CN115601882A - 一种储氢器智能交换站、交换系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种储氢器智能交换站、交换系统及方法，属于氢气应用领域。包括柜体、承载模块和交互模块三部分。其中，承载模块，包括均匀分布所述柜体内部多个容纳腔体，设置在所述容纳腔体内的储氢器承载座，以及设置在所述容纳腔体外部的自动门；所述承载模块内水平放置有一个储氢器；交互模块，包括设置在所述柜体上的触摸屏和扩音器，用于与用户进行信息交互。本发明通过用户将交互模块与所述交换站建立联系后，用户可以根据自身需求，自由的选择达成借用储氢器、归还储氢器、先借后还储氢器或者先还后借储氢器的目的。通过将功能的拆解，给了用户更高的选择自由度，提高了用户体验。

Description

一种储氢器智能交换站、交换系统及方法

技术领域

本发明属于氢气应用领域，尤其是一种储氢器智能交换站、交换系统及方法。

背景技术

储存罐作为气体的储存装置，已是相当的普遍，无论是氢能燃料电池系统或应用氢能燃料电池的其他产品，都是需要氢气的供应。由于金属合金储氢方式具有压力低、加氢便捷等优点，该储氢方式被广泛应用推广，比较好的解决了氢气存储的问题，未来将被广泛应用于小型氢燃料发电动力产品中

随着商用氢燃料电动车的广泛应用，氢能源的更换问题也随之来，现有的储氢器的更换更多是前往专业的充氢站进行加氢。因此设计一种能够安全可靠快速的交换、补充、回收气瓶的交换站，是氢能源推广利用上亟需解决的问题。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明提供一种储氢器智能交换站、交换系统及方法，以解决背景技术所涉及的问题。

本发明提供一种储氢器智能交换站，包括：

柜体；

承载模块，包括均匀分布所述柜体内部多个容纳腔体，设置在所述容纳腔体内的储氢器承载座，以及设置在所述容纳腔体外部的自动门；所述承载模块内水平放置有一个储氢器。

交互模块，包括设置在所述柜体上的触摸屏和扩音器，用于与用户进行信息交互；

用户通过交互模块与所述交换站建立联系后，所述交换站自动弹开一个空置承载座，当用户将空瓶储氢器放置于空载承载座上，交换站对空瓶储氢器进行识别，判断是否符合要求；

和/或

用户通过交互模块与所述交换站建立联系后，自动弹开另一个放置有满瓶储氢器的承载座，待用户取出。

优选地或可选地，所述交互模块支持扫描二维码、输入指纹、人脸识别和会员卡识别多种方式验证身份方式，与交换站建立联系。

优选地或可选地，所述交换站顶部装有强风散热空调。

优选地或可选地，所述交换站还包括水冷系统。

优选地或可选地，所述水冷系统包括：设置在所述柜体外部的水箱和水泵，分布在所述柜体内部的水管，以及安装在所述容纳腔体内的雾化喷水枪。

优选地或可选地，所述交换站还包括多个不同类型的传感器，与所述扩音器相连接的声光报警器，以及用于与管理平台相连接的通讯模块。

优选地或可选地，所述传感器包括分布在每一个容纳腔体的气敏传感器，均匀分布在所述柜体内部的多个温度传感器和烟雾传感器。

优选地或可选地，所述容纳腔体的上下构成面上均设置有孔洞，用于冷气流通和排水。

优选地或可选地，所述交换站还包括备用电源，用于传感器、声光报警器和通讯模块的供电。

本发明还提供一种储氢器智能交换系统，包括：

中控主机，内置有控制模块、统计模块、处理模块和监控预警模块；

交换站，为上述的储氢器智能交换站，内置有多个储氢器；所述储氢器用于储存氢气给设备供气、底部有可供识别的身份码；

移动终端，可与所述中控主机，储氢器交换站通信，实现人机交互；

充氢站，用于给储氢器加注氢气。

优选地或可选地，所述交换站通过移动互联网与中控主机以及充氢站相连，通过蓝牙模块与用户的移动互联网终端相连接、交换站内部通过总线式通信连接各个模块，交换站通过扫描储氢器信息码获得储氢器信息。

