用于给储气装置提供压缩空气的加气站及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于给储气装置提供压缩空气的加气站及其控制方法。

背景技术

近年来，随着汽车工业迅猛发展，能源问题日趋加重。面对汽车市场的日益膨胀和原油资源的相对匮乏，汽车产业面临了可持续发展的两难境地。为了解决上述问题，国外空气动力汽车技术正在加速发展，据报道：2012年3月法国MDI公司在瑞士日内瓦国际车展上展示了一辆空气动力汽车Airpod。同年3月，新版空气动力车正在阿姆斯特丹的史基浦机场(Schipolairport)接受法国航空-荷兰皇家航空公司(Air France KLM)的测试，它们将在未来代替庞大的服务电动车队。我国空气动力汽车技术也有一定的发展，例如CN201821334092.7公开一种气动汽车，通过将气体动力装置连接至行走装置，扭矩大，转速高，传递效率高，能耗低，且环境友好，排放物为减压后的气体，工作噪音低，且无尾气污染。

但是，随着气动汽车的发展，气动汽车的充气站必将成为汽车工业和能源产业发展的重点。气动汽车的充气站能较好的解决快速充气问题，节能减排，然而，现有技术中还未见气动汽车的充气站的相关报道。

发明内容

本发明提供了一种用于给储气装置提供压缩空气的加气站及其控制方法，可以有效解决上述问题。

本发明是这样实现的：

一种加气站，用于给储气装置提供压缩空气，包括：

高压气瓶；

空压机，用于给所述高压气瓶充压缩空气；

管路，连接于所述高压气瓶和所述空压机之间，所述管路包括与所述空压机连接的进气口，以及用于给所述气动装置加气的出气口；

进气开关，设置于所述进气口；

第一减压阀以及出气开关，顺序设置于所述出气口。

作为进一步改进的，所述加气站包括多个高压气瓶，所述多个高压气瓶串联或并联于所述管路中。

作为进一步改进的，所述加气站进一步包括压力传感器，设置于所述管路中。

作为进一步改进的，所述加气站进一步包括供电单元，用于给所述空压机供电，所述供电单元包括市电供电模块、储能模块、太阳能模块和/或风力发电模块。

本发明进一步提供一种上述的加气站的控制方法，包括以下步骤：

获取所述高压气瓶的气压；

判断所述高压气瓶的气压是否低于第一阈值时，是，控制所述空压机给所述高压气瓶充压缩空气。

作为进一步改进的，所述加气站进一步包括供电单元，所述供电单元包括市电供电模块以及储能模块；且所述控制所述空压机给所述高压气瓶充压缩空气的步骤包括：

判断是否为低谷电价，是，直接通过所述市电供电模块给所述空压机及所述储能模块供电；否，通过所述储能模块给所述空压机供电。

作为进一步改进的，定义所述第一阈值为A，所述气动装置中储气管道的最高限额压力为B，其中A大于B。

本发明进一步提供一种上述的加气站的控制方法，包括以下步骤：

获取所述高压气瓶对外充气前的第一气压；

获取所述高压气瓶对外充气后的第二气压；

根据所述第一气压、所述第二气压以及所述高压气瓶的体积进行计费。

本发明的有益效果是：其一、用于给储气装置提供压缩空气的加气站可以解决气动汽车的充气问题，节能减排；其二，先通过空压机压缩于所述高压气瓶中，然后通过高压气瓶给所述气动装置加气，从而实现快速充气问题，充气时间可缩短到几分钟内；其三，通过第一减压阀的设置可以防止高压气瓶中的气体直接冲击气动装置，降低风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例提供的气动系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的气动系统中加气站中供电单元的结构示意图；

图3是本发明一个实施例提供的气动系统中加气站的控制方法流程图；

图4是本发明另一个实施例提供的气动系统中加气站的控制方法流程图；

图5是本发明实施例提供的气动系统中气动系统中储气管道单元的结构示意图；

图6是本发明另一个实施例提供的气动系统的控制方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参照图1所示，本发明实施例提供一种气动系统，所述气动系统包括加气站(图中未标号)以及气动系统(图中未标号)，所述加气站用于给气动系统提供压缩空气。

