一种加氢机的制作方法

本发明涉及新能源技术领域，尤其涉及一种加氢机。

背景技术：

氢气作为一种低能耗、低污染、高能效的能源材料，被广泛应用在能源动力设备中，现阶段已有部分汽车、轮船、飞机等采用氢气作为燃料能源。以氢燃料汽车为例，氢燃料汽车上通常可以设置有储氢装置(比如储氢瓶)，通过预先向储氢装置中充入氢气，使得储氢装置可以将存储的氢气通过燃料系统向驱动装置供电，驱动氢燃料汽车运动。在实际操作中，虽然将氢气作为能源可以降低能耗，但是，若氢气与空气中的氧气混合，则极易发生化学反应，产生大量热能，甚至可能引起爆炸。因此，如何安全高效地实现充氢及储氢的过程，对于保证用户安全、提高用户体验是非常重要的。

目前最常用的一种储氢装置即高压储氢瓶，高压储氢瓶可以在氢气处于高压状态时吸收一部分氢气，实现加氢操作。为了对高压储氢瓶加氢，在一种现有的实现方式中，可以在加氢站中设置升压装置，当待加氢车辆到达加氢站后，可以通过升压装置将氢气气源中输出的氢气升至预设氢气压力，从而将氢气充入待加氢车辆上的高压储氢瓶中。采用该种方法，氢气可以在高压状态下被输送至储氢装置中，然而，高压运输氢气通常存在一定的风险，比如在供氢管道发生碰撞时易产生高温，引爆氢气，从而危害公众的安全；且，由于需要在加氢站中设置升压装置，通常会需要较高的成本。

综上，目前亟需一种加氢机，用以降低成本，并提高充氢的安全性。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种加氢机，用以降低成本，并提高充氢的安全性。

本发明实施例提供的一种加氢机，所述加氢机包括第一接口和第二接口，所述第一接口用于连接氢气气源，所述第二接口用于连接待加氢车辆中的合金储氢装置；

所述加氢机对所述合金储氢装置加氢时，所述第一接口和所述第二接口通过预设供氢管道连通，所述氢气气源中的氢气通过所述预设供氢管道充入所述合金储氢装置中。

可选地，所述预设供氢管道上设置有流量机；所述流量机用于，检测通过所述预设供氢管道的氢气流量；

在所述氢气流量小于第一预设阈值时，确定所述合金储氢装置储氢结束。

可选地，所述预设供氢管道包括第一子管道和第二子管道，所述第一子管道连通所述氢气气源和所述加氢机，所述第二子管道连通所述加氢机和所述合金储氢装置；所述第二子管道上依次设置有减压器和压力检测装置；

所述压力检测装置用于，检测通过所述第二子管道的氢气压力；

所述减压器用于，若通过所述第二子管道的氢气压力大于第二预设阈值，则对通过所述第二子管道的氢气进行降压处理。

可选地，所述第二子管道上设置有过滤器、第一单向导通装置；

所述过滤器用于，对流经所述第二子管道的氢气压力进行过滤；

所述第一导通装置用于，控制氢气在所述第二子管道中按照所述第一方向流动；所述第一方向为从所述第一接口流向所述第二接口的方向。

可选地，所述第一子管道上设置有第二单向导通装置，所述第二单向导通装置包括第二单向阀和/或透气止回阀；

所述第二单向导通装置用于，控制氢气在所述第一子管道中按照第一方向流动。

可选地，所述第一子通道中设置有第一连接点，所述第一连接点位于所述流量机和所述第一单向导通装置之间；所述加氢机还包括第三接口，所述第三接口与所述第一连接点通过第一排氢管道连通；所述第一排氢管道上设置有第一开关；

所述合金储氢装置储氢结束后，控制所述第一开关处于开启状态，使得所述第一排氢管道处于导通状态，所述预设供氢管道中的氢气通过所述第一排氢管道从所述第三接口排出。

可选地，所述第一连接点与所述第三接口通过第二排氢管道连通，所述第二排氢管道上设置有第一卸荷阀；

若所述第一子通道的氢气压力大于第三预设阈值，则所述第一卸荷阀处于开启状态，使得所述第二排氢管道处于导通状态，所述第一子通道上的氢气通过所述第二排氢管道从所述第三接口排出。

可选地，所述加氢机还包括第四接口，所述第四接口用于连接氮气气源；所述第四接口与所述第一接口通过第三排氢管道连通；所述第三排氢管道上设置有第二开关；

所述第二开关处于开启状态时，将所述氮气气源中的氮气通过所述第四接口充入所述第三排氢管道，所述氮气流经所述第三排氢管道和所述预设供氢管道到达所述第二接口，将所述预设供氢管道中的空气从所述第二接口排出。

