[發明專利]智能氫瓶

有效

• 申請號: 202111633337.2
• 申請日: 2021-12-29
• 公開（公告）號: CN114458942B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 蔡升弘;林傳宜
• 申請（專利權）人: 海南天宇科技集團有限公司
• 主分類號: F17C1/14
• 分類號: F17C1/14;F17C5/06;F17C13/02;F17C13/04
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 王燕燕

本發明屬新能源領域，涉及一種智能氫瓶，包括瓶體和控制器，瓶體上設置有充/釋氫管、換熱裝置，控制器包括壓力傳感器、溫度傳感器、電磁閥、流量計和單片機，壓力傳感器、溫度傳感器、流量計分別與單片機的輸入端電性連接，單片機的輸出端與電磁閥電性連接，所述壓力傳感器、溫度傳感器設置在瓶體內，所述流量計設置在瓶體的充/釋氫管上，所述電磁閥設置在瓶體的充/釋氫管上，所述單片機內設置有兩個執行模塊：一個是氫氣加注模塊，另一個是釋氫檢測模塊。本發明通過設置氫氣加注模塊、釋氫檢測模塊等，利用傳感器獲取瓶內壓力和溫度信息，通過控制器控制氫氣加注過程，同時利用壓力信息監測充/釋氫過程，為氫瓶的正常使用提供依據。

技術領域

本發明屬新能源領域，涉及一種儲存裝置，具體是一種用于儲存氫氣、能夠進行智能化控制的智能氫瓶。

背景技術

在環境和能源等問題日益突出的背景下，以新技術和新材料為基礎、以環保和可再生為特質的新能源越來越得到各國的重視，氫能作為一種零碳的能源形式，具有能量密度大、燃燒熱值高、來源廣、可壓縮、可儲存、可再生等特點，已經在新能源領域中脫穎而出，成為各國重點開發的對象。

氫能應用的一個主要方向是氫能燃料，如，作為交通工具的燃料來源。現今，氫氣在交通工具，特別是燃料電池汽車上的儲存方式以高壓氣體形式為主，由于氫氣自身存在密度小、難液化等特點，存在存儲難、高壓存儲不安全等難題。目前，在氫燃料應用技術中占有重要地位的氫瓶（氫氣瓶），雖然經過多次改良，但其改良和設計的方向主要是如何增加儲氫能力、提高儲氫安全性等。氫瓶在加注、儲運和釋放三個環節中，由于氫氣特有的負焦耳-湯普遜效應以及氫氣的快速壓縮，會導致氫瓶在氫氣加注過程中，其內部溫度急劇上升，從而引發安全隱患。氫氣在加注過程的安全問題限制著燃料汽車的商業化發展，如何控制氫瓶內部溫度、實現氫氣安全快速高效加注已成為國內外研究的熱點問題。

由于儲氫合金在一定溫度和壓力下能吸收氫氣、釋放氫氣，采用儲氫合金來儲氫，不僅具有儲氫量大、能耗低、工作壓力低、使用方便的特點，而且可免去龐大的鋼制容器，從而使存儲和運輸方便而且安全。研究人員根據氫氣的特性、儲氫合金的特殊性能，通過在氫瓶內設置儲氫合金以提高氫瓶儲氫量。但在吸氫、釋氫的循環過程中會出現儲氫合金老化、吸氫容量衰減、釋氫不暢等問題，影響氫瓶的正常使用。

發明內容

本發明的目的是提供一種智能氫瓶，利用傳感器獲取瓶內壓力和溫度信息，通過控制器控制氫氣加注時的進氣流量，使瓶內溫度緩慢上升，避免因氫氣加注過快而導致瓶內溫度急劇上升引發安全隱患，同時利用壓力信息監測充/釋氫過程，為氫瓶的正常使用提供依據。

本發明所采用的技術方案：

一種智能氫瓶，包括瓶體，在瓶體上設置有充/釋氫管，瓶體外壁設置有提供循環換熱介質的換熱裝置，瓶體內設置有儲氫合金，還包括有控制器，控制器包括壓力傳感器、溫度傳感器、電磁閥、流量計和單片機，壓力傳感器、溫度傳感器、流量計分別與單片機的輸入端電性連接，單片機的輸出端與電磁閥電性連接，所述壓力傳感器、溫度傳感器設置在瓶體內，用于實時采集瓶體內的壓力、溫度并將壓力、溫度信息轉換成信號輸送給單片機；所述流量計設置在瓶體的充/釋氫管上，單片機利用流量計獲取單位時間內的流量信息并進行累加，最終獲得氫氣加注時的進氣總量或釋氫時的出氣總量；所述電磁閥設置在瓶體的充/釋氫管上，單片機根據設定的閾值調整電磁閥的開啟度，從而控制氫氣加注時的進氣量或釋氫時的出氣量；所述單片機內設置有兩個執行模塊：一個是氫氣加注模塊，另一個是釋氫檢測模塊。不同的過程選擇不同的執行模塊：加注氫氣時選擇氫氣加注模塊，瓶體釋放氫氣時選擇釋氫檢測模塊。