一种氢燃料机车用供氢系统、方法、设备及介质与流程

本发明涉及车用供氢，尤其涉及一种氢燃料机车用供氢系统、方法、电子设备及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、本部分旨在为权利要求书中陈述的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

2、目前轨道交通机车车辆牵引供电系统普遍采用内燃机、接触网供电或者动力电池等形式，而燃料电池具有发电效率高、清洁无污染、可靠性高等优点，伴随着人们环保意识的增强以及科技的发展推动，以氢燃料电池为核心动力装置构成的混合动力机车车辆技术的研究与应用得到了快速发展。

3、基于此，本专利一种氢燃料机车用供氢系统，以相互独立的多个并联的供氢组为主体，以集成瓶阀、供氢系统控制器、供气管道为组件，结合氢气剩余容量算法，能够智能地对燃料机车进行供氢。相比于传统系统，氢燃料机车用供氢系统能够独立对每个供氢组单元进行开启关闭、加注以及排空，对于氢燃料机车用供氢系统的可用性有较大程度的提升。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的实施例提供了一种氢燃料机车用供氢系统、方法、电子设备及计算机可读存储介质。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种氢燃料机车用供氢系统，其特征在于，所述系统包括数据采集模块、状态判断模块、供氢故障修复模块、管道故障修复模块及持续供氢模块，其中，

3、所述数据采集模块，用于开启各个供氢组的截止阀，利用各个供氢组的集成瓶阀获取每个供氢组的供氢温压信息组，得到供氢温压信息组集，利用管路压力传感器获取供气管路的管压信息，将所述管压信息和所述供氢温压信息组集发送给供氢系统控制器；

4、所述状态判断模块，用于利用所述供氢系统控制器根据所述供氢温压信息组集计算出每个供氢组的氢气剩余量，得到氢气剩余量集，根据所述管压信息和所述供氢温压信息组集确定出工作状态；

5、所述供氢故障修复模块，用于当所述工作状态为供氢组故障状态时，从所述供氢温压信息组集中提取出故障级别，根据所述故障级别和所述供氢温压信息组集对各个供氢组进行动态泄压，并返回所述利用各个供氢组的集成瓶阀获取每个供氢组的供氢温压信息组的步骤；

6、所述管道故障修复模块，用于当所述工作状态为管路故障状态时，对所述供气管路进行管路排气，并返回所述利用各个供氢组的集成瓶阀获取每个供氢组的供氢温压信息组的步骤；

7、所述持续供氢模块，用于当所述工作状态为正常状态时，根据所述氢气剩余量集对各个供氢组进行动态加氢和顺序供氢，并返回所述利用各个供氢组的集成瓶阀获取每个供氢组的供氢温压信息组的步骤。

8、可选地，所述数据采集模块在执行所述利用各个供氢组的集成瓶阀获取每个供氢组的供氢温压信息组，得到供氢温压信息组集的功能时，具体用于：

9、逐个选取所述供氢组作为目标供氢组，逐个选取所述目标供氢组中的高压储氢瓶作为目标储氢瓶；

10、利用所述目标储氢瓶的集成瓶阀内的氢瓶压力传感器获取所述目标储氢瓶的气压信息；

11、利用所述目标储氢瓶的集成瓶阀内的氢瓶温度传感器获取所述目标储氢瓶的温度信息；

12、将所述气压信息和所述温度信息组合成所述目标储氢瓶的供氢温压信息，将所述目标供氢组中所有的目标储氢瓶的供氢温压信息汇集成供氢温压信息组，将所有的供氢温压信息组汇集成供氢温压信息组集。

13、可选地，所述状态判断模块在执行所述利用所述供氢系统控制器根据所述供氢温压信息组集计算出每个供氢组的氢气剩余量，得到氢气剩余量集的功能时，具体用于：

14、逐个选取所述供氢组作为目标供氢组，逐个选取所述目标供氢组中的高压储氢瓶作为目标储氢瓶；

15、利用所述供氢系统控制器从所述供氢温压信息组集中筛选出所述目标储氢瓶对应的供氢温压信息作为目标温压信息，从所述目标温压信息中提取出目标温度和目标压力；

16、利用如下的氢气剩余量公式根据所述目标温度和所述目标压力计算出所述目标储氢瓶的目标剩余量：

17、

18、其中，s是指所述目标剩余量，p是指所述目标压力，v是指所述目标储氢瓶的体积，t是指所述目标温度，n是指所述目标储氢瓶的初始储氢量；

19、将所述目标供氢组中所有的目标储氢瓶的目标剩余量之和作为所述目标供氢组的氢气剩余量，将所有的所述目标供氢组的氢气剩余量汇集成氢气剩余量集。

20、可选地，所述状态判断模块在执行所述根据所述管压信息和所述供氢温压信息组集确定出工作状态的功能时，具体用于：

21、判断所述供氢温压信息组集中是否存在大于预设的温压阈值的供氢温压信息；

22、若是，则将工作状态确定为供氢组故障状态；

23、若否，则判断所述管压信息是否大于预设的管压阈值；

24、若是，则将工作状态确定为管路故障状态；

25、若否，则将所述工作状态确定为正常状态。

26、可选地，所述供氢故障修复模块在执行所述从所述供氢温压信息组集中提取出故障级别的功能时，具体用于：

27、逐个选取所述供氢温压信息组集中的供氢温压信息组作为目标温压信息组，判断所述目标温压信息组中是否存在大于预设的温压阈值的供氢温压信息；

28、若否，则确定所述故障级别为轻微故障级别；

29、若是，则将所述目标温压信息组作为故障组，返回所述逐个选取所述供氢温压信息组集中的供氢温压信息组作为目标温压信息组的步骤，直至所述目标温压信息组是所述供氢温压信息组集中的最后一个供氢温压信息组时，统计出所述故障组的故障组数；

