本發(fā)明涉及制氫設(shè)備，尤其涉及一種制充氫一體系統(tǒng)及制充氫一體系統(tǒng)的控制方法。

背景技術(shù)：

1、在全球氣候變暖，能源枯竭等背景下，由于氫氣綠色環(huán)保，制取相對簡單、量大，受到如汽車等行業(yè)的推廣和使用。現(xiàn)在所使用的氫氣，通常使用氫氣鋼瓶儲存。由于氫氣鋼瓶體積局限，并且伴有較大的安全性問題。制氫機(jī)現(xiàn)用現(xiàn)制的特性保證了安全性，同時也能節(jié)省儲氫輸氫等環(huán)節(jié)的消耗，減少成本。

2、制氫機(jī)在運(yùn)行過程中，可能會出現(xiàn)各種故障，通常需要人工干預(yù)控制開閉相應(yīng)硬件單元與閥門進(jìn)行調(diào)控，無法及時發(fā)現(xiàn)并處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種制充氫一體系統(tǒng)及控制方法。

2、本發(fā)明公開了一種制充氫一體系統(tǒng)，包括制氫模塊、儲氫模塊、控制模塊，所述制氫模塊通過電解單元制備氫氣，所述儲氫模塊用于存儲所述制氫模塊所制備的氫氣，所述制氫模塊與所述儲氫模塊之間連接管路，所述管路中設(shè)有充氫閥，用于控制所述管路的連通或隔斷；

3、所述制氫模塊上與外部環(huán)境之間設(shè)有排氣閥，用于控制所述制氫模塊與外部環(huán)境之間連通或隔斷；

4、所述控制模塊進(jìn)入空閑模式時，控制所述制氫模塊停止制氫，控制所述充氫閥、所述吸氫閥與所述排氣閥關(guān)閉，并獲取所述管路的管路壓力，當(dāng)所述管路壓力大于關(guān)閉閾值時所述控制模塊開啟所述排氣閥，以排出所述管路內(nèi)的氣流；

5、所述控制模塊進(jìn)入充氫模式時，控制所述制氫模塊啟動并開啟所述充氫閥，使所述制氫模塊所制備的氫氣進(jìn)入所述儲氫模塊，并獲取所述管路壓力與所述儲氫模塊的儲氫含量，當(dāng)所述管路壓力大于安全閾值或所述儲氫含量大于儲氫閾值時，所述控制模塊退出所述充氫模式，進(jìn)入所述空閑模式。

6、優(yōu)選地，所述制氫模塊上還包括吸氫閥，用于控制所述制氫模塊與外部環(huán)境之間連通或隔斷；

7、所述控制模塊進(jìn)入空閑模式時，控制所述吸氫閥關(guān)閉；

8、所述控制模塊進(jìn)入吸氫模式時，控制所述制氫模塊啟動并開啟所述吸氫閥，使所述制氫模塊所制備的氫氣進(jìn)入外部環(huán)境，并獲取所述管路壓力，當(dāng)所述管路壓力大于吸氫閾值時，所述控制模塊退出所述吸氫模式，進(jìn)入所述空閑模式。

9、優(yōu)選地，所述控制模塊進(jìn)入空閑模式時，還包括，

10、所述控制模塊控制所述制氫模塊停止制氫，并獲取所述管路壓力，當(dāng)所述管路壓力大于所述關(guān)閉閾值時，所述控制模塊開啟所述排氣閥以排出所述管路內(nèi)氣流，并使第一定時器開始計(jì)時；

11、若在所述第一定時器完成計(jì)時前，所述管路壓力下降至低于所述關(guān)閉閾值，所述控制模塊關(guān)閉所述排氣閥，并使第二定時器開始計(jì)時；

12、若在所述第一定時器完成計(jì)時后，所述管路壓力大于所述關(guān)閉閾值，所述控制模塊進(jìn)一步獲取所述第一定時器的當(dāng)前計(jì)時次數(shù)，當(dāng)所述第一定時器的當(dāng)前計(jì)時次數(shù)不大于第一重復(fù)閾值時，所述控制模塊使所述第一定時器重新開始計(jì)時；