所述加气站包括：

高压气瓶10；

空压机21，用于给所述高压气瓶10充压缩空气；

第一管路11，连接于所述高压气瓶10和所述空压机21之间，所述第一管路11包括与所述空压机21连接的进气口，以及用于给所述气动系统加气的出气口；

进气开关12，设置于所述进气口；

第一减压阀13以及出气开关14，顺序设置于所述出气口。

所述加气站可以包括多个高压气瓶10，所述多个高压气瓶10可以串联或并联于所述第一管路11中。在其中一个实施例中，所述加气站包括三个并联于所述第一管路11中的高压气瓶10。所述高压气瓶10中气体的压力为30MPa～100MPa，在其中一个实施例中，所述高压气瓶10中气体的压力约为50MPa。所述高压气瓶10的体积不限，可以根据实际场地进行选择。

所述加气站可以进一步包括第一压力传感器，设置于所述第一管路11中，用于获取第一管路11或所述高压气瓶10的压力。可以理解，通过获取所述第一管路11或所述高压气瓶10的压力，可以对所述高压气瓶10的使用状态进行预警或进行计费等。

所述第一减压阀13用于将所述高压气瓶10的气体压力降低到一定值。所述第一减压阀13的压力可以根据实际需要选择，优选的，所述第一减压阀13的减压压力约为20MPa～50MPa。在其中一个实施例中，所述第一减压阀13中的减压压力约为30MPa。可以理解，通过第一减压阀13的设置可以避免压力过高对所述气动系统产生损坏。

请一并参见图2，所述加气站可以进一步包括供电单元20，用于给所述空压机21供电，所述供电单元20包括市电供电模块201、储能模块202、太阳能模块203和/或风力发电模块204，所述供电单元20还可以包括其他清洁能源，在此不再详细列举。所述储能模块202可以用于存储所述市电供电模块201、所述太阳能模块203、所述风力发电模块204的电能，从而在高峰电价期间或平峰电价期限向所述空压机21供电。另外，所述市电供电模块201也可以在电价低谷期间将电能存储于所述储能模块202中或直接向所述空压机供电，从而最大限度降低加气站的成本。

请参照图3，本发明实施例进一步提供上的加气站的控制方法，包括以下步骤：

S11，获取所述高压气瓶10的气压；

S12，当所述高压气瓶10的气压低于第一阈值时，控制所述空压机21给所述高压气瓶10充压缩空气。

在步骤S11中，所述获取所述高压气瓶10的气压的步骤可以通过设置于所述管道中的压力传感器实时获得，所述压力传感器的型号不限，可以根据实际需要选取，在此不再累述。

在步骤S12中，所述控制所述空压机21给所述高压气瓶10充压缩空气的步骤具体如下：

判断是否为低谷电价，是，直接通过所述市电供电模块201给所述空压机21及所述储能模块202供电；否，通过所述储能模块202给所述空压机21供电，从而最大限度降低加气站的成本。

作为进一步改进的，定义所述第一阈值为A，所述气动系统中的储气管道的最高限额压力为B。可以理解，当所述第一阈值A低于所述气动系统中储气管道的最高限额压力B时，就难以对汽车进行饱和充气，故，需要使A大于B。优选的，1.1*B≧A≧1.05*B，从而可以保证所述高压气瓶10可以对所述气动系统中的储气管道进行快速、饱和充气。

请参照图4，本发明实施例进一步提供上的加气站的控制方法，包括以下步骤：

S21，获取所述高压气瓶10对外充气前的第一气压；

S22，获取所述高压气瓶10对外充气后的第二气压；

S23，根据所述第一气压、所述第二气压以及所述高压气瓶10的体积进行计费。

所述气动系统，可以是使用压缩空气为动力的气动汽车、气动助力车、观光车、或其他以压缩空气为动力的气动车辆、气动船、气动飞机或气动系统。本实施例中，所述气动系统为气动汽车。

