本申请提供一种电解制氢系统及方法，属于电解技术领域。该系统包括：控制单元、电源、电解槽及检测单元，所述电解槽包括电极，所述检测单元安装在所述电解槽内；所述检测单元与所述控制单元连接，所述控制单元与所述电源通信连接，所述电源与所述电极连接；所述检测单元，用于检测所述电解槽的电解特征值；将所述电解特征值发送至所述控制单元；所述控制单元，用于根据所述电解特征值控制所述电源的电压。本申请的方法，解决了电解制氢的效率较低的问题。

  (19)国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 116926624 A (43)申请公布日 2023.10.24 (21)申请号 2.5 (22)申请日 2023.07.28 (71)申请人 中天华氢有限公司 地址 226499 江苏省南通市如东经济开发 区淮河路168号 (72)发明人 李中中曹冬林包磊陈奇 张俊叶智张明明 (74)专利代理机构 北京同立钧成知识产权代理 有限公司 11205 专利代理师 罗茜黄健 (51)Int.Cl. C25B 15/023 (2021.01) C25B 9/60 (2021.01) C25B 1/04 (2021.01) 权利要求书2页 说明书10页 附图2页 (54)发明名称 电解制氢系统及方法 (57)摘要 本申请提供一种电解制氢系统及方法，属于 电解技术领域。该系统包括：控制单元、电源、电 解槽及检测单元，所述电解槽包括电极，所述检 测单元安装在所述电解槽内；所述检测单元与所 述控制单元连接，所述控制单元与所述电源通信 连接，所述电源与所述电极连接；所述检测单元， 用于检测所述电解槽的电解特征值；将所述电解 特征值发送至所述控制单元 ；所述控制单元，用 于根据所述电解特征值控制所述电源的电压。本 申请的方法 ，解决 了电解制氢的效率较低的问 题。 A 4 2 6 6 2 9 6 1 1 N C CN 116926624 A 权利要求书 1/2页 1.一种电解制氢系统，其特征是，包括： 控制单元、电源、电解槽及检测单元，所述电解槽包括电极，所述检测单元安装在所述 电解槽内； 所述检测单元与所述控制单元连接，所述控制单元与所述电源通信连接，所述电源与 所述电极连接； 所述检测单元，用于检测所述电解槽的电解特征值；将所述电解特征值发送至所述控 制单元； 所述控制单元，用于根据所述电解特征值控制所述电源的电压。 2.依据权利要求1所述的系统，其特征是，所述检测单元，包括浓度检测单元及温度 检测单元； 所述浓度检测单元，用于检测所述电解槽内的碱液浓度；将所述碱液浓度发送至所述 控制单元； 所述温度检测单元，用于检测所述电解槽内的碱液温度；将所述碱液温度发送至所述 控制单元； 所述控制单元，用于根据碱液浓度及所述碱液温度，控制所述电源的电压。 3.依据权利要求2所述的系统，其特征是，所述控制单元，用于根据碱液浓度及碱液 温度，查找预设的浓度、温度与电压对应关系，得到目标电压； 控制所述电源输出所述目标电压。 4.依据权利要求1所述的系统，其特征是，所述检测单元，包括电压检测单元； 所述电压检测单元，用于周期性检测电极之间的电极电压，并将所述电极电压发送至 所述控制单元； 所述控制单元，用于根据最近N个周期的电极电压及预设电压标准值，确定目标电压， 其中N为正整数。 5.依据权利要求4所述的系统，其特征是，所述控制单元，用于采用N个周期的电极电 压，拟合电极电压变化曲线； 将所述电极电压变化曲线中下一周期的电压，确定为预期电压；计算所述预期电压与 所述电压标准值的电压差； 将所述电压差与所述电压标准值相加，得到所述目标电压。 6.依据权利要求4所述的系统，其特征是，所述控制单元，用于将N个周期的电极电压 输入预设的神经网络模型，得到所述神经网络模型输出的所述目标电压。 7.