一种移动式可逆制氢压缩一体化系统及其工作方法与流程

本发明涉及电解制氢，尤其是涉及一种移动式可逆制氢压缩一体化系统及其工作方法。

背景技术：

1、随着清洁能源的利用规模逐渐加大，其间歇特性使得对储能的需求非常紧迫。氢能作为一种储能新方式，主要优势在于：一是氢-电之间能够实现高效的转换，二是氢气具有比较高的能量密度，存储相对容易；三是氢气转换电能具有规模化应用潜力。为此，电解水制氢技术已成为当前的主流研究方向，电解水制氢是指水分子在直流电的作用下解离生成氧气和氢气，分别从电解槽的阳极和阴极析出。

2、目前电解水制氢技术中，碱性电解水制氢和质子交换膜(proton exchangemembrane，pem)电解水制氢已逐步产业化，然而传统的碱液电解制氢系统与pem制氢系统通常固定安装在一个加氢站，并且为了实现电解制氢与存储，其包含的设备各异、结构复杂，一方面由于制氢及压缩设备成本较高，若给每个加氢站单独进行配置，势必会增加加氢站的规划成本，另一方面也限制了实际应用范围，无法适应满足多地的制氢需求。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种移动式可逆制氢压缩一体化系统及其工作方法，使多个加氢站之间能够共享同一个可逆制氢压缩一体化系统，从而降低加氢站规划成本，同时满足多地的制氢需求。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种移动式可逆制氢压缩一体化系统，包括可逆pem制氢压缩一体装置，所述可逆pem制氢压缩一体装置安装于可移动的车辆底盘上，所述可逆pem制氢压缩一体装置包括可逆pem制氢设备，所述可逆pem制氢设备连接有电源柜、供水箱设备、氢氧缓冲处理设备，所述氢氧缓冲处理设备连接至压缩单元，所述压缩单元通过气体连接口和管路连接至加氢站的存储罐，所述氢氧缓冲处理设备还连接至气体压力容器进行氢气和氧气的补充，所述气体压力容器还通过气体减压单元连接至可逆pem制氢设备，所述可逆pem制氢设备连接至车辆的驱动电机。

3、进一步地，所述压缩单元包括氧压缩机和氢压缩机，所述气体连接口包括氧气输入/输出连接口和氢气输入/输出连接口。

4、进一步地，所述气体压力容器包括氧压力容器和氢压力容器，所述气体减压单元包括氧减压单元和氢减压单元。

5、进一步地，所述电源柜通过电连接箱与外部电力相连接。

6、进一步地，所述可逆pem制氢压缩一体装置内还设置有监控单元，所述监控单元通过启动储能单元与电源柜相连接，由启动储能单元从电源柜获取电能后进行电力缓冲供电或储电。

7、进一步地，所述可逆pem制氢设备还连接有散热器。

8、进一步地，所述可逆pem制氢设备包括多个pem制氢模块。

9、一种移动式可逆制氢压缩一体化系统的工作方法，包括停留在加氢站进行电解制氢制氧的过程以及移动发电过程。

10、进一步地，所述停留在加氢站进行电解制氢制氧的过程具体为：

11、电源柜从加氢站获取外部电力、并进行电压变换，以提供电能给可逆pem制氢设备；

12、可逆pem制氢设备输出的电解氢氧连接至氢氧缓冲处理设备进行冷凝干燥与缓存，之后一方面进入压缩单元进行压缩、再通过气体连接口输出至加氢站的存储罐；另一方面则进入气体压力容器进行氢氧补充。

13、进一步地，所述移动发电过程具体为：

14、预先从加氢站充装氢氧至气体压力容器；

15、气体压力容器内的氢氧经过气体减压单元减压后输出给可逆pem制氢设备，由可逆pem制氢设备输出电能给车辆的驱动电机。

16、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

17、一、本发明通过在可移动的车辆底盘上安装可逆pem制氢压缩一体装置，在可逆pem制氢压缩一体装置内设置可逆pem制氢设备、电源柜、供水箱设备、氢氧缓冲处理设备、压缩单元、气体压力容器和气体减压单元，由此构成一种移动式可逆制氢压缩一体化系统，能够在多个加氢站之间移动实现就地制氢、压缩与存储，使得多个加氢站之间能够共享同一个可逆制氢压缩一体化系统，从而降低加氢站规划成本、满足多地的制氢需求，并且能够在移动过程中实现自主发电驱动车辆行驶，从而保证系统工作的稳定性。