所述气动系统包括：

储气管道单元15，其包括多个储气管道152以及与所述储气管道152联通的进气口153以及出气口154；

气压发动机(图中未画出)；

第二管路18，一端连接所述出气口154，另一端连接所述气压发动机；

单向阀17，与所述进气口153联通；以及

顺序设置于所述第二管路18中的阀门16以及第二减压阀19。

请参照图5，所述储气管道单元15进一步包括基座151。所述进气口153以及出气口154均设置于所述基座151上，所述基座151的表面开设有多个用于固定所述储气管道152的凹槽，所述凹槽均与所述进气口153以及所述出气口154联通。所述凹槽呈矩阵式排列，从而使所述储气管道152呈矩阵式排列于所述基座151表面。一方面为了使所述储气管道152具有较大储气空间(在单位体积内)，另一方面为了使所述储气管道152之间具有良好的吸热效果。需要控制所述储气管道152的管径和所述储气管道152之间的间距。定义所述凹槽之间(所述储气管道152之间的间距)的间距为H，所述储气管道(152)的管径为R，优选的，R与H的比值为5～50:1。更优选的，R与H的比值为20～30:1。在其中一个实施例中，述凹槽之间(所述储气管道152之间的间距)的间距H为1mm，且所述储气管道(152)的管径R为25mm，从而使所述储气管道单元15中的空气进入所述气压发动机时发生等温膨胀，进而提高所述气压发动机的效率。使用储气管道单元15相对于直接使用储气瓶，其效率可以显著提高。在其他实施例中，可以设置多个储气管道单元15，且每一储气管道单元15具有对应设置的单向阀17以及阀门16。

在本实施例中，由于所述气动系统为气动汽车，所述储气管道单元15的位置不限，可以设置于所述气动汽车的底盘、后备箱或作为气动汽车的车身或其他位置。

所述气压发动机可以参考CN201810944581.2、CN201821334092.7、CN201710458557.3或其他型号的气压发动机，在此不再累述；CN201810944581.2、CN201821334092.7、CN201710458557.3所揭示的内容也包括在本发明所揭示的范围中。

所述第二减压阀19用于将所述储气管道152的气体压力降低到一定值。所述第二减压阀19的压力需要根据不同的功率选择。本实施例中，所述气动系统为气动汽车，为了使所述气动汽车既具有充足的动力，又具有较长的续航能力，优选的，所述第二减压阀19的减压压力约为1MPa～5MPa。在其中一个实施例中，所述第二减压阀19中的减压压力约为2MPa。

作为进一步改进的，所述气动系统可以进一步包括第二压力传感器(图中未画出)设置于所述第二管路18中，用于获取第二管路18或所述储气管道单元15的压力。可以理解，通过获取所述第二管路18或所述储气管道单元15的压力，可以对所述储气管道单元15的使用状态进行预警等。

请参照图6，本发明实施例进一步提供上述的气动系统的控制方法，包括以下步骤：

S31，获取所述储气管道单元15的气压；

S32，当所述储气管道单元15的气压低于第二阈值时，向用户进行预警。

在步骤S31中，所述获取所述储气管道单元15的气压的步骤可以通过设置于所述管道中的第二压力传感器实时获得，所述第二压力传感器的型号不限，可以根据实际需要选取，在此不再累述。

在步骤S32中，当所述储气管道单元15的气压低于第二阈值时，表示车辆需要充气，进而提醒用户及时进行加气处理。

作为进一步改进的，所述气动系统的控制方法，还进一步包括以下步骤：

S33，当所述储气管道单元15的气压的下降速率超过第三阈值时，向用户进行预警。可以理解，当所述储气管道单元15的气压的下降速率超过第三阈值时，可以判断所述储气管道单元15或所述第二管路18有破裂或故障，从而向用户进行预警。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。