本申请公开了一种电解水制氢系统及其操控方法和控制装置,属于电解水制氢技术领域。电解水制氢系统包括电解槽、氧气处理路、氢气处理路、第一补气装置和第二补气装置,氧气处理路的进口与电解槽的氧气侧出口相连,氢气处理路的进口与电解槽的氢气侧出口相连,第一补气装置与氧气处理路相连,用于可选择性地向氧气处理路补气。通过设置第一补气装置和第二补气装置,在氧气处理路或者氢气处理路的压力偏低时,向对应的处理路补充气体,以使氧气处理路和氢气处理路的压差控制在最优范围内,压差可调节范围大,避免停机调试,提高生产效率,且
(19)国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 116555829 A (43)申请公布日 2023.08.08 (21)申请号 8.9 (22)申请日 2023.04.04 (71)申请人 阳光氢能科技有限公司 地址 231299 安徽省合肥市高新区铭传路 188号柏堰产业服务中心616室 (72)发明人 侯立标邓强孟欣程刚张义 (74)专利代理机构 北京知帆远景知识产权代理 有限公司 11890 专利代理师 郑朝然 (51)Int.Cl. C25B 15/02 (2021.01) C25B 15/08 (2006.01) C25B 1/04 (2021.01) 权利要求书2页 说明书11页 附图2页 (54)发明名称 电解水制氢系统及其操控方法和控制装置 (57)摘要 本申请公开了一种电解水制氢系统及其控 制方法和控制装置,属于电解水制氢技术领域。 电解水制氢系统包括电解槽、氧气处理路、氢气 处理路、第一补气装置和第二补气装置,氧气处 理路的进口与电解槽的氧气侧出口相连,氢气处 理路的进口与电解槽的氢气侧出口相连,第一补 气装置与氧气处理路相连,用于可选择性地向氧 气处理路补气。通过设置第一补气装置和第二补 气装置,在氧气处理路或者氢气处理路的压力偏 低时 ,向对应的处理路补充气体,以使氧气处理 路和氢气处理路的压差控制在最优范围内,压差 可调节范围大,避免停机调试,提高生产效率,且 A 在开机时可以通过向氧气处理路和氢气处理路 9 补气以缩短开机时间。 2 8 5 5 5 6 1 1 N C CN 116555829 A 权利要求书 1/2页 1.一种电解水制氢系统,其特征在于,包括: 电解槽; 氧气处理路,所述氧气处理路的进口与所述电解槽的氧气侧出口相连; 氢气处理路,所述氢气处理路的进口与所述电解槽的氢气侧出口相连; 第一补气装置,所述第一补气装置与所述氧气处理路相连,用于可选择性地向所述氧 气处理路补气; 第二补气装置,所述第二补气装置与所述氢气处理路相连,用于可选择性地向所述氢 气处理路补充氢气。 2.根据权利要求1所述的电解水制氢系统,其特征在于,还包括: 压差检测装置,所述压差检测装置连接在所述氧气处理路的氧气分离器与所述氢气处 理路的氢气分离器之间,所述第一补气装置与所述压差检测装置电连接,所述第一补气装 置用于基于所述压差检测装置的信号工作。 3.根据权利要求2所述的电解水制氢系统,其特征在于,所述压差检测装置为压差表。 4.根据权利要求2所述的电解水制氢系统,其特征在于,所述氧气分离器与所述氢气分 离器的底部相连,所述压差检测装置为压差液位计。 5.根据权利要求1‑4中任一项所述的电解水制氢系统,其特征在于,所述第一补气装置 包括: 第一补气管; 第一补气设备,所述第一补气设备的补气口通过所述第一补气管与所述氧气处理路连 接; 第一补气阀,所述第一补气阀设于所述第一补气管上。 6.根据权利要求1‑4中任一项所述的电解水制氢系统,其特征在于,所述第一补气装置 与所述氧气处理路的氧气分离器的顶部相连; 或者,所述第一补气装置用于向所述氧气处理路补充惰性气体; 或者,所述第一补气装置用于向所述氧气处理路补充氧气。 7.根据权利要求1所述的电解水制氢系统,其特征在于,所述第一补气装置与所述氧气 处理路的连接管路和所述第二补气装置与所述氢气处理路的连接管路上均设有流量计。 8.一种如权利要求1‑7中任一项所述的电解水制氢系统的操控方法,其特征在于,包 括: 获取所述氢气处理路和所述氧气处理路的压差信息; 基于所述压差信息控制所述第一补气装置和所述第二补气装置。 9.根据权利要求8所述的电解水制氢系统的控制方法,其特征在于, 所述基于所述压差信息控制所述第一补气装置和所述第二补气装置,包括: 在所述电解水制氢系统处于运行阶段,且所述氢气处理路和所述氧气处理路的压差大 于第一目标值的情况下,控制所述第一补气装置向所述氧气处理路补气; 在所述电解水制氢系统处于运行阶段,且所述氢气处理路和所述氧气处理路的压差小 于第二目标值的情况下,控制所述第二补气装置向所述氢气处理路补气。 10.根据权利要求9所述的电解水制氢系统的控制方法,其特征在于, 所述基于所述压差信息控制所述第一补气装置和所述第二补气装置,包括: 2 2 CN 116555829 A 权利要求书 2/2页 在所述电解水制氢系统处于启动阶段的情况下,按照目标比例控制所述第一补气装置 向所述氧气处理路补气且控制所述第二补气装置向所述氢气处理路补气。 11.一种如权利要求1‑7中任一项所述的电解水制氢系统的控制装置,其特征在于,包 括: 第一获取模块,用于获取所述氢气处理路和所述氧气处理路的压差信息; 第一控制模块,用于基于所述压差信息控制所述第一补气装置和所述第二补气装置。 3 3 CN 116555829 A 说明书 1/11页 电解水制氢系统及其控制方法和控制装置 技术领域 [0001] 本申请属于电解水制氢技术领域,尤其涉及一种电解水制氢系统及其控制方法和 控制装置。 