可选地，所述第二排氢管道上设置有第三单向导通装置，所述第三单向导通装置包括第三单向阀；

所述第三单向导通装置用于，控制氮气和/或氢气在所述第三排氢管道中按照第二方向流动；所述第二方向为从所述第四接口流向所述第一接口的方向。

可选地，所述第三排氢管道中设置有第二连接点，所述第二连接点位于所述第二开关和所述第三单向导通装置之间，所述第二连接点通过第四排氢管道与所述第二接口连通；所述第四排氢管道上设置有第二卸荷阀；

所述第二开关处于开启状态时，若所述预设供氢管道的氢气压力大于第四预设阈值，则所述第二卸荷阀处于开启状态，使得所述第四排氢管道处于导通状态，所述预设供氢管道上的氢气通过所述第四排氢道从所述第二接口排出。

本发明的上述实施例中，加氢机包括第一接口和第二接口，第一接口用于连接氢气气源，第二接口用于连接待加氢车辆中的合金储氢装置，当加氢机对合金储氢装置加氢时，第一接口和第二接口可以通过预设供氢管道连通，使得氢气气源中的氢气通过预设供氢管道充入合金储氢装置中。本发明实施例中，通过采用合金储氢装置作为储氢装置，使得氢气气源中输出的氢气在较低压力时即可被充入合金储氢装置中；相应地，加氢机中可以无需设置升压装置，相比于现有技术来说，本发明实施例中的加氢机可以降低成本，并提高安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种可能的系统架构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种加氢机的结构示意图；

图3为本发明实施例中提供的一种第二子管道的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种可能的系统架构示意图，如图1所示，该系统架构可以包括移动管束车100、加氢机210、温控装置210和待加氢车辆300。其中，移动管束车100上可以设置有氢气气源101，待加氢车辆300上可以设置有至少一个合金储氢装置301。其中，合金储氢装置301是由储氢合金制作而成，可以用于存储氢气；合金储氢装置301的形状可以由本领域技术人员根据实际情况进行设置，比如，可以为合金储氢瓶，或者也可以为合金储氢球，或者还可以为合金储氢箱，具体不做限定。

本发明实施例中，图1所示意的系统可以为加氢系统，加氢系统可以用于向至少一个合金储氢装置301加氢。合金储氢装置301具有低温储氢、高温放氢的特性，即在低温状态时可以吸收氢气，从而使得氢气存储在合金储氢装置301中，以及在高温状态时可以将合金储氢装置301中的氢气放出。以一个合金储氢装置301为例，具体实施中，可以预先将温控装置220和合金储氢装置301连接，此时，温控装置220可以对合金储氢装置301进行降温处理；进一步地，在确定合金储氢装置301的温度降低后，加氢机210可以将氢气气源101与合金储氢装置301连接。由于合金储氢装置301具有低温储氢的特性，因此，在合金储氢装置301的温度下降后，若氢气气源101放出氢气，则合金储氢装置301可以将放出的氢气储存在合金储氢装置301中。若合金储氢装置301储氢完成，说明待加氢车辆300加氢结束，此时，可以通过加氢机210断开氢气气源101与合金储氢装置301的连接，并断开温控装置220与合金储氢装置301的连接。

在一种可能的实现方式中，加氢机210和温控装置220可以设置在加氢站中。相应地，基于加氢站实现对待加氢车辆加氢的一种可能的应用场景为(为便于描述，简称为应用场景1)：在驾驶车辆a行驶的过程中，用户若发现车辆a的供氢能源不足，则可以将车辆a行驶至距离用户当前所在的位置最近的一个加氢站(比如，加氢站a)，并可以通过网络(比如，拨打电话、发送短息、通过供氢软件提交订单等)告知供氢公司；相应地，供氢公司可以派遣工作人员将携带有氢气气源的移动管束车(或者也可以采用无人移动管束车)驾驶至加氢站a，并将加氢站中设置的温控装置和加氢机分别与车辆a上的合金储氢装置连接。在给车辆a加氢时，可以先开启温控装置对合金储氢装置进行降温，进而控制氢气气源中的氢气通过预设加氢管道充入合金储氢装置中，当确定车辆a加氢完成后，可以将温控装置和加氢机分别与合金储氢装置断开连接。

