[发明专利]智能氢瓶

说明书

本发明属新能源领域，涉及一种智能氢瓶，包括瓶体和控制器，瓶体上设置有充/释氢管、换热装置，控制器包括压力传感器、温度传感器、电磁阀、流量计和单片机，压力传感器、温度传感器、流量计分别与单片机的输入端电性连接，单片机的输出端与电磁阀电性连接，所述压力传感器、温度传感器设置在瓶体内，所述流量计设置在瓶体的充/释氢管上，所述电磁阀设置在瓶体的充/释氢管上，所述单片机内设置有两个执行模块：一个是氢气加注模块，另一个是释氢检测模块。本发明通过设置氢气加注模块、释氢检测模块等，利用传感器获取瓶内压力和温度信息，通过控制器控制氢气加注过程，同时利用压力信息监测充/释氢过程，为氢瓶的正常使用提供依据。

技术领域

本发明属新能源领域，涉及一种储存装置，具体是一种用于储存氢气、能够进行智能化控制的智能氢瓶。

背景技术

在环境和能源等问题日益突出的背景下，以新技术和新材料为基础、以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视，氢能作为一种零碳的能源形式，具有能量密度大、燃烧热值高、来源广、可压缩、可储存、可再生等特点，已经在新能源领域中脱颖而出，成为各国重点开发的对象。

氢能应用的一个主要方向是氢能燃料，如，作为交通工具的燃料来源。现今，氢气在交通工具，特别是燃料电池汽车上的储存方式以高压气体形式为主，由于氢气自身存在密度小、难液化等特点，存在存储难、高压存储不安全等难题。目前，在氢燃料应用技术中占有重要地位的氢瓶（氢气瓶），虽然经过多次改良，但其改良和设计的方向主要是如何增加储氢能力、提高储氢安全性等。氢瓶在加注、储运和释放三个环节中，由于氢气特有的负焦耳-汤普逊效应以及氢气的快速压缩，会导致氢瓶在氢气加注过程中，其内部温度急剧上升，从而引发安全隐患。氢气在加注过程的安全问题限制着燃料汽车的商业化发展，如何控制氢瓶内部温度、实现氢气安全快速高效加注已成为国内外研究的热点问题。

由于储氢合金在一定温度和压力下能吸收氢气、释放氢气，采用储氢合金来储氢，不仅具有储氢量大、能耗低、工作压力低、使用方便的特点，而且可免去庞大的钢制容器，从而使存储和运输方便而且安全。研究人员根据氢气的特性、储氢合金的特殊性能，通过在氢瓶内设置储氢合金以提高氢瓶储氢量。但在吸氢、释氢的循环过程中会出现储氢合金老化、吸氢容量衰减、释氢不畅等问题，影响氢瓶的正常使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能氢瓶，利用传感器获取瓶内压力和温度信息，通过控制器控制氢气加注时的进气流量，使瓶内温度缓慢上升，避免因氢气加注过快而导致瓶内温度急剧上升引发安全隐患，同时利用压力信息监测充/释氢过程，为氢瓶的正常使用提供依据。

本发明所采用的技术方案：

一种智能氢瓶，包括瓶体，在瓶体上设置有充/释氢管，瓶体外壁设置有提供循环换热介质的换热装置，瓶体内设置有储氢合金，还包括有控制器，控制器包括压力传感器、温度传感器、电磁阀、流量计和单片机，压力传感器、温度传感器、流量计分别与单片机的输入端电性连接，单片机的输出端与电磁阀电性连接，所述压力传感器、温度传感器设置在瓶体内，用于实时采集瓶体内的压力、温度并将压力、温度信息转换成信号输送给单片机；所述流量计设置在瓶体的充/释氢管上，单片机利用流量计获取单位时间内的流量信息并进行累加，最终获得氢气加注时的进气总量或释氢时的出气总量；所述电磁阀设置在瓶体的充/释氢管上，单片机根据设定的阈值调整电磁阀的开启度，从而控制氢气加注时的进气量或释氢时的出气量；所述单片机内设置有两个执行模块：一个是氢气加注模块，另一个是释氢检测模块。不同的过程选择不同的执行模块：加注氢气时选择氢气加注模块，瓶体释放氢气时选择释氢检测模块。