13、當(dāng)所述第一定時器的當(dāng)前計(jì)時次數(shù)大于所述第一重復(fù)閾值時，所述控制模塊使所述第二定時器開始計(jì)時；

14、當(dāng)所述管路壓力小于關(guān)閉閾值時，所述控制模塊關(guān)閉所述排氣閥，并使所述第二定時器開始計(jì)時；

15、當(dāng)所述第二定時器完成計(jì)時后，所述控制模塊清除所述第一定時器的計(jì)時次數(shù)。

16、優(yōu)選地，所述控制模塊進(jìn)入充氫模式時，還包括，

17、所述控制模塊控制所述制氫模塊啟動并開啟所述充氫閥，使所述制氫模塊所制備的氫氣進(jìn)入所述儲氫模塊，并使第三定時器開始計(jì)時；

18、所述控制模塊獲取所述管路壓力與所述儲氫模塊的儲氫含量，若在所述第三定時器完成計(jì)時前，所述管路壓力不小于充氫閾值，使所述第三定時器停止計(jì)時并復(fù)位；

19、若在所述第三定時器完成計(jì)時后，所述管路壓力小于所述充氫閾值，所述控制模塊發(fā)出故障通知并退出所述充氫模式，進(jìn)入所述空閑模式；

20、當(dāng)所述管路壓力大于安全閾值時，所述控制模塊發(fā)出故障通知并退出所述充氫模式，進(jìn)入所述空閑模式；

21、當(dāng)所述管路壓力不大于所述安全閾值且大于限制閾值時，所述控制模塊控制所述制氫模塊停止制氫，并使第四定時器開始計(jì)時，所述第四定時器完成計(jì)時后，所述控制模塊退出所述充氫模式，進(jìn)入所述空閑模式；

22、當(dāng)所述管路壓力不大于所述限制閾值且小于重啟閾值時，所述控制模塊使所述制氫模塊重新啟動；

23、當(dāng)所述管路壓力小于所述限制閾值且不小于所述重啟閾值時，所述控制模塊控制所述制氫模塊持續(xù)制氫，直至所述儲氫含量大于儲氫閾值時，所述控制模塊退出所述充氫模式，進(jìn)入所述空閑模式。

24、優(yōu)選地，所述控制模塊開啟所述充氫閥，還包括，

25、所述控制模塊控制所述制氫模塊啟動并獲取所述管路壓力，使第五定時器開始計(jì)時；

26、若在所述第五定時器完成計(jì)時后，所述管路壓力不大于排氣閾值，所述控制模塊發(fā)出故障通知并退出所述充氫模式，進(jìn)入所述空閑模式；

27、若在所述第五定時器完成計(jì)時前，所述管路壓力大于所述排氣閾值，所述控制模塊開啟所述排氣閥以排出所述管路內(nèi)的氣流，并關(guān)閉所述第五定時器，使第六定時器開始計(jì)時；

28、若在所述第六定時器完成計(jì)時后，所述管路壓力不小于停止排氣閾值，所述控制模塊發(fā)出故障通知并退出所述充氫模式，進(jìn)入所述空閑模式；

29、若在所述第六定時器完成計(jì)時前，所述管路壓力小于所述停止排氣閾值，所述控制模塊關(guān)閉所述排氣閥，并使所述第五定時器重新開始計(jì)時；

30、所述控制模塊進(jìn)一步獲取所述第五定時器的當(dāng)前計(jì)時次數(shù)，當(dāng)所述第五定時器的當(dāng)前計(jì)時次數(shù)大于第二重復(fù)閾值時，所述控制模塊開啟所述充氫閥，使所述制氫模塊所制備的氫氣進(jìn)入所述儲氫模塊。

31、優(yōu)選地，所述當(dāng)所述管路壓力大于安全閾值時，所述控制模塊退出所述充氫模式，還包括。

32、當(dāng)所述管路壓力大于所述安全閾值時，所述控制模塊控制所述制氫模塊內(nèi)的電源單元關(guān)斷，使所述電解單元停止制氫，并獲取所述儲氫含量；