优选地或可选地，所述交换站在实现借用储氢器功能时，包括如下步骤：

收到用户通过移动终端发出的借用请求后，通过人脸识别或者移动终端确认用户身份信息；

将用户身份信息传输到中控主机，中空主机判断所述用户是否拥有借用资格；

如果没有，告知用户原因；如果有，进一步判断所述交换站站点是否拥有可以出借的储氢器；

如果没有，告知用户原因；如果有，释放储氢器。

优选地或可选地，所述交换站在实现归还储氢器功能时，包括如下步骤：

收到用户通过移动终端发出的归还请求后，交换站点先判断是否有空置的容纳腔体可以用来接收归还来的储氢器；

如果没有，告知用户；如果有，接收储氢器，并执行下一步；

接收储氢器后，扫描确认储氢器的信息，并判断是否能够准确获得储氢器的编码信息；

若是，即将编码信息传输回中控主机，于数据库中确认已经归还；若不能，则进一步获取用户的输入借用人身份信息，并强制收缴储氢器；

通过人工核查储氢器是否符合预定要求；

若是，即将编码信息传输回中控主机，于数据库中确认已经归还；若不是，告知借用人。

有益效果：本发明涉及一种储氢器智能交换站、交换系统及方法，通过用户通过交互模块与所述交换站建立联系后，所述交换站自动弹开一个空置承载座，当用户将空瓶储氢器放置于空载承载座上，交换站对空瓶储氢器进行识别，判断是否符合要求，然后自动弹开另一个放置有满瓶储氢器的承载座，待用户取出，以此实现对储氢器的智能更换，方便用户就近更换储氢器。

附图说明

图1是本发明的外部结构示意图。

图2是本发明的正视图。

图3是本发明的左视图。

图4是本发明的内部结构示意图。

图5是本发明中储氢器交换系统信息流向图。

图6是本发明中借用储氢器的工作站站点工作流程图。

图7是本发明中归还储氢器的工作站站点工作流程图。

附图标记为：柜体1、容纳腔体2、承载座3、自动门4、储氢器5、触摸屏6、散热空调7、孔洞8、导流板9、导流孔10、柔性挡板11。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

参阅附图1至4，一种储氢器5智能交换站，其硬件包括柜体1、承载模块和交互模块三部分。

其中，承载模块包括均匀分布所述柜体1内部多个容纳腔体2，设置在所述容纳腔体2内的储氢器5承载座3，以及设置在所述容纳腔体2外部的自动门4；所述承载座3为两个圆弧形夹爪，可以保证所述储氢器5处于水平悬空状态，所述承载模块内水平放置有一个储氢器5。交互模块包括设置在所述柜体1上的触摸屏6和扩音器，用于与用户进行信息交互；用户通过扫描二维码、输入指纹、人脸识别和会员卡识别多种方式验证身份方式，与交换站建立联系，并以此为凭证向储氢器5交换站请求更换储氢器5。当交互模块与所述交换站建立联系后，所述交换站自动弹开一个空置承载座3，当用户将空瓶储氢器5放置于空载承载座3上，交换站对空瓶储氢器5进行识别，判断是否符合要求，然后自动弹开另一个放置有满瓶储氢器5的承载座3，待用户取出。

在进一步实施例中，交换站分布着多个传感器，监测整个交换站，在所述交换站上还设置有与所述扩音器相连接的声光报警器、用于与管理平台相连接的通讯模块；每个容纳腔体2内都有一个温度传感器进行监控。出于使用寿命考虑储氢器5的存储温度应在40℃以下，故腔体传感器感知到的温度高于40℃的时候开启空调。出于安全考虑，感知到温度高于六十度，向中控主机发信号报警。针对外部环境设置温度传感器以及烟雾传感器。一旦温度传感器感知到的温度达到起火点或者烟雾传感器发现烟雾。立即提醒后台监控人员调看实时监控。针对气敏传感器，温度传感器，烟雾报警器，声光报警设备和通信设施有专门的备用电源。该备用电源可以保证断电后2小时内保持供电。