30、判断所述故障组数是否等于所述供氢温压信息组集中的供氢温压信息组的总数；

31、若否，则确定所述故障级别为轻微故障级别；

32、若是，则确定所述故障级别为严重故障级别。

33、可选地，所述供氢故障修复模块在执行所述根据所述故障级别和所述供氢温压信息组集对各个供氢组进行动态泄压的功能时，具体用于：

34、当所述故障级别为严重故障级别时，关闭所述供气管路的主电磁阀，关闭各个供氢组的次电磁阀，关闭各个供氢组中每个高压储氢瓶的电磁阀，根据所述供氢温压信息组集对各个供氢组中每个高压储氢瓶的pdr泄压阀进行开关控制；

35、当所述故障级别为轻微故障级别时，根据所述供氢温压信息组集将所有的供氢组拆分成故障供氢组集及正常供氢组集；

36、开启所述主电磁阀，关闭所述故障供氢组集对应的所有的次电磁阀，根据所述供氢温压信息组集对所述故障供氢组集对应的所有的电磁阀进行开关控制；

37、开启所述正常供氢组集对应的所有的次电磁阀，开启所述正常供氢组集对应的所有的电磁阀；

38、根据所述供氢温压信息组集对各个供氢组中每个高压储氢瓶的pdr泄压阀进行开关控制。

39、可选地，所述持续供氢模块在执行所述根据所述氢气剩余量集对各个供氢组进行动态加氢和顺序供氢的功能时，具体用于：

40、开启所述供气管路的主电磁阀，根据所述氢气剩余量集将所有的供氢组拆分成待机供氢组集和下限供氢组集；

41、对所述下限供氢组集中的各个供氢组进行加氢操作；

42、关闭所述待机供氢组集中各个供氢组的次电磁阀，关闭所述待机供氢组集内每个供氢组中各个高压储氢瓶的电磁阀；

43、按照所述氢气剩余量集中氢气剩余量由大到小的顺序将所述待机供氢组集排列成待机供氢组序列，逐个选取所述待机供氢组序列中的待机供氢组作为目标待机供氢组；

44、开启所述目标待机供氢组的次电磁阀，开启所述目标待机供氢组中各个高压储氢瓶的电磁阀。

45、第二方面，本发明实施例提供了一种氢燃料机车用供氢方法，包括：

46、开启各个供氢组的截止阀，利用各个供氢组的集成瓶阀获取每个供氢组的供氢温压信息组，得到供氢温压信息组集，利用管路压力传感器获取供气管路的管压信息，将所述管压信息和所述供氢温压信息组集发送给供氢系统控制器；

47、利用所述供氢系统控制器根据所述供氢温压信息组集计算出每个供氢组的氢气剩余量，得到氢气剩余量集，根据所述管压信息和所述供氢温压信息组集确定出工作状态；

48、当所述工作状态为供氢组故障状态时，从所述供氢温压信息组集中提取出故障级别，根据所述故障级别和所述供氢温压信息组集对各个供氢组进行动态泄压，并返回所述利用各个供氢组的集成瓶阀获取每个供氢组的供氢温压信息组的步骤；

49、当所述工作状态为管路故障状态时，对所述供气管路进行管路排气，并返回所述利用各个供氢组的集成瓶阀获取每个供氢组的供氢温压信息组的步骤；

50、当所述工作状态为正常状态时，根据所述氢气剩余量集对各个供氢组进行动态加氢和顺序供氢，并返回所述利用各个供氢组的集成瓶阀获取每个供氢组的供氢温压信息组的步骤。

51、第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，其包括：

52、处理器；

53、用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

54、其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现如前第一方面所述的一种氢燃料机车用供氢方法。

55、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时，实现如前第一方面所述的一种氢燃料机车用供氢方法。

56、与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益效果：

57、本发明实施例通过利用各个供氢组的集成瓶阀获取每个供氢组的供氢温压信息组，利用管路压力传感器获取供气管路的管压信息，可以实时监控所述供氢组和所述供气管路内的温度和压力等数值，进而方便后续判断供氢系统的实时的工作状态，通过根据所述故障级别和所述供氢温压信息组集对各个供氢组进行动态泄压，可以根据出现故障的供氢组数量确定供氢组的故障级别，并根据故障级别进行动态修复，并在故障级别不高的情况下继续为车辆供氢，通过对所述供气管路进行管路排气，可以在供气管路压力过大的情况下断绝与各个供氢组的链接，同时通过开启主电磁阀排空所述供气管路中的气体，保证所述供气管路的安全，通过根据所述氢气剩余量集对各个供氢组进行动态加氢和顺序供氢，可以实时的对氢气剩余量不足的供氢组进行氢气的补充，同时也能优先选择氢气剩余量最多的供氢组进行燃料氢气的提供，进而保证供氢系统的效率，因此本发明提出的氢燃料机车用供氢系统、方法、电子设备及计算机可读存储介质，可以解决对氢燃料机车进行供氢时的可用性较低的问题。