33、當(dāng)所述儲氫含量不大于所述儲氫閾值時，所述控制模塊控制所述儲氫設(shè)備內(nèi)的制冷單元啟動，使所述儲氫設(shè)備的氣壓降低以進(jìn)一步存儲所述制氫模塊所制備的氫氣；

34、當(dāng)所述儲氫含量大于所述儲氫閾值時，所述控制模塊開啟所述排氣閥，以排出所述管路內(nèi)的氣流。

35、優(yōu)選地，所述控制模塊控制所述制氫模塊內(nèi)的電源單元關(guān)斷，還包括，

36、當(dāng)所述管路壓力大于所述安全閾值時，所述控制模塊獲取所述管路內(nèi)的壓力傳感器的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)；

37、當(dāng)所述壓力傳感器失效時，所述控制模塊控制所述制氫模塊內(nèi)的壓力開關(guān)使所述電源單元關(guān)斷。

38、優(yōu)選地，所述控制模塊控制所述制氫模塊內(nèi)的電源單元關(guān)斷，還包括，

39、當(dāng)所述電源單元失效時，所述控制模塊開啟所述排氣閥，以排出所述管路內(nèi)的氣流。

40、優(yōu)選地，所述當(dāng)所述管路壓力大于安全閾值時，所述控制模塊退出所述充氫模式，還包括，

41、所述儲氫設(shè)備設(shè)有安全閥，當(dāng)所述管路壓力大于最大安全閾值時，所述控制模塊開啟所述安全閥，以對所述儲氫設(shè)備進(jìn)行泄壓，其中，所述最大安全閾值大于所述安全閾值。

42、優(yōu)選地，所述控制模塊進(jìn)入吸氫模式時，還包括，

43、所述控制模塊控制所述制氫模塊啟動并開啟所述吸氫閥，關(guān)閉所述充氫閥與所述排氣閥；

44、所述控制模塊獲取所述管路壓力，使第七定時器開始計(jì)時，若在所述第七定時器完成計(jì)時前，所述管路壓力大于所述吸氫閾值，所述控制模塊發(fā)出故障通知并退出所述吸氫模式，進(jìn)入所述空閑模式；

45、所述第七定時器完成計(jì)時后，所述控制模塊控制所述制氫模塊停止制氫，并使第八定時器開始計(jì)時；

46、所述第八定時器完成計(jì)時后，所述控制模塊控制所述制氫模塊啟動，并使所述第七定時器重新開始計(jì)時。

47、本發(fā)明還公開了一種制充氫一體系統(tǒng)的控制方法，用于如前所述的制充氫一體系統(tǒng)，包括以下步驟，

48、進(jìn)入空閑模式時，控制所述制氫模塊停止制氫，控制所述充氫閥、所述吸氫閥與所述排氣閥關(guān)閉，并獲取所述管路的管路壓力，當(dāng)所述管路壓力大于關(guān)閉閾值時所述控制模塊開啟所述排氣閥，以排出所述管路內(nèi)的氣流；

49、進(jìn)入充氫模式時，控制所述制氫模塊啟動并開啟所述充氫閥，使所述制氫模塊所制備的氫氣進(jìn)入所述儲氫模塊，并獲取所述管路壓力與所述儲氫模塊的儲氫含量，當(dāng)所述管路壓力大于安全閾值或所述儲氫含量大于儲氫閾值時，退出所述充氫模式，進(jìn)入所述空閑模式：

50、進(jìn)入吸氫模式時，控制所述制氫模塊啟動并開啟所述吸氫閥，使所述制氫模塊所制備的氫氣進(jìn)入外部環(huán)境，并獲取所述管路壓力，當(dāng)所述管路壓力大于吸氫閾值時，退出所述吸氫模式，進(jìn)入所述空閑模式。

51、采用了上述技術(shù)方案后，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：監(jiān)控管路壓力，自動調(diào)節(jié)制充氫一體系統(tǒng)的制氫模式、充氫模式、吸氫模式的工作，及時發(fā)現(xiàn)故障并進(jìn)行處理。