在进一步实施例中，所述交换站还包括备用电源，用于传感器、声光报警器和通讯模块的供电。

在进一步实施例中，所述交换站顶部装有强风散热空调7，用以散热，还可以用于排风，将柜体1中的氢气直接排入大气。具体地，所述交换站每个腔体中都分布有气敏传感器，监测整个设备，如果发现有氢气含量达到0.4％，启动空调强风模式，将氢气排散出去。空气中氢气含量达到1％的时候，向中控主机报警。空气中氢气含量达到1.5％的时候，储氢站启动声光示警，警告行人远离设备。

在进一步实施例中，所述容纳腔体2的上下构成面上均设置有孔洞8，用以保障冷气的流通以及排水顺畅。为了进一步提高冷气的流通顺畅程度，在本实例中，在所述容纳腔体2的后方设置有导流板9，在每个容纳腔体2内形成一个冷空气循环，提高与储氢器5的接触时间，进而提高散热效果。参阅附图4，在所述容纳腔体2的后方设置有倾斜预定角度的导流板9，在所述导流板9上设置有多个导流孔10，所述导流孔10位于水平放置储氢器5的上方，在所述容纳腔体2和自动门4之间的上部设置有一个柔性挡板11，也就说所述柔性挡板11设置在所述储氢器5的前部。当温度传感器检测到温度超过预定值后，开启散热空调7，冷风经过导流板9导流流入柜体1后部与导流板9之间的空间，然后通过导流孔10进而容纳腔体2的上部，倾斜的导流板9保证冷风流入每个容纳腔体2的流量大致相等，当冷风运动至柔性挡板11时，通过柔性挡板11改变冷风流向，流向容纳腔体2的下方，最后从下构成面上的孔洞8进入下一层容纳腔体2中，避免冷风直接吹向自动门4，减小冷风与自动门4接触量，进而减小冷风从自动门4的泄露量，降低热损量，进而实现空调节能效果。

在进一步实施例中，所述交换站还包括水冷系统。所述水冷系统包括：设置在所述柜体1外部的水箱和水泵，分布在所述柜体1内部的水管，以及安装在所述容纳腔体2内的雾化喷水枪。当烟雾传感器检测到烟气、或温度传感器检测到柜体1内的温度过高时，启动水冷系统。

为了方便理解储氢器5智能交换站的技术方案，对其工作流程做出简要说明：如图5所示为该系统信息流图。交换站站点通过移动互联网与中控主机以及充氢站相连，通过蓝牙模块与用户的移动互联网终端相连接、交换站内部通过总线式通信连接各个模块，交换柜通过扫描储氢器5信息码获得储氢器5信息。用户可以通过屏幕或者移动终端自行进行选择需要使用的功能。交换站包括如下功能：借用储氢器5、归还储氢器5、交换储氢器5。如图6所示为借用储氢器5的站点工作流程图。在用户提出借用要求之后，通过人脸识别或者移动终端确认用户身份。将用户信息传输到中控主机。判断该用户是否拥有借用资格。如果没有，告知用户原因；如果有，判断站点是否拥有可以出借的储氢器5。如果没有，告知用户原因；如果有，释放储氢器5。如图7所示为归还储氢器5的站点工作流程图。在用户提出归还要求之后，站点先判断是否有空置容纳腔体2可以用来接收归还来的储氢器5。如果没有，告知用户。如果有，接收储氢器5。接收储氢器5后，扫描确认储氢器5的信息。如果能够准确判断储氢器5的信息，即可将信息传输回中控主机，于数据库中确认已经归还。如果不能确认储氢器5的编码信息，用户必须告知站点的自己的信息。后续由运营人员确认该储氢器5为完好的本系统的储氢器5后，给用户发送一条消息。要求他将该储氢器5的借用人ID汇报到中控主机。