18、二、本发明在可逆pem制氢压缩一体装置内设置监控单元，利用监控单元来控制监控各温度、压力、浓度、电压电流、工作状态等信号，确保安全有序地控制系统运行，提升整个系统的可靠性。

19、三、本发明在可逆pem制氢压缩一体装置内设置散热器，从而在移动过程中能够为可逆pem制氢设备发电提供散热作用。

20、四、本发明结合pem可逆制氢技术，一方面能够停留在加氢站进行电解制氢制氧，实现就地制氢压缩存储过程，另一方面能够在车辆移动时自主发电驱动车辆行驶。

技术特征：

1.一种移动式可逆制氢压缩一体化系统，其特征在于，包括可逆pem制氢压缩一体装置(1)，所述可逆pem制氢压缩一体装置(1)安装于可移动的车辆(2)底盘上，所述可逆pem制氢压缩一体装置(1)包括可逆pem制氢设备(11)，所述可逆pem制氢设备(11)连接有电源柜(12)、供水箱设备(13)、氢氧缓冲处理设备(14)，所述氢氧缓冲处理设备(14)连接至压缩单元(15)，所述压缩单元(15)通过气体连接口(16)和管路连接至加氢站的存储罐，所述氢氧缓冲处理设备(14)还连接至气体压力容器(17)进行氢气和氧气的补充，所述气体压力容器(17)还通过气体减压单元(18)连接至可逆pem制氢设备(11)，所述可逆pem制氢设备(11)连接至车辆(2)的驱动电机。

2.根据权利要求1所述的一种移动式可逆制氢压缩一体化系统，其特征在于，所述压缩单元(15)包括氧压缩机(151)和氢压缩机(152)，所述气体连接口(16)包括氧气输入/输出连接口(161)和氢气输入/输出连接口(162)。

3.根据权利要求1所述的一种移动式可逆制氢压缩一体化系统，其特征在于，所述气体压力容器(17)包括氧压力容器(171)和氢压力容器(172)，所述气体减压单元(18)包括氧减压单元(181)和氢减压单元(182)。

4.根据权利要求1所述的一种移动式可逆制氢压缩一体化系统，其特征在于，所述电源柜(12)通过电连接箱(20)与外部电力相连接。

5.根据权利要求1所述的一种移动式可逆制氢压缩一体化系统，其特征在于，所述可逆pem制氢压缩一体装置(1)内还设置有监控单元(20)，所述监控单元(20)通过启动储能单元(21)与电源柜(12)相连接，由启动储能单元(21)从电源柜(12)获取电能后进行电力缓冲供电或储电。

6.根据权利要求1所述的一种移动式可逆制氢压缩一体化系统，其特征在于，所述可逆pem制氢设备(11)还连接有散热器(22)。

7.根据权利要求1所述的一种移动式可逆制氢压缩一体化系统，其特征在于，所述可逆pem制氢设备(11)包括多个pem制氢模块。

8.一种移动式可逆制氢压缩一体化系统的工作方法，其特征在于，包括停留在加氢站进行电解制氢制氧的过程以及移动发电过程。

9.根据权利要求8所述的一种移动式可逆制氢压缩一体化系统的工作方法，其特征在于，所述停留在加氢站进行电解制氢制氧的过程具体为：

10.根据权利要求8所述的一种移动式可逆制氢压缩一体化系统的工作方法，其特征在于，所述移动发电过程具体为：

技术总结
本发明涉及一种移动式可逆制氢压缩一体化系统及其工作方法，该系统包括安装于可移动车辆底盘上的可逆PEM制氢压缩一体装置，该装置包括分别与电源柜、供水箱设备、氢氧缓冲处理设备连接的可逆PEM制氢设备，氢氧缓冲处理设备连接压缩单元，压缩单元分别连接气体连接口、气体压力容器，气体压力容器与气体减压单元相连接，气体减压单元连接至可逆PEM制氢设备，可逆PEM制氢设备还连接至车辆的驱动电机。与现有技术相比，本发明能够实现就地制氢压缩存储以及移动发电过程，使多个加氢站之间共享一个可逆制氢压缩一体化系统，从而降低加氢站规划成本，同时满足多地的制氢需求，并在移动过程中自主发电驱动车辆行驶，具有配置精简独特、工作可靠稳定的优点。

技术研发人员：高勇,陈焕光,朱宏奇
受保护的技术使用者：上海恒劲动力科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13