依据权利要求1所述的系统，其特征是，所述检测单元，包括浓度检测单元、温度检 测单元及电压检测单元； 所述浓度检测单元，用于检测所述电解槽内的碱液浓度；将所述碱液浓度发送至所述 控制单元； 所述温度检测单元，用于检测所述电解槽内的碱液温度；将所述碱液温度发送至所述 控制单元； 所述电压检测单元，用于检测电极之间的电极电压；将所述电极电压发送至所述控制 单元； 所述控制单元，用于将所述碱液浓度、所述碱液温度及所述电极电压输入预先训练得 2 2 CN 116926624 A 权利要求书 2/2页 到的神经网络模型，得到目标电压；控制所述电源输出所述目标电压。 8.依据权利要求1至7任一项所述的系统，其特征是，还包括：纯水机、冷水机、配碱 箱、碱液循环泵、配碱泵、碱液冷却器、过滤器、氢分离器、氢洗涤器、氢冷却器及第一捕滴 器； 所述纯水机的输出端与所述冷水机的输入端、所述配碱箱的输入端及所述氢洗涤器的 第一输入端通过管路连接；所述冷水机的第一输出端与所述氢冷却器的第一输入端通过管 路连接；所述冷水机的第二输出端与所述碱液冷却器的第一输入端通过管路连接；所述配 碱箱的输出端、所述配碱泵的第一输入端及所述碱液循环泵的第一输入端通过管路连接； 所述配碱泵的输出端与所述碱液冷却器的第二输入端通过管路连接；所述碱液循环泵的输 出端与所述碱液冷却器的第二输入端通过管路连接；所述碱液冷却器的输出端与所述过滤 器的输入端通过管路连接；所述过滤器的输出端与所述电解槽的输入端通过管路连接；所 述电解槽的第一输出端与所述氢分离器的第一输入端通过管路连接；所述氢分离器的第一 输出端与所述氢洗涤器的第二输入端通过管路连接；所述氢洗涤器的第一输出端与所述氢 冷却器的第二输入端通过管路连接；所述氢洗涤器的第二输出端与所述氢分离器的第二输 入端通过管路连接；所述氢分离器的第二输出端与所述碱液循环泵的第二输入端通过管路 连接；所述氢冷却器的输出端与所述第一捕滴器的输入端通过管路连接；所述第一捕滴器 的输出端为所述系统的氢气输出端。 9.依据权利要求8所述的系统，其特征是，还包括：氧分离器、氧洗涤器、氧冷却器及 第二捕滴器； 所述冷水机的第一输出端与所述氧冷却器的第一输入端通过管路连接；所述电解槽的 第二输出端与所述氧分离器的第一输入端通过管路连接；所述纯水机的输出端与所述氧洗 涤器的第一输入端通过管路连接；所述氧分离器的第一输出端与所述氧洗涤器的第二输入 端通过管路连接；所述氧洗涤器的第一输出端与所述氧冷却器的第二输入端通过管路连 接；所述氧洗涤器的第二输出端与所述氧分离器的第二输入端通过管路连接；所述氧分离 器的第二输出端与所述碱液循环泵的第二输入端通过管路连接；所述氧冷却器的输出端与 所述第二捕滴器的输入端通过管路连接；所述第二捕滴器的输出端为所述系统的氧气输出 端。 10.根据权利要求8所述的系统，其特征是，还包括：至少一个传感器，所述传感器安 装在任一管路中； 所述传感器，用于检测得到管路的状态参数；将所述状态参数发送至所述控制单元； 所述控制单元，用于根据所述状态参数确定管路状态，所述管路状态包括正常或异常； 若所述管路状态为异常，则控制所述电源断开。 11.一种电解制氢方法，其特征是，所述应用于电解制氢系统，包括控制单元、电源、 电解槽及检测单元，所述电解槽包括电极，所述检测单元安装在所述电解槽内；所述检测单 元与所述控制单元连接，所述控制单元与所述电源通信连接，所述电源与所述电极连接；所 述方法，包括： 所述检测单元检测所述电解槽的电解特征值；将所述电解特征值发送至所述控制单 元； 所述控制单元根据所述电解特征值控制所述电源的电压。 3 3 CN 116926624 A 说明书 1/10页 电解制氢系统及方法 技术领域 [0001] 本申请涉及电解技术领域，尤其涉及一种电解制氢系统及方法。 背景技术 [0002] 由于传统能源在使用的过程中会产生大量的二氧化碳等有害化学气体，对环境造成了严 重的影响，因此，寻求新能源已成为全世界关注的重要方向。