换言之，当用户执行交换储氢器5功能时，所述交换柜需要执行归还储氢器5和借用储氢功能，从硬件的角度上来说明交换柜实现交换储氢器5的功能，当用户通过交互模块与所述交换站建立联系后，用户可以根据自身的需求自由的选择是先进行借用功能还是先进行归还功能，以此达成交换储氢器5的目的。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (10)

1.一种储氢器智能交换站，其特征在于，包括：

柜体；

承载模块，包括均匀分布所述柜体内部多个容纳腔体，设置在所述容纳腔体内的储氢器承载座，以及设置在所述容纳腔体外部的自动门；所述承载模块内水平放置有一个储氢器；

交互模块，包括设置在所述柜体上的触摸屏和扩音器，用于与用户进行信息交互；

用户通过交互模块与所述交换站建立联系后，所述交换站自动弹开一个空置承载座，当用户将空瓶储氢器放置于空载承载座上，交换站对空瓶储氢器进行识别，判断是否符合要求；

和/或

用户通过交互模块与所述交换站建立联系后，自动弹开另一个放置有满瓶储氢器的承载座，待用户取出。

2.根据权利要求1所述的储氢器智能交换站，其特征在于，所述交互模块支持扫描二维码、输入指纹、人脸识别和会员卡识别多种方式验证身份方式，与交换站建立联系。

3.根据权利要求1所述的储氢器智能交换站，其特征在于，所述交换站还包括水冷系统；所述水冷系统包括：设置在所述柜体外部的水箱和水泵，分布在所述柜体内部的水管，以及安装在所述容纳腔体内的雾化喷水枪。

4.根据权利要求1所述的储氢器智能交换站，其特征在于，所述交换站还包括多个不同类型的传感器，与所述扩音器相连接的声光报警器，以及用于与管理平台相连接的通讯模块。

5.根据权利要求1所述的储氢器智能交换站，其特征在于，所述容纳腔体的上下构成面上均设置有孔洞，用于冷气流通和排水。

6.根据权利要求1所述的储氢器智能交换站，其特征在于，所述交换站还包括备用电源，用于传感器、声光报警器和通讯模块的供电。

7.一种储氢器智能交换系统，其特征在于，包括：

中控主机，内置有控制模块、统计模块、处理模块和监控预警模块；

交换站，为权利要求1至6任一项所述的储氢器智能交换站，内置有多个储氢器；所述储氢器用于储存氢气给设备供气、底部有可供识别的身份码；

移动终端，可与所述中控主机，储氢器交换站通信，实现人机交互；

充氢站，用于给储氢器加注氢气。

8.根据权利要求7所述的储氢器智能交换系统，其特征在于，所述交换站通过移动互联网与中控主机以及充氢站相连，通过蓝牙模块与用户的移动互联网终端相连接、交换站内部通过总线式通信连接各个模块，交换站通过扫描储氢器信息码获得储氢器信息。

9.一种基于权利要求8所述的储氢器智能交换系统的储氢器借用方法，其特征在于，包括如下步骤：

收到用户通过移动终端发出的借用请求后，通过人脸识别或者移动终端确认用户身份信息；

将用户身份信息传输到中控主机，中空主机判断所述用户是否拥有借用资格；

如果没有，告知用户原因；如果有，进一步判断所述交换站是否拥有可以出借的储氢器；

如果没有，告知用户原因；如果有，释放储氢器。

10.一种基于权利要求8所述的储氢器智能交换系统的储氢器归还方法，其特征在于，包括如下步骤：

收到用户通过移动终端发出的归还请求后，交换站点先判断是否有空置的容纳腔体可以用来接收归还来的储氢器；

如果没有，告知用户；如果有，接收储氢器，并执行下一步；

接收储氢器后，扫描确认储氢器的信息，并判断是否能够准确获得储氢器的编码信息；

若是，即将编码信息传输回中控主机，于数据库中确认已经归还；若不能，则进一步获取用户的输入借用人身份信息，并强制收缴储氢器；

通过人工核查储氢器是否符合预定要求；

若是，即将编码信息传输回中控主机，于数据库中确认已经归还；若不是，告知借用人。

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