应用场景1仅为示例性地描述本发明实施例中提供的加氢站所适用的一种系统架构，在其它可能的应用场景中，移动管束车100还可以设置在加氢站附近，从而使得加氢更加方便。具体地说，在对待加氢车辆300加氢完成后，可以检测移动管束车100上携带的氢气气源101中氢气的余量。若确定氢气的余量小于预设氢气余量，则可以将移动管束车100开回供氢公司(供氢公司可以对移动管束车100进行补氢)；若确定氢气的余量大于或等于预设氢气余量，则可以将移动管束车100停放在加氢站的附近。在另一辆待加氢车辆行驶至加氢站时，可以优先使用该移动管束车100上携带的氢气气源102对另一辆待加氢车辆进行加氢。

优选地，还可以检测移动管束车100上携带的氢气气源101中氢气的压力，若确定氢气的压力大于第一预设氢气压力且小于或等于第二预设氢气压力，则可以采用移动管束车100上携带的氢气气源101和另一辆移动管束车上携带的氢气气源对另一辆待加氢车辆加氢；若确定氢气的压力大于第二预设氢气压力，则可以仅使用移动管束车100对另一辆待加氢车辆加氢；若确定氢气的压力小于或等于第一预设氢气压力，则可以使用另一辆移动管束车上携带的氢气气源对另一辆待加氢车辆加氢，并可以对移动管束车100补氢。

基于图1所示意的系统架构，图2为本发明实施例提供的一种加氢机的结构示意图。如图2所示，加氢机包括第一接口201和第二接口202，其中，第一接口201可以用于连接氢气气源，第二接口202可以用于连接待加氢车辆中的合金储氢装置。

本发明实施例中，在使用加氢机对合金储氢装置加氢时，可以预先将氢气气源与第一接口201连接，并将合金储氢装置与第二接口202连接。进一步地，第一接口201和第二接口202可以通过预设供氢管道实现连通，此时，氢气气源中的氢气可以从第一接口201中充入预设供氢管道，进而通过预设供氢管道由第二接口202充入合金储氢装置中。

具体实施中，实现氢气气源与第一接口201连接或者合金储氢装置与第二接口202连接的方式可以有多种，氢气气源与第一接口201连接的方式和合金储氢装置与第二接口202连接的方式可以相同，或者也可以不同，具体不做限定。以氢气气源与第一接口201的连接为例，在一种可能的实现方式中，可以通过卡扣和孔的配合实现氢气气源与第一接口201的快速连接，比如，可以在氢气气源的泄气口处设置安装卡扣，在预设供氢管道的第一接口201处设置相应地槽状孔，或者在预设供氢管道的第一接口201处设置安装卡扣，在氢气气源的泄气口处设置相应地槽状孔，通过将安装卡扣卡入槽状孔中实现氢气气源与第一接口201的快速连接。在另一种可能的实现方式中，氢气气源与第一接口201可以通过粘贴方式实现快速连接。可以理解的，氢气气源与第一接口201连接的方式可以本领域技术人员根据实际情况进行设置，具体不做限定。

在一种可能的实现方式中，预设供氢管道上可以设置有流量机203。在合金储氢装置储氢时，流量机203可以检测通过预设供氢管道的氢气流量，若确定氢气流量小于第一预设阈值，则可以确定合金储氢装置储氢结束。具体地说，若储氢过程中合金储氢装置的温度稳定，则在储氢开始时，由于合金储氢装置中的氢气较少(即合金储氢装置中的氢气压力较小)，使得氢气气源中的氢气可以顺畅地通过预设供氢管道充入合金储氢装置中，此时，流量机检测到的氢气流量较大。进一步地，在储氢过程中，合金储氢装置中储存的氢气逐渐增多，合金储氢装置中的氢气压力逐渐变大，氢气气源中的氢气充入合金储氢装置中的速度变慢，即流量机检测到的氢气流量逐渐降低。在储氢结束时，由于合金储氢装置中存储的氢气基本达到饱和状态，使得氢气气源中的氢气被充入合金储氢装置中的速度趋于零，此时，流量机检测到的氢气流量可以为稳定的，且氢气流量的值较小(即第一预设阈值)。因此，若确定氢气流量小于第一预设阈值，则可以确定合金储氢装置储氢结束。

本发明实施例中，预设供氢管道可以包括第一子管道和第二子管道，第一子管道可以用于连通氢气气源和加氢机，第二子管道可以用于连通加氢机和合金储氢装置。在一个示例中，加氢机上可以设置有加氢枪，则第二接口202可以为设置在加氢枪上的与合金储氢装置连接的接口。在该示例中，第一子管道可以包括氢气气源与加氢机连接的预设供氢管道，第二子管道可以包括加氢枪与合金储氢装置连接的预设供氢管道，氢气气源中的氢气可以依次通过加氢机和加氢枪充入合金储氢装置中。