氢能作为高效、清洁、可再生的能 源，是新能源的重要发展趋势。 [0003] 目前，现存技术中的电解制氢的流程中，通常是根据制氢的效果调整制氢流程的 控制参数。 [0004] 但是，发明人发现现存技术至少存在如下技术问题：当前电解制氢的效率较低。 发明内容 [0005] 本申请提供一种电解制氢系统及方法，用以解决电解制氢的效率较低的问题。 [0006] 第一方面，本申请提供一种电解制氢系统，包括：控制单元、电源、电解槽及检测单 元，电解槽包括电极，检测单元安装在电解槽内；检测单元与控制单元连接，控制单元与电 源通信连接，电源与电极连接；检测单元，用于检测电解槽的电解特征值；将电解特征值发 送至控制单元；控制单元，用于根据电解特征值控制电源的电压。 [0007] 在一种可能的实现方式中，检测单元，包括浓度检测单元及温度检测单元；浓度检 测单元，用于检测电解槽内的碱液浓度；将碱液浓度发送至控制单元；温度检测单元，用于 检测电解槽内的碱液温度；将碱液温度发送至控制单元；控制单元，用于根据碱液浓度及碱 液温度，控制电源的电压。 [0008] 在一种可能的实现方式中，控制单元，用于根据碱液浓度及碱液温度，查找预设的 浓度、温度与电压对应关系，得到目标电压；控制电源输出目标电压。 [0009] 在一种可能的实现方式中，检测单元，包括电压检测单元；电压检测单元，用于周 期性检测电极之间的电极电压，并将电极电压发送至控制单元；控制单元，用于根据最近N 个周期的电极电压及预设电压标准值，确定目标电压，其中N为正整数。 [0010] 在一种可能的实现方式中，控制单元，用于采用N个周期的电极电压，拟合电极电 压变化曲线；将电极电压变化曲线中下一周期的电压，确定为预期电压；计算预期电压与电 压标准值的电压差；将电压差与电压标准值相加，得到目标电压。 [0011] 在一种可能的实现方式中，控制单元，用于将N个周期的电极电压输入预设的神经 网络模型，得到神经网络模型输出的目标电压。 [0012] 在一种可能的实现方式中，检测单元，包括浓度检测单元、温度检测单元及电压检 测单元；浓度检测单元，用于检测电解槽内的碱液浓度；将碱液浓度发送至控制单元；温度 检测单元，用于检测电解槽内的碱液温度；将碱液温度发送至控制单元；电压检测单元，用 于检测电极之间的电极电压；将电极电压发送至控制单元；控制单元，用于将碱液浓度、碱 液温度及电极电压输入预先训练得到的神经网络模型，得到目标电压，控制电源输出目标 4 4 CN 116926624 A 说明书 2/10页 电压。 [0013] 在一种可能的实现方式中，还包括：、纯水机、冷水机、配碱箱、碱液循环泵、配碱 泵、碱液冷却器、过滤器、氢分离器、氢洗涤器、氢冷却器及第一捕滴器；纯水机的输出端与 冷水机的输入端、配碱箱的输入端及氢洗涤器的第一输入端通过管路连接；冷水机的第一 输出端与氢冷却器的第一输入端通过管路连接；冷水机的第二输出端与碱液冷却器的第一 输入端通过管路连接；配碱箱的输出端、配碱泵的第一输入端及碱液循环泵的第一输入端 通过管路连接；配碱泵的输出端与碱液冷却器的第二输入端通过管路连接；碱液循环泵的 输出端与碱液冷却器的第二输入端通过管路连接；碱液冷却器的输出端与过滤器的输入端 通过管路连接；过滤器的输出端与电解槽的输入端通过管路连接；电解槽的第一输出端与 氢分离器的第一输入端通过管路连接；氢分离器的第一输出端与氢洗涤器的第二输入端通 过管路连接；氢洗涤器的第一输出端与氢冷却器的第二输入端通过管路连接；氢洗涤器的 第二输出端与氢分离器的第二输入端通过管路连接；氢分离器的第二输出端与碱液循环泵 的第二输入端通过管路连接；氢冷却器的输出端与第一捕滴器的输入端通过管路连接；第 一捕滴器的输出端为系统的氢气输出端。 [0014] 在一种可能的实现方式中，还包括：氧分离器、氧洗涤器、氧冷却器及第二捕滴器； 冷水机的第一输出端与氧冷却器的第一输入端通过管路连接；电解槽的第二输出端与氧分 离器的第一输入端通过管路连接；纯水机的输出端与氧洗涤器的第一输入端通过管路连 接；氧分离器的第一输出端与氧洗涤器的第二输入端通过管路连接；氧洗涤器的第一输出 端与氧冷却器的第二输入端通过管路连接；氧洗涤器的第二输出端与氧分离器的第二输入 端通过管路连接；氧分离器的第二输出端与碱液循环泵的第二输入端通过管路连接；氧冷 却器的输出端与第二捕滴器的输入端通过管路连接；第二捕滴器的输出端为系统的氧气输 出端。 [0015] 在一种可能的实现方式中，还包括：至少一个传感器，传感器安装在任一管路中； 传感器，用于检测得到管路的状态参数；将状态参数发送至控制单元；控制单元，用于根据 状态参数确定管路状态，管路状态包括正常或异常；若管路状态为异常，则控制电源断开。 [0016] 第二方面，本申请提供一种电解制氢方法，应用于电解制氢系统，包括：控制单元、 电源、电解槽及检测单元，电解槽包括电极，检测单元安装在电解槽内；检测单元与控制单 元连接，控制单元与电源通信连接，电源与电极连接；方法，包括：检测单元检测电解槽的电 解特征值；将电解特征值发送至控制单元；控制单元根据电解特征值控制电源的电压。 [0017] 本申请提供的电解制氢系统及方法，通过在电解槽内设置检测单元，检测电解槽 内的电解特征值，从而由控制单元根据电解特征值控制电源的电压，使电极的电压更符合 电解槽内的真实的情况，来提升电解的效率。 附图说明 [0018] 此处的附图被并入说明书里面并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施 例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。 [0019] 图1为本申请实施例提供的电解制氢系统的结构示意图一； [0020] 图2为本申请实施例提供的电解制氢系统的结构示意图二； [0021] 图3为本申请实施例提供的电解制氢方法的流程示意图。 5 5 CN 116926624 A 说明书 3/10页 [0022] 附图标记 [0023] 101：控制单元； [0024] 102：电源； [0025] 103：电解槽； [0026] 1031：电极； [0027] 104：检测单元； [0028] 106：纯水机； [0029] 107：冷水机； [0030] 108：配碱箱； [0031] 109：碱液循环泵； [0032] 110：配碱泵； [0033] 111：碱液冷却器； [0034] 112：过滤器； [0035] 113：氢分离器； [0036] 114：氢洗涤器； [0037] 115：氢冷却器； [0038] 116：第一捕滴器； [0039] 117：氧分离器； [0040] 118：氧洗涤器； [0041] 119：氧冷却器； [0042] 120：第二捕滴器。 [0043] 通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图 和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为 本领域技术人员说明本申请的概念。 具体实施方式 [0044] 这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及 附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例 中所描述的实施方式并不意味着与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附 权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。 [0045] 随着大众对气候问题的逐渐重视，采用新能源替代传统能源成为了不可逆的潮 流，当前氢能为除了电能以外的主要可再次生产的能源，是新能源的重要发展趋势。 [0046] 现存技术在电解制氢的流程中，通常是采用制氢的效果调整制氢流程中的参数， 从而稳定制氢效果。当前电解制氢的效率仍有提升的空间。 [0047] 针对上述技术问题，发明人提出如下技术构思：在电解制氢系统中的电解槽中安 装检测单元，通过检验测试单元检测电解槽中的电解特征值，控制单元由电解特征值调整电源 的电压，从而改变电解槽中电极间的电压。 [0048] 下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案怎么样才能解决上述 技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念 6 6 CN 116926624 A 说明书 4/10页 或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。 [0049] 图1为本申请实施例提供的电解制氢系统的结构示意图一。如图1，电解制氢系统 中，包括：控制单元101、电源102、电解槽103及检测单元104，电解槽103包括电极1031，检测 单元104安装在电解槽103内。 [0050] 控制单元101可以是处理器、可编程逻辑器件(PLD，programmable  logic device) 及控制板等，还能够使用电脑、平板电脑、服务器等具有数据处理和/或控制功能的设备进 行替代。 [0051] 电源102可以是直流电源，包括固定直流电源、可调直流电源或稳压直流电源等。 [0052] 电解槽可以是任意类型的电解槽，本申请实施例对此不做具体限制，检测单元104 可以是温度传感器、压力传感器、电压检测单元等。检测单元104的数量可以是至少一个。 [0053] 电极1031可以包括阴极和阳极，用于对电解槽中的碱液进行电解得到氢气，电解 得到氢气的同时还能够获得氧气。 [0054] 检测单元与控制单元连接，控制单元与电源通信连接，电源与电极连接。 [0055] 其中，检测单元与控制单元的连接方式能是通信连接或电连接，控制单元与电 源也可以是电连接的，电源和电极的连接方式能是电连接的。电源用于向电极输入直流 电。 [0056] 检测单元，用于检测电解槽的电解特征值。将电解特征值发送至控制单元。 [0057] 其中，检测单元可以是周期性的获取电解特征值，周期可以是几秒、几分钟、一小 时或几小时等，本申请实施例对此不作具体限制。电解特征值可以包括温度、压力、电压等 中的至少一种。将电解特征值发送至控制单元，可以是将电解特征值采用报文、数据包、字 符串等格式发送至控制单元。 [0058] 控制单元，用于根据电解特征值控制电源的电压。 [0059] 在本步骤中，控制单元可以是计算电解特征值与预设的目标电解特征值的差值， 根据差值与电源电压的关系，控制电源的电压；或计算电解特征值与预设的目标电解特征 值的差值，将差值输入预设的电压调整值计算公式，得到电压调整值，将电压调整值与当前 的电源电压相加，得到目标电压，控制电源输出目标电压值的电压。 [0060] 其中，电压调整值计算公式能是工作人员预先通过实验数据或经验数据标定 的。 [0061] 例如，当前电解特征值与预设的目标电解特征值的差值为负值，且差值与电源电 压负相关，则增加电源的电压。又例如，当前电压特电解特征值与预设的目标电解特征值的 差值为正，且差值与电源电压正相关，则增加电源的电压。 [0062] 从上述实施例的描述可知，本申请实施例通过在电解槽内设置检测单元，检测电 解槽内的电解特征值，从而由控制单元根据电解特征值控制电源的电压，使电极的电压更 符合电解槽内的真实的情况，来提升电解的效率。 [0063] 在一种可能的实现方式中，检测单元，包括浓度检测单元及温度检测单元。 [0064] 浓度检测单元，可以是酸碱浓度计、碱浓度检测仪等。温度检测单元，可以是温度 传感器，温度传感器包括接触式温度传感器和/或非接触式温度传感器。 [0065] 浓度检测单元，用于检测电解槽内的碱液浓度。将碱液浓度发送至控制单元。 [0066] 其中，检测电解槽内的碱液浓度，可以是实时监测也可以是周期性检测。将碱液浓 7 7 CN 116926624 A 说明书 5/10页 度发送至控制单元，可以是采用电信号的方式将碱液浓度发送至控制单元，也可以是采用 数据包、报文等格式发送至控制单元。 [0067] 温度检测单元，用于检测电解槽内的碱液温度。将碱液温度发送至控制单元。 [0068] 其中，碱液温度的检测及发送方式与碱液浓度的检测及发送方式类似，在这里不 再赘述。 [0069] 控制单元，用于根据碱液浓度及碱液温度，控制电源的电压。 [0070] 具体地，控制单元可以是将碱液浓度及碱液温度输入预设的电压计算公式，得到 目标电压，控制电源输出目标电压。还可以是，将碱液浓度及碱液温度输入预先训练得到的 神经网络模型，得到神经网络模型输出的目标电压，控制电源输出目标电压。 [0071] 其中，电压计算公式能是工作人员根据实验数据或经验参数预先设置的。神经 网络模型可以是工作人员根据实验数据预先训练得到的。 [0072] 从上述实施例的描述可知，本申请实施例通过在电解槽中设置浓度检测单元和温 度检测单元，实现检测电解槽内碱液的浓度和温度，并由电解槽内碱液的浓度和温度控制 电源输出合适的电源电压，增加电解的效率。 [0073] 在一种可能的实现方式中，控制单元，用于根据碱液浓度及碱液温度，查找预设的 浓度、温度与电压对应关系，得到目标电压。 [0074] 其中，浓度、温度与电压对应关系中，存储有碱液浓度、碱液温度和电压之间的对 应关系。浓度、温度与电压对应关系可以是工作人员根据实验数据或历史数据预先标定的， 可以是以浓度、温度与电压的曲线，或是表格的格式储存的。 [0075] 控制电源输出目标电压。 [0076] 具体地，可以是向电源输入电压调控指令，使电源输出目标电压，其中电压调控指 令可以包括目标电压。还可以是向电源输入目标电压对应的电信号，从而使电源输出目标 电压。 [0077] 从上述实施例的描述可知，本申请实施例通过查找浓度、温度与电压对应关系，得 到碱液浓度及碱液温度对应的目标电压，并控制电源输出目标电压，实现调控电解池电极 之间的电压、增加电解制氢效率的效果。 [0078] 在一种可能的实现方式中，检测单元，包括电压检测单元。 [0079] 其中，电压检测单元可以是电压检测电路、电压表、电压检测仪等。电压检测单元 部分安装在电解槽内也可以视为安装在电解槽内。电压检测单元可以与电解槽的两个极板 连接。 [0080] 电压检测单元，用于周期性检测电极之间的电极电压，并将电极电压发送至控制 单元。 [0081] 其中，周期可以是预设的m秒、m分钟或m小时等，其中m为预设值。电极电压的发送 方式与上述碱液浓度的发送方式类似，在这里不再赘述。 [0082] 控制单元，用于根据最近N个周期的电极电压及预设电压标准值，确定目标电压， 其中N为正整数。 [0083] 具体地，最近N个周期的电极电压，可以是最近接收到的N个电极电压。确定目标电 压的过程，可以是计算最近N个周期的电极电压的平均值，将平均值与电压标准值作差，得 到电压差值，将电压差值的绝对值与电压标准值相加，得到目标电压。 8 8 CN 116926624 A 说明书 6/10页 [0084] 从上述实施例的描述可知，本申请实施例通过电压检测单元周期性监测电极之间 的电压，并将电压发送至控制单元，使控制单元结合电极电压和电压标准值得到目标电压， 以此来实现考虑历史电压得到目标电压，使目标电压符合预期，增加电解制氢效率。 [0085] 在一种可能的实现方式中，控制单元，用于采用N个周期的电极电压，拟合电极电 压变化曲线] 具体地，拟合电极电压变化曲线，可以是采用预设的程序或脚本进行拟合。