背景技术 [0002] 纯水电解槽在工作时,电解槽内隔膜的承压能力有限,因此在装置运行中,后续的 气液分离部分的氢氧两侧的压差需要小于隔膜的极限承压值,一旦氢氧两侧的压差过大则 必须及时调节以使两侧压力趋于一致,以避免损坏隔膜。一般通过调节阀调节两侧压力,但 此方式调节速度慢,且存在失控风险,为降低失控风险只能停机调试,影响生产效率,存在 改进空间。 发明内容 [0003] 本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本申请提出一种电 解水制氢系统及其控制方法和控制装置,增大电解水制氢系统的压差可调节范围,提高制 氢生产效率,缩短开机时间。 [0004] 第一方面,本申请提供了一种电解水制氢系统,包括: [0005] 电解槽; [0006] 氧气处理路,所述氧气处理路的进口与所述电解槽的氧气侧出口相连; [0007] 氢气处理路,所述氢气处理路的进口与所述电解槽的氢气侧出口相连; [0008] 第一补气装置,所述第一补气装置与所述氧气处理路相连,用于可选择性地向所 述氧气处理路补气; [0009] 第二补气装置,所述第二补气装置与所述氢气处理路相连,用于可选择性地向所 述氢气处理路补充氢气。 [0010] 根据本申请的电解水制氢系统,通过设置所述第一补气装置和所述第二补气装 置,在所述氧气处理路或者所述氢气处理路的压力偏低时,向对应的处理路补充气体,增加 所述氧气处理路或者所述氢气处理路的压力,以使所述氧气处理路和所述氢气处理路的压 差控制在最优范围内,压差可调节范围大,避免停机调试,提高生产效率,且在开机时可以 通过向所述氧气处理路和/或所述氢气处理路补气以缩短开机时间。 [0011] 根据本申请的一个实施例,所述电解水制氢系统还包括: [0012] 压差检测装置,所述压差检测装置连接在所述氧气处理路的氧气分离器与所述氢 气处理路的氢气分离器之间,所述第一补气装置与所述压差检测装置电连接,所述第一补 气装置用于基于所述压差检测装置的信号工作。 [0013] 根据本申请的一个实施例,所述压差检测装置为压差表。 [0014] 根据本申请的一个实施例,所述氧气分离器与所述氢气分离器的底部相连,所述 压差检测装置为压差液位计。 [0015] 根据本申请的一个实施例,所述第一补气装置包括: 4 4 CN 116555829 A 说明书 2/11页 [0016] 第一补气管; [0017] 第一补气设备,所述第一补气设备的补气口通过所述第一补气管与所述氧气处理 路连接; [0018] 第一补气阀,所述第一补气阀设于所述第一补气管上。 [0019] 根据本申请的一个实施例,所述第一补气装置与所述氧气处理路的氧气分离器的 顶部相连。 [0020] 根据本申请的一个实施例,所述第一补气装置用于向所述氧气处理路补充惰性气 体。 [0021] 根据本申请的一个实施例,所述第一补气装置用于向所述氧气处理路补充氧气。 [0022] 根据本申请的一个实施例,所述第一补气装置与所述氧气处理路的连接管路和所 述第二补气装置与所述氢气处理路的连接管路上均设有流量计。 [0023] 第二方面,本申请提供了一种如上述任一项所述的电解水制氢系统的控制方法, 包括: [0024] 获取所述氢气处理路和所述氧气处理路的压差信息; [0025] 基于所述压差信息控制所述第一补气装置和所述第二补气装置。 [0026] 通过获取所述氢气处理路和所述氧气处理路的压差信息,来判断氢氧两侧的压差 状态,在所述氧气处理路的压力偏低导致压差较大时,控制第一补气装置向所述氧气处理 路补充气体,增加氧气处理路的压力,以使氧气处理路和氢气处理路的压差控制在最优范 围内,压差可调节范围大,避免停机调试,提高生产效率,且在开机时能够最终靠向所述氧气 处理路补气以缩短开机时间。 [0027] 根据本申请的一个实施例,所述基于所述压差信息控制所述第一补气装置和所述 第二补气装置,包括: [0028] 在所述电解水制氢系统处于运行阶段,且所述氢气处理路和所述氧气处理路的压 差大于第一目标值的情况下,控制所述第一补气装置向所述氧气处理路补气; [0029] 在所述电解水制氢系统处于运行阶段,且所述氢气处理路和所述氧气处理路的压 差小于第二目标值的情况下,控制所述第二补气装置向所述氢气处理路补气。 [0030] 根据本申请的一个实施例,所述基于所述压差信息控制所述第一补气装置和所述 第二补气装置,包括: [0031] 在所述电解水制氢系统处于启动阶段的情况下,按照目标比例控制所述第一补气 装置向所述氧气处理路补气且控制所述第二补气装置向所述氢气处理路补气。 [0032] 第三方面,本申请提供了一种如上述任一项所述的电解水制氢系统的控制装置, 包括: [0033] 第一获取模块,用于获取所述氢气处理路和所述氧气处理路的压差信息; [0034] 第一控制模块,用于基于所述压差信息控制所述第一补气装置。 [0035] 根据本申请的电解水制氢系统的控制装置,通过所述第一获取模块获取所述氢气 处理路和所述氧气处理路的压差信息,通过所述第一控制模块基于所述压差信息控制所述 第一补气装置,在所述氧气处理路的压力偏低导致压差较大时,控制第一补气装置向所述 氧气处理路补充气体,增加氧气处理路的压力,以使氧气处理路和氢气处理路的压差控制 在最优范围内,压差可调节范围大,避免停机调试,提高生产效率,且在开机时可以通过向 5 5 CN 116555829 A 说明书 3/11页 所述氧气处理路补气以缩短开机时间。 [0036] 第四方面,本申请提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器 上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述 第二方面所述的电解水制氢系统的控制方法。 [0037] 第五方面,本申请提供了一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程 序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第二方面所述的电解水制氢系统的控制方 法。 [0038] 第六方面,本申请提供了一种芯片,所述芯片包括处理器和通信接口,所述通信接 口和所述处理器耦合,所述处理器用于运行程序或指令,实现如第二方面所述的电解水制 氢系统的控制方法。 [0039] 第七方面,本申请提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,所述计算机程序 被处理器执行时实现如上述第二方面所述的电解水制氢系统的控制方法。 [0040] 本申请实施例中的上述一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果之一: [0041] 根据本申请的电子设备、非暂态计算机可读存储介质、芯片和计算机程序产品,通 过设置所述第一补气装置和所述第二补气装置,在所述氧气处理路或者所述氢气处理路的 压力偏低时,向对应的处理路补充气体,增加所述氧气处理路或者所述氢气处理路的压力, 以使所述氧气处理路和所述氢气处理路的压差控制在最优范围内,压差可调节范围大,避 免停机调试,提高生产效率,且在开机时可以通过向所述氧气处理路和/或所述氢气处理路 补气以缩短开机时间。 [0042] 本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变 得明显,或通过本申请的实践了解到。 附图说明 [0043] 本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得 明显和容易理解,其中: [0044] 图1是本申请实施例提供的电解水制氢系统的结构示意图之一; [0045] 图2是本申请实施例提供的电解水制氢系统的结构示意图之二; [0046] 图3是本申请实施例提供的电解水制氢系统的控制方法的流程示意图; [0047] 图4是本申请实施例提供的电解水制氢系统的控制装置的结构示意图; [0048] 图5是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。 [0049] 附图标记: [0050] 电解水制氢系统100、电解槽101; [0051] 氧气处理路110、第一氧气分离器111a、第二氧气分离器111b、氧气排气阀112、氧 气处理管路113、氧气压力表114; [0052] 氢气处理路120、第一氢气分离器121a、第二氢气分离器121b、氢气排气阀122、氢 气处理管路123; [0053] 第一补气装置130、第一补气设备131、第一补气管132、第一补气阀133、第一流量 计134; [0054] 第二补气装置140、第二补气设备141、第二补气管142、第二补气阀143、第二流量 6 6 CN 116555829 A 说明书 4/11页 计144; [0055] 压差检测装置150; [0056] 第一获取模块201、第一控制模块202; [0057] 电子设备400、处理器401、存储器402。 具体实施方式 [0058] 下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。 [0059] 下面参考图1‑图2描述根据本申请实施例的电解水制氢系统100。 [0060] 如图1和图2所示,在本实施方式中,电解水制氢系统100包括电解槽101、氧气处理 路110和氢气处理路120,氧气处理路110的进口与电解槽101的氧气侧出口相连,氢气处理 路120的进口与电解槽101的氢气侧出口相连。 [0061] 在该实施方式中,电解槽101可以是碱性电解槽101,也可以是质子交换膜(PEM)电 解槽101。 [0062] 氧气处理路110与电解槽101的氧侧出口相连,用于对电解槽101排出的氧气汽水 混合流体进行汽水分离,冷却和过滤,最后排出收集,氧气处理路110包括至少一个氧气分 离器,以及连接在各氧气分离器和电解槽101的氧侧出口之间的氧气处理管路113,位于末 端的氧气分离器的气体排出口设有氧气排气阀112,用于控制氧气的排出。 [0063] 氢气处理路120与电解槽101的氢侧出口相连,用于对电解槽101排出的氢气汽水 混合流体进行汽水分离,冷却和过滤,最后排出收集。氢气处理路120包括至少一个氢气分 离器,以及连接在各氢气分离器和电解槽101的氢侧出口之间的氢气处理管路123,位于末 端的氢气分离器的气体排出口设有氢气排气阀122,用于控制氢气的排出。 [0064] 可以理解的是,氧气分离器和氢气分离器可以分别设有一个或者多个,多个分离 器可以起到提高过滤处理效果的作用,有利于制取出符合标准的氧气或者氢气。 [0065] 在该实施方式中,氧气处理路110包括两个氧气分离器,两个氧气分离器分别为靠 近电解槽101的第一氧气分离器111a和靠近氧气排气阀112的第二氧气分离器111b,氢气处 理路120包括两个氢气分离器,两个氢气分离器分别为靠近电解槽101的第一氢气分离器 121a和靠近氢气排气阀122的第二氢气分离器121b。 [0066] 在本实施方式中,电解水制氢系统100还包括第一补气装置130,第一补气装置130 与氧气处理路110相连,用于可选择性地向氧气处理路110补气。 [0067] 第一补气装置130与氧气处理路110中的氧气处理管路113或者氧气分离器相连, 以使在向氧气处理路110补气时,由于管路联通,可以将气体补充到氧气分离器中,以与氢 气处理路120的压力平衡。 [0068] 电解槽101在制取氧气和氢气的过程中,每电解1mol的水,会产生1mol的氢气和 0.5mol的氧气,因此在电解槽101工作时氧气处理路110的压力就会偏低。 [0069] 在电解槽101制氢系统处于运行阶段时,如果氧气处理路110的气压偏低导致压差 过大,通过设置第一补气装置130向氧气处理路110补气,提高氧气处理路110一侧的压力, 以减小氧气处理路110与氢气处理路120之间的压差,这种措施可将系统压差值设定的更接 7 7 CN 116555829 A 说明书 5/11页 近于质子交换膜或者隔膜的承压能力,压差可调节范围大,使系统不会频繁停机调试。 [0070] 在电解水制氢系统100处于启动阶段的情况下,由于制取的氢气量更多,可以通过 向氧气处理路110补气快速提升氧气处理路110的压力,以与氢气处理路120的压力平衡,也 即氢气处理路120无需为配合氧气处理路110的压力而放气以减小压力,加快了开机速度, 至少将开机时间缩短一半。 [0071] 在本实施方式中,电解水制氢系统100还包括第二补气装置140,第二补气装置140 与氢气处理路120相连,用于可选择性地向氢气处理路120补充氢气。 [0072] 在电解水制氢系统100处于运行阶段时,氢气排出阀的控制存在延迟,导致氢气排 放速度过快,从而使氢气处理路120的压力偏低,导致压差超出最优范围。 [0073] 在该实施方式中,根据氢气处理路120和氧气处理路110的压差信息,选择控制第 一补气装置130工作或者第二补气装置140工作,当氧气处理路110的压力偏低时,可以通过 第一补气装置130向氧气处理路110补气,当氢气处理路120的压力偏低时,可以通过设置第 二补气装置140向氢气处理路120补充氢气,以使氢氧两侧的压力趋于相同,进一步提升系 统的稳定性。 [0074] 并且,在电解水制氢系统100开机时,可以通过第一补气装置130和第二补气装置 140分别同时向氧气处理路110和氢气处理路120补气,提升氢氧两侧的压力升高速度,在上 述实施方式中将开机时间缩短为原来的一半的基础上,进一步缩短开机时间。 [0075] 根据本申请的电解水制氢系统100,通过设置第一补气装置130和第二补气装置 140,在氧气处理路110或者氢气处理路120的压力偏低时,向对应的处理路补充气体,增加 氧气处理路110或者氢气处理路120的压力,以使氧气处理路110和氢气处理路120的压差控 制在最优范围内,压差可调节范围大,避免停机调试,提高生产效率,且在开机时可以通过 向氧气处理路110和/或氢气处理路120补气以缩短开机时间。 [0076] 在一些实施例中,电解水制氢系统100还可以包括氧气压力表114和氢气压力表, 氧气压力表114和氢气压力表分别与第一氧气分离器111a和第一氢气分离器121a连接,分 别用于检测第一氧气分离器111a和第一氢气分离器121a的压力,进而判断两者之间的压力 差。 [0077] 在本实施方式中,氧气压力表114与氧气排气阀112电连接,通过氧气压力表114的 信号控制氧气排气阀112的工作,以控制氧气处理路110的压力,氢气压力表与氢气排气阀 122电连接,通过氢气压力表的信号控制氢气排气阀122的工作,以控制氢气处理路120的压 力。 [0078] 在该实施方式中,还可以通过控制氢气排气阀122的阀门开度,当氢气处理路120 的压力偏高,导致压差过大时,可以通过加大氢气排气阀122的阀门开度以加快氢气的排 放,进而降低压差。 [0079] 如图1所示,在一些实施例中,电解水制氢系统100还可以包括压差检测装置150, 压差检测装置150连接在氧气处理路110的第一氧气分离器111a与氢气处理路120的第一氢 气分离器121a之间,第一补气装置130与压差检测装置150电连接,第一补气装置130用于基 于压差检测装置150的信号工作。 [0080] 在本实施方式中,通过在第一氧气分离器111a和第一氢气分离器121a之间设置压 差检测装置150,可以通过压差检测装置150的检测信号直接判断第一氧气分离器111a与第 8 8 CN 116555829 A 说明书 6/11页 一氢气分离器121a之间的压差,当信号显示压差处于可控区间时,电解水制氢系统100正常 工作,当信号显示压差处于风险区间时,则第一补气装置130向氧气处理路110补气,以提高 第一氧气分离器111a的压力,直至压差检测装置150的压差信号回到可控区间为止。 [0081] 在该实施方式中,压差检测装置150还可以与氢气排气阀122电连接,用于控制氢 气排气阀122工作,通过控制氢气排气阀122的阀门开度,以控制氢气侧的排气量,进而调节 氢气处理路110的压力,以实现减小氢氧两侧压差的作用。 [0082] 如图1所示,在一些实施例中,压差检测装置150可以为压差表。 [0083] 在本实施方式中,压差表的两端分别连接在第一氧气分离器111a和第一氢气分离 器121a的气相部分,用于检测第一氧气分离器111a和第一氢气分离器121a的气压差,并根 据气压差指导第一补气装置130工作。 [0084] 如图2所示,在一些实施例中,第一氧气分离器111a与第一氢气分离器121a的底部 相连。 [0085] 利用连通器的原理将第一氧气分离器111a和第一氢气分离器121a通过连通管从 底部相连,以起到平衡第一氧气分离器111a和第一氢气分离器121a两侧压力的作用。 [0086] 在本实施方式中,压差检测装置150还可以为压差液位计。 [0087] 通过压差液位计检测第一氢气分离器121a和第一氧气分离器111a的液位,根据液 位差判断第一氢气分离器121a和第一氧气分离器111a之间的压差,进而控制电解槽101氢 氧两侧的压力不会偏差过大。 [0088] 当氧侧压力偏低时,会导致第一氧气分离器111a的液位过高,通过向第一氧气分 离器111a补气以使两侧液位恢复平衡,当氢侧压力偏低时,会导致第一氢气分离器121a的 液位过高,通过向第一氢气分离器121a补气以使两侧液位恢复平衡,达到不停机调节的目 的,且可以避免第一氧气分离器111a和第一氢气分离器121a之间窜气,影响制取纯度。 [0089] 如图1至图2所示,在一些实施例中,第一补气装置130可以包括第一补气管132、第 一补气设备131和第一补气阀133。 [0090] 第一补气设备131可以为气体生产设备或者气体存储设备,第一补气设备131的补 气口用于输出气体,第一补气设备131的补气口通过第一补气管132与氧气处理路110连接, 第一补气阀133设于第一补气管132上。 [0091] 在本实施方式中,第一补气阀133用于控制第一补气管132的通断,当氧气处理路 110的压力偏低时,开启第一补气阀133以向氧气处理路110补气。 [0092] 可以理解的是,可通过控制第一补气阀133的开合度来控制补气的速率。 [0093] 在一示例中,第一补气阀133可以手动控制开关。 [0094] 在另一示例中,第一补气阀133还可以分别与第一氧气分离器111a的压力表和第 一氢气分离器121a的压力表电连接,用于根据两个压力表的信号控制动作。 [0095] 在又一示例中,第一补气阀133还可以与压差检测装置150电连接,通过压差检测 装置150的压差信号直接指导工作。 [0096] 如图1至图4所示,在一些实施例中,第一补气装置130可以与氧气处理路110的氧 气分离器的顶部相连。 [0097] 通过将第一补气装置130与第一氧气分离器111a的顶部相连,使第一补气装置130 补充的气体直接补充到第一氧气分离器111a的气相部分,压力提升速度快,控制准确。 9 9 CN 116555829 A 说明书 7/11页 [0098] 可以理解的是,第一补气装置130可以与整个氧气处理路110的任意设备或者管路 连接。 [0099] 在另外的实施例中,第一补气装置130还可以与氧气处理路110的氧气处理管路 113连接,通过管路的连通,气体同样可以进到第一氧气分离器111a中。 [0100] 或者,当氧气分离器设有多个时,第一补气装置130也可以与任意氧气分离器连 接,如第二氧气分离器111b,或者与第二氧气分离器111b的氧气排气阀112之前的管路连 接,均可连通到与电解槽101最近的第一氧气分离器111a中。 [0101] 基于上述实施例,下面分别从两种不同的实现角度,对本申请实施例进行具体说 明。 [0102] 一、第一补气装置130用于补充惰性气体。 [0103] 在一些实施例中,第一补气装置130可以用于向氧气处理路110补充惰性气体。 [0104] 在本实施方式中,第一补气装置130的第一补气设备131可以为惰性气体生产设备 或者惰性气体存储设备,通过补充惰性气体可以增加氧气处理路110的压力,也不会与氧气 发生反应,安全性高。 [0105] 可以理解的是,该实施例可适用于氧气处理路110排出的氧气不需要收集的情况 下。 [0106] 二、第一补气装置130用于补充氧气。 [0107] 在一些实施例中,第一补气装置130用于向氧气处理路110补充氧气。 [0108] 在本实施方式中,第一补气装置130的第一补气设备131可以是氧气生产设备或者 氧气存储设备,通过补充氧气可以增加氧气处理路110的压力,同时排出的氧气还可以回 收。 [0109] 当第一补气设备131为氧气存储设备时,氧气存储设备可以与第二氧气分离器 111b的氧气排气阀112连接,经第二氧气分离器111b排出的氧气被氧气存储设备回收,当氧 气处理路110压力偏低时,还可以将存储的氧气补充到氧气处理路110实现循环利用。 [0110] 在一些实施例中,第二补气装置140可以包括第二补气管142、第二补气设备141和 第二补气阀143。 [0111] 第二补气设备141可以为气体生产设备或者气体存储设备,第二补气设备141的补 气口用于输出气体,第二补气设备141的补气口通过第二补气管142与氢气处理路120连接, 第二补气阀143设于第二补气管142上。 [0112] 第二补气阀143用于控制第二补气管142的通断,当氢气处理路120的压力偏低时, 开启第二补气阀143以向氢气处理路120补气。 [0113] 可以理解的是,可通过控制第二补气阀143的开合度来控制补气的速率。 [0114] 在一示例中,第二补气阀143可以手动控制开关。 [0115] 在另一示例中,第二补气阀143还可以分别与第一氧气分离器111a的压力表和第 一氢气分离器121a的压力表电连接,用于根据两个压力表的信号控制动作。 [0116] 在又一示例中,第二补气阀143还可以与压差检测装置150电连接,通过压差检测 装置150的压差信号直接指导工作。 [0117] 可以理解的是,由于电解水制氢系统100的主要目的是为了制取氢气,因此第二补 气装置140只能向氢气处理路120补充氢气,其中,第二补气设备141可以是氢气生产设备或 10 10 CN 116555829 A 说明书 8/11页 者氢气存储设备,具体设置可以参考第一补气设备131。 [0118] 如图2所示,在一些实施例中,第一补气装置130与氧气处理路110的连接管路和第 二补气装置140与氢气处理路120的连接管路上均可以设有流量计。 [0119] 在通过设置第一补气装置130和第二补气装置140同时补气以加快开机速度时,需 要按比例补充气体以在缩短开机时间的同时,保证系统压力的平衡,通过在第一补气装置 130与氧气处理路110的连接管路和第二补气装置140与氢气处理路120的连接管路上分别 设有第一流量计134和第二流量计144,以控制第一补气装置130和第二补气装置140的补气 速率。 [0120] 在本实施方式中,第一补气阀133与第一流量计134电连接,第二补气阀143分别与 第二流量计144电连接,根据流量计的信号控制第一补气阀133和第二补气阀143的开度,进 而控制补气速率。 [0121] 在该实施方式中,第一流量计134和第二流量计144还可以与压差检测装置150电 连接,根据压差检测装置150的压差信号计算补充流量,进而控制第一补气阀133和第二补 气阀143的开度,保证系统压差的稳定性。 [0122] 如图3所示,本申请实施例还提供一种如上述任一项实施例的电解水制氢系统100 的控制方法,电解水制氢系统100的控制方法包括:步骤310和步骤320。 [0123] 步骤310、获取氢气处理路120和氧气处理路110的压差信息; [0124] 在本实施方式中,可以通过分别获取氢气处理路120的压力和氧气处理路110的压 力以计算出氢气处理路120和氧气处理路110的压差,也可以通过在氢气处理路120和氧气 处理路110之间设置压差检测装置150,直接获取氢气处理路120和氧气处理路110的压差。 [0125] 可以理解的是,由于单侧线路是连通的,因此获取氢气分离器与氧气分离器的压 差即可获得氢气处理路120和氧气处理路110的压差信息。 [0126] 步骤320、基于压差信息控制第一补气装置130和第二补气装置140。 [0127] 在本实施方式中,根据压差信息控制第一补气装置130向氧气处理路110补气,控 制第二补气装置140向氢气处理路120补气,当氧气处理路110的压力比氢气处理路120的压 力低,且两者压差超出最优范围时,控制第一补气装置130工作,以使氧气处理路110的压力 升高,直至氢氧两侧压力趋于相同,当氢气处理路120的压力比氧气处理路110的压力低,且 两者压差超出最优范围时,控制第二补气装置140工作,以使氢气处理路120的压力升高,直 至氢氧两侧压力趋于相同,以保证电解水制氢系统100的稳定运行。 [0128] 根据本申请的电解水制氢系统100,通过设置第一补气装置130和第二补气装置 140,在氧气处理路110或者氢气处理路120的压力偏低时,向对应的处理路补充气体,增加 氧气处理路110或者氢气处理路120的压力,以使氧气处理路110和氢气处理路120的压差控 制在最优范围内,压差可调节范围大,避免停机调试,提高生产效率,且在开机时可以通过 向氧气处理路110和氢气处理路120补气以缩短开机时间。 [0129] 步骤320、基于压差信息控制第一补气装置130和第二补气装置140,包括: [0130] 步骤321、在电解水制氢系统100处于运行阶段,且氢气处理路120和氧气处理路 110的压差大于第一目标值的情况下,控制第一补气装置130向氧气处理路110补气。 [0131] 第一目标值为预先设置的最大最优压差值,在电解水制氢系统100处于运行阶段 时,以压差维持在第一目标值以内时为最优状态,氢气处理路120和氧气处理路110的压差 11 11 CN 116555829 A 说明书 9/11页 大于第一目标值时,则说明压差超出最优范围,控制第一补气装置130向氧气处理路110补 气,直至氧气处理路110和氢气处理路120的压力趋于相同。 [0132] 步骤322、在电解水制氢系统100处于运行阶段,且氢气处理路120和氧气处理路 110的压差小于第二目标值的情况下,控制第二补气装置140向氢气处理路120补气。 [0133] 第二目标值为预先设置的最小最优压差值,在电解水制氢系统100处于运行阶段 时,氢气排出阀的控制存在延迟,导致氢气排放速度过快,从而使氢气处理路120的压力偏 低,使氢气处理路120和氧气处理路110的压差小于第二目标值,此时控制第二补气装置140 向氢气处理路120补气以增加氢气处理路120的压力,使氢氧两侧的压力趋于相同。 [0134] 在该实施方式中,还可以设置有第四目标值,第四目标值小于第二目标值,第四目 标值被设置作为最小可控压差,超过第四目标值则可能导致压差超出可控范围,当压差超 出第四目标值时,控制电解水制氢系统100停机。 [0135] 通过设置第二补气装置140,根据压差信号指导第一补气装置130和第二补气装置 140的工作,以进一步提升电解水制氢系统100的运行稳定性,可控压差范围更大。 [0136] 在一些实施例中,步骤320、基于压差信息控制第一补气装置130和第二补气装置 140,包括: [0137] 步骤323、在电解水制氢系统100处于启动阶段的情况下,按照目标比例控制第一 补气装置130向氧气处理路110补气且控制第二补气装置140向氢气处理路120补气。 [0138] 在本实施方式中,在电解水制氢系统100处于启动阶段的情况下,控制第二补气装 置140向氢气处理路120补气,进一步提高氢气处理路120的压力升高速度,同时按照目标比 例向氧气处理路110补气,使氢氧两侧的压力均匀上升,避免出现压差。 [0139] 在原本氢气处理路120升压速度的基础上,进一步提高整体压力提升速度,使开机 时间进一步缩短,提高生产效率。 [0140] 本申请实施例提供的电解水制氢系统100的控制方法,执行主体可以为电解水制 氢系统100的控制装置。本申请实施例中以电解水制氢系统100的控制装置执行电解水制氢 系统100的控制方法为例,说明本申请实施例提供的电解水制氢系统100的控制装置。 [0141] 本申请实施例还提供一种电解水制氢系统100的控制装置。 [0142] 如图4所示,该电解水制氢系统100的控制装置包含:第一获取模块201和第一控制 模块202。 [0143] 第一获取模块201用于获取氢气处理路120和氧气处理路110的压差信息。 [0144] 第一获取模块201与压差检测装置150电连接,或者,第一获取模块201与氧气压力 表114和氢气压力表电连接,以获取氢气处理路120和氧气处理路110的压差信息。 [0145] 第一控制模块202用于基于压差信息控制第一补气装置130。 [0146] 第一控制模块202与第一获取模块201和第一补气装置130电连接,第一控制模块 202以根据压差信息,执行上述电解水制氢系统100的操控方法。 [0147] 根据本申请实施例提供的电解水制氢系统100的控制装置,通过第一获取模块201 获取压差信息,通过第一控制模块202根据压差信息控制第一补气装置130工作,可以使氧 气处理路110和氢气处理路120的压差控制在最优范围内,压差可调节范围大,避免停机调 试,提高生产效率,且在开机时可以通过向氧气处理路110补气以缩短开机时间。 [0148] 本申请实施例中的电解水制氢系统100的控制装置可以是电子设备,也可以是电 12 12 CN 116555829 A 说明书 10/11页 子设备中的部件,例如集成电路或芯片。该电子设备可以是终端,也可以为除终端之外的其 他设备。示例性的,电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、 移动上网装置(Mobile Internet Device,MID)、增强现实(augmented reality,AR)/虚拟 现实(virtual reality,VR)设备、机器人、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra‑ mobile personal computer,UMPC)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant,PDA)等,还可以为服务器、网络附属存储器(Network Attached Storage,NAS)、 个人计算机(personal computer,PC)、电视机(television,TV)、柜员机或者自助机等,本 申请实施例不作具体限定。 [0149] 本申请实施例中的电解水制氢系统100的控制装置可以为具有操作系统的装置。 该操作系统可以为微软(Windows)操作系统,可以为安卓(Android)操作系统,可以为IOS操 作系统,还可以为其他可能的操作系统,本申请实施例不作具体限定。 [0150] 本申请实施例提供的电解水制氢系统100的控制装置能够实现图5的方法实施例 实现的各个过程,为避免重复,这里不再赘述。 [0151] 在一些实施例中,如图5所示,本申请实施例还提供一种电子设备400,包括处理器 401、存储器402及存储在存储器402上并可在处理器401上运行的计算机程序,该程序被处 理器401执行时实现上述电解水制氢系统100的操控方法实施例的各个过程,且能达到相同 的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。 [0152] 需要说明的是,本申请实施例中的电子设备包括上述的移动电子设备和非移动电 子设备。 [0153] 本申请实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质,该非暂态计算机可读存储 介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述电解水制氢系统100的 操控方法实施例的各个过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。 [0154] 其中,处理器为上述实施例中的电子设备中的处理器。可读存储介质,包括计算机 可读存储介质,如计算机只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、磁碟或者光盘等。 [0155] 本申请实施例还提供一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处 理器执行时实现上述电解水制氢系统100的操控方法。 [0156] 其中,处理器为上述实施例中的电子设备中的处理器。可读存储介质,包括计算机 可读存储介质,如计算机只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、磁碟或者光盘等。 [0157] 本申请实施例另提供了一种芯片,芯片包括处理器和通信接口,通信接口和处理 器耦合,处理器用于运行程序或指令,实现上述电解水制氢系统100的操控方法实施例的各 个过程,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。 [0158] 应理解,本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或 片上系统芯片等。 [0159] 需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排 他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而 且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有 的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该 要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外,需要指出的是,本申请实 施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能,还可包括根据所涉及 13 13 CN 116555829 A 说明书 11/11页 的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能,例如,可以按不同于所描述的次序 来执行所描述的方法,并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外,参照某些示例所描述 的特征可在其他示例中被组合。 [0160] 通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方 法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下 前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现存技术做 出贡献的部分可以以计算机软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储 介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机,计算机,服 务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。 [0161] 上面结合附图对本申请的实施例进行了描述,但是本申请并不局限于上述的具体 实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员 在本申请的启示下,在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多 形式,均属于本申请的保护之内。本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等 是用于区别类似的对象,而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据 在适当情况下可以互换,以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的 顺序实施,且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类,并不限定对象的个数,例如第一 对象可以是一个,也可以是多个。此外,说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的 至少其中之一,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。 [0162] 在本申请的描述中,“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。 [0163] 在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上。 [0164] 在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结 构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的 示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特 点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 [0165] 尽管已经示出和描述了本申请的实施例,本领域的普通技术人员能够理解:在不 脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本 申请的范围由权利要求及其等同物限定。 14 14 CN 116555829 A 说明书附图 1/2页 图1 图2 15 15 CN 116555829 A 说明书附图 2/2页 图3 图4 图5 16 16
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