图3为本发明实时提供的一种第二子管道的结构示意图，如图3所示，第二子管道上可以依次设置有减压器211和压力检测装置212，其中，压力检测装置212可以用于检测通过第二子管道的氢气压力，若通过第二子管道的氢气压力大于第二预设阈值，则减压器211可以对通过第二子管道的氢气进行降压处理。第二预设阈值可以由本领域技术人员根据经验进行设置，或者也可以根据实验确定，具体不做限定。优选地，在氢气压力小于或等于4mpa时，氢气可以被安全充入合金储氢装置，因此，第二预设阈值可以为4mpa。

在一种可能的实现方式中，压力检测装置212可以包括检测器和显示器(比如，加氢面板)，显示器可以将检测器检测到的氢气压力显示给用户，以使用户调节减压器211。举例来说明，加氢枪上设置有加氢面板，在合金储氢装置加氢时，用户可以查看加氢面板上显示的氢气压力值，若氢气压力值为6mpa(大于4mpa)，则用户可以增大减压器211的旋钮，使得通过第二子通道的氢气压力降低至4mpa，从而使得氢气可以安全地被充入合金储氢装置中。

在又一种可能的实现方式中，加氢机中可以设置有控制器，减压器211和压力检测装置212可以分别与控制器连接。具体实施中，控制器可以按照预设周期或者实时获取压力检测装置212检测到的氢气压力，并在确定氢气压力大于第二预设阈值后，控制减压器211对通过第二子管道的氢气进行降压处理。进一步地，在减压器211工作的过程中，控制器若确定氢气压力小于等于第二预设阈值，则可以控制减压器211停止工作。

如图3所示，在一个示例中，第二子管道上还可以设置有加气嘴213、过滤器214和第一单向导通装置，第一单向导通装置可以为第一单向阀215。若加氢机包括加氢枪，则加气嘴213可以为加氢枪的出气口，若加氢机不包括加氢枪，则加气嘴213可以为加氢机的出气口。加气嘴213上设置有单向控制开关216，第一单向阀215和单向控制开关216可以控制氢气在第一子管道中按照第一方向流动，其中，第一方向为从第一接口201流向第二接口202的方向。具体实施中，氢气在通过加气嘴213进入第二子管道后，过滤器214可以将氢气中的杂质(比如氮气)过滤掉，从而使得较为纯净的氢气在单向导通装置215的作用下流入减压器211；若减压器211处于工作状态，则降压后的氢气可以被充入合金储氢装置中；若减压器211处于不工作状态，则流经单向导通装置215的氢气可以直接被充入合金储氢装置中。

本发明实施例中，第一子管道上可以设置有第二单向导通装置，第二单向导通装置可以包括第二单向阀204和/或透气止回阀205。如图2所示，在一个示例中，第一子管道上可以设置有第二单向阀204和透气止回阀205，第二单向阀可以设置在快速连接点230(用于连接氢气气源和加氢机)远离移动管束车的一侧，透气止回阀205可以设置在流量机203靠近第二接口202的一侧，第二单向导通装置可以控制氢气在第一子管道中按照第一方向流动。通过设置第二单向导通装置，可以避免氢气在预设供氢管道中逆向(合金储氢装置流向氢气气源的方向)流动，从而可以保证合金储氢装置储氢的效率。

在合金储氢装置储氢结束后，预设供氢管道中通常残留有氢气，若预设供氢管道中的氢气与空气混合，可能会发生爆炸；因此，通常需要将预设供氢管道中的氢气排出。在一种可能的实现方式中，如图2所示，第一子通道中可以设置有第一连接点a，第一连接点a位于流量机203和第二单向导通装置之间；相应地，加氢机还可以包括第三接口206，第三接口206与第一连接点a可以通过第一排氢管道连通，第一排氢管道上可以设置有第一开关207。第一开关207可以为手动阀(如图2所示)，或者也可以为电磁阀，具体不作限定。若第一开关207为手动阀，则第一开关207的状态可以由用户来控制；比如，若确定进行排氢操作，则用户可以将第三接口206伸出至空气中，进而将第一开关207的阀门打开，此时，第一开关207可以处于开启状态；若第一开关207为电磁阀，则第一开关207可以与控制器连接，第一开关207的状态可以由控制器来控制；比如，若控制器接收到排氢指令，则控制器可以在检测到第三接口206伸出至空气中后，控制第一开关207的阀门打开，此时，第一开关207可以处于开启状态。

