強(qiáng);田春杰
• 申請（專利權(quán)）人: 艾氫技術(shù)（蘇州）有限公司
• 主分類號: C25B1/02
• 分類號: C25B1/02;C25B15/023;C25B15/025;C25B15/027;C25B15/021;C25B15/08;H01M8/065
• 代理公司: 北京青松知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11384
• 代理人: 鄭青松

本發(fā)明設(shè)計(jì)氫氣生成裝置的技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種應(yīng)用于固體氫化鎂水解生氫發(fā)電裝置的人工智能綜合控制系統(tǒng)，所述的控制系統(tǒng)包括以模糊控制規(guī)則作為算法建立的人工智能控制管理模塊、Zigbee信號傳輸模塊、Zigbee網(wǎng)關(guān)模塊、云端數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、多路傳感器信號采集傳輸模塊和無線控制模塊，所述的多路傳感器信號采集傳輸模塊與生氫發(fā)電裝置的狀態(tài)監(jiān)測傳感器連接，獲得生氫發(fā)電裝置的運(yùn)行狀態(tài)；所述Zigbee信號傳輸模塊信號輸入端接入多路傳感器信號采集傳輸模塊，所述Zigbee信號傳輸模塊信號輸出端接入人工智能控制管理模塊；所述人工智能控制管理模塊輸出端連接所述無線開關(guān)量控制模塊輸入端；本發(fā)明智能程度高，使用方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氫氣生成裝置的技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種應(yīng)用于固體氫化鎂水解生氫發(fā)電裝置的人工智能綜合控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

伴隨著燃料電池的技術(shù)的日益成熟，其燃料之一氫氣的供給存儲(chǔ)也受到關(guān)注。相較與將氫氣壓縮成高壓氣體存儲(chǔ)等方式，通過以活潑金屬為基體生成的金屬氫化物作為儲(chǔ)氫方式具備單位體積儲(chǔ)氫比例大、常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。

在專利申請?zhí)?02010333131.7中，提出了通過鎂基氫化物水分解反應(yīng)制備氫氣，再將生成的氫氣供給燃料電池以產(chǎn)生電能的裝置。其化學(xué)反應(yīng)式如下：該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。

MgH₂+2H₂O→Mg(OH)₂+2H2ΔH＝-268J/mol……(1)

上述的生氫發(fā)電裝置中，固體氫化鎂以顆粒狀的形態(tài)存儲(chǔ)于反應(yīng)艙內(nèi)，為了產(chǎn)生可控且連續(xù)的氫氣，使用水泵將水從儲(chǔ)水箱中周期間斷性的泵向反應(yīng)艙，該反應(yīng)艙底部有通過電磁閥控制開閉的疏水管路，當(dāng)艙內(nèi)的水量達(dá)到一定時(shí)，通過底部的抽水泵抽回儲(chǔ)水箱，生成的氫氣送入到燃料電池內(nèi)作為發(fā)電工作的原料。

這種利用氫化鎂水解制氫發(fā)電裝置能夠安全運(yùn)行，必須要確保系統(tǒng)的溫度、氫壓等維持在安全可控的范圍內(nèi)。而若只是通過傳統(tǒng)的控制策略比如根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)確定單一的反應(yīng)艙的注水周期、注水水量、燃料電池的輸出功率等不僅會(huì)使得系統(tǒng)生氫發(fā)電效率低下，還有可能隨著反應(yīng)艙內(nèi)的殘留水量的增加，反應(yīng)釋放的熱量迅速積聚，溫度的增加這又加速了氫化鎂的分解速度，反應(yīng)艙體的壓力也迅速增加，這種相互促進(jìn)作用使得氫氣的產(chǎn)生速率不穩(wěn)定，進(jìn)而影響燃料電池輸出功率的穩(wěn)定性。而且到反應(yīng)中后期，若操作不當(dāng)反應(yīng)艙壁溫度可達(dá)200℃以上，艙體內(nèi)水快速汽化導(dǎo)致壓力驟增，水蒸氣與氫氣排出不及時(shí)，可能出現(xiàn)爆倉的危險(xiǎn)。因此需要一個(gè)可以根據(jù)采集到的溫度、氫壓等傳感器的信號判斷出艙體反應(yīng)狀態(tài)以及生氫情況，進(jìn)而確定生氫發(fā)電裝置的最佳工作參數(shù)，且本發(fā)明可拓展到其他通過固體氫化鎂水解制氫發(fā)電的裝置中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明基于固體氫技術(shù)，提出一種應(yīng)用于固體氫化鎂水解生氫發(fā)電裝置的人工智能綜合控制系統(tǒng)，解決基于氫化鎂水解制氫發(fā)電裝置中無法根據(jù)實(shí)時(shí)采集到的傳感器信號判斷系統(tǒng)實(shí)際需求，導(dǎo)致生氫發(fā)電裝置安全性、可靠性及系統(tǒng)生氫發(fā)電效率較低的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種應(yīng)用于固體氫化鎂水解生氫發(fā)電裝置的人工智能綜合控制系統(tǒng)，所述的控制系統(tǒng)包括以模糊控制規(guī)則作為算法建立的人工智能控制管理模塊、Zigbee信號傳輸模塊、Zigbee網(wǎng)關(guān)模塊、云端數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、多路傳感器信號采集傳輸模塊和無線控制模塊，其中：

所述的多路傳感器信號采集傳輸模塊與生氫發(fā)電裝置的狀態(tài)監(jiān)測傳感器連接，獲得生氫發(fā)電裝置的運(yùn)行狀態(tài)；

所述Zigbee信號傳輸模塊信號輸入端接入多路傳感器信號采集傳輸模塊，所述Zigbee信號傳輸模塊信號輸出端接入人工智能控制管理模塊；

所述人工智能控制管理模塊輸出端連接所述無線開關(guān)量控制模塊輸入端；

所述無線控制模塊輸出端分別接入生氫發(fā)電裝置的執(zhí)行組件；