具体实施中，在合金储氢装置储氢结束后，可以通过控制器(或者用户等)控制第一开关207处于开启状态，使得第一排氢管道处于导通状态；此时，由于预设供气管道中的氢气压力高于空气的压力，预设供氢管道中的氢气可以通过第一排氢管道从第三接口206排出。具体地，如图2所示，位于第一连接点a一侧的氢气可以依次通过第二单向阀204和第一开关207从第三接口206排出，以及，位于第一连接点a另一侧的氢气可以依次通过透气止回阀205、流量机203和第一开关207从第三接口206排出。

本发明实施例中，第一连接点a与第三接口206还可以通过第二排氢管道连通，第二排氢管道上可以设置有第一卸荷阀208。第一卸荷阀208为被动器件，具体地说，若第一子通道的氢气压力大于第三预设阈值，则第一卸荷阀208可以处于开启状态，使得第二排氢管道处于导通状态，第一子通道上的氢气可以通过第二排氢管道从第三接口206排出，使得第一子管道上的氢气压力变少；相应地，若第一子通道的氢气压力小于或等于第三预设阈值，则第一卸荷阀208可以处于关闭状态。

在一种可能的实现方式中，加氢机还可以包括第四接口209，第四接口209用于连接氮气气源，第四接口209与第一接口201可以通过第三排氢管道连通，第三排氢管道上可以设置有第二开关2010。在合金储氢装置储氢之前，可以预先使用氮气气源中的氮气将预设供氢管道中的空气排出，一方面可以使得充入合金储氢装置的氢气较为纯净，另一方面，可以避免氢气和预设供氢管道中的氧气发生反应，带来危险。第二开关2010可以为手动阀(如图2所示)，或者也可以为电磁阀，具体不作限定。若第二开关2010为手动阀，则第二开关2010的状态可以由用户来控制；比如，若确定进行排氢操作，则用户可以将第四接口209与氮气气源连接，进而将第二开关2010的阀门打开，此时，第二开关2010可以处于开启状态；若第二开关2010为电磁阀，则第二开关2010可以与控制器连接，第二开关2010的状态可以由控制器来控制；比如，若控制器接收到排氢指令，则控制器可以在检测到第四接口209成功与氮气气源连接后，控制第二开关2010的阀门打开，此时，第二开关2010可以处于开启状态。

具体实施中，可以通过控制器(或者用户)控制第二开关2010处于开启状态，且控制第一开关207处于关闭状态，并将氮气气源中的氮气通过第四接口209充入第三排氢管道。此时，氮气可以流经第三排氢管道和预设供氢管道到达第二接口202，从而将预设供氢管道中的空气从第二接口202排出。具体地，如图2所示，氮气可以依次通过第二开关2010、第二单向阀204、流量机203和透气止回阀205，使得第一子通道中的空气从第二接口202排出。

如图2所示，在一个示例中，第三排氢管道上可以设置有第三单向导通装置，第三单向导通装置可以包括第三单向阀2011。第三单向阀2011可以控制氮气和/或氢气在第三排氢管道中按照第二方向流动，第二方向为从第四接口209流向第一接口201的方向。具体地说，可以使得氮气气源中的氮气依次通过第二开关2010和第三单向阀2011进入第一子管道，以及，可以避免氢气气源中的氢气通过第三单向阀2011进入第三排氢管道。

本发明实施例中，第三排氢管道中还可以设置有第二连接点b，第二连接点b位于第二开关2010和第三单向阀2011之间；第二连接点b可以通过第四排氢管道与第二接口202连通，第四排氢管道上可以设置有第二卸荷阀2012。具体实施中，在第二开关2010处于开启状态时，若预设供氢管道的氢气压力大于第四预设阈值，则第二卸荷阀2012可以处于开启状态，使得第四排氢管道处于导通状态，此时，预设供氢管道上的氢气可以通过第四排氢道从第二接口202排出。

本发明的上述实施例中，加氢机包括第一接口和第二接口，第一接口用于连接氢气气源，第二接口用于连接待加氢车辆中的合金储氢装置，当加氢机对合金储氢装置加氢时，第一接口和第二接口可以通过预设供氢管道连通，使得氢气气源中的氢气通过预设供氢管道充入合金储氢装置中。本发明实施例中，通过采用合金储氢装置作为储氢装置，使得氢气气源中输出的氢气在较低压力时即可被充入合金储氢装置中；相应地，加氢机中可以无需设置升压装置，相比于现有技术来说，本发明实施例中的加氢机可以降低成本，并提高安全性。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。