拟合的 过程可以是将电压的接收时间(或检测时间)和电压值作为横纵坐标，得到N个点，将这N个 点的坐标输入预设的程序或脚本，得到电极电压变化曲线] 其中，预设的程序或脚本可以是工作人员预先编写的。 [0088] 将电极电压变化曲线中下一周期的电压，确定为预期电压。计算预期电压与电压 标准值的电压差。 [0089] 其中，由于电极电压是周期检测得到的，因此已知最后一次检测的时间和检测的 周期即可计算得到下一周期的时间，若电极电压变化曲线中时间为横坐标，则将下一周期 的时间对应的纵坐标作为预期电压，若电极电压变化曲线中时间为纵坐标，则将下一周期 的时间对应的横坐标作为预期电压。计算预期电压与电压标准值的电压差，可以是采用电 压标准值减去预期电压，得到电压差。下一周期的电压可以是采用曲线的斜率和周期的间 隔计算本周期电压和下一周期电压的电压差，将电压差和本周期的电压相加，得到下一周 期的电压。 [0090] 将电压差与电压标准值相加，得到目标电压。 [0091] 例如，电压差为0.2V，电压标准值为1.9V，则目标电压为2.1V；又例如，电压差为 0.05V，电压标准值为1.7V，则目标电压为1.75V；还例如，电压差为0.02电压标准值为1.1， 则目标电压为1.12V。 [0092] 从上述实施例的描述可知，本申请实施例通过采用N个周期的电压拟合得到电极 电压变化曲线，从而由电极电压变化曲线，预期下一周期的电极电压，并采用下一周期的电 极电压与电压标准值作差，得到电压差，将电压差与电压标准值作差得到电压差，再将电压 差与电压标准值相加，得到目标电压，实现采用计算得到的电压差对电压标准值做补偿，使 实际得到的电极电压靠近电压标准值。 [0093] 在一种可能的实现方式中，控制单元，用于将N个周期的电极电压输入预设的神经 网络模型，得到神经网络模型输出的目标电压。 [0094] 其中，预设的神经网络模型可以是工作人员采用实验数据预先训练得到的，可以 是前馈神经网络模型也可以是反馈神经网络模型。 [0095] 从上述实施例的描述可知，本申请实施例通过将N个周期的电极电压输入预设的 神经网络模型，得到目标电压，使电极处的实际电压更加靠近设定值，增加电解制氢的效 率。 [0096] 在一种可能的实现方式中，检测单元，包括浓度检测单元、温度检测单元及电压检 测单元。浓度检测单元，用于检测电解槽内的碱液浓度。将碱液浓度发送至控制单元。温度 检测单元，用于检测电解槽内的碱液温度。将碱液温度发送至控制单元。电压检测单元，用 于检测电极之间的电极电压；将电极电压发送至控制单元。 [0097] 其中，浓度检测单元、温度检测单元及电压检测单元的类型、作用、数据发送方式 9 9 CN 116926624 A 说明书 7/10页 与上述实施例中相似，在这里不再赘述。 [0098] 控制单元，用于将碱液浓度、碱液温度及电极电压输入预先训练得到的神经网络 模型，得到目标电压，并控制电源输出目标电压。 [0099] 其中，神经网络模型也可以是采用实验数据训练得到的，可以是前馈神经网络模 型或反馈神经网络模型等，本申请实施例对此不作具体限制。 [0100] 从上述实施例的描述可知，本申请实施例通过在系统中添加浓度检测单元、温度 检测单元及电压检测单元，并见检测结果输入神经网络模型，得到目标电压，实现同时测量 电解槽中的碱液浓度、温度和电解槽的电压，使输出的目标电压符合系统的运作状况、后续 对电源的控制更加准确，增加电解效率。 [0101] 图2为本申请实施例提供的电解制氢系统的结构示意图二。如图2所示，电解制氢 系统中，还包括：纯水机106、冷水机107、配碱箱108、碱液循环泵109、配碱泵110、碱液冷却 器111、过滤器112、氢分离器113、氢洗涤器114、氢冷却器115及第一捕滴器116。 [0102] 其中，纯水机可以是水过滤机，纯水机的输入端可以接外部水源，由输出端输出纯 净水。冷水机可以是用于降低水的温度的设备，可以包括螺杆式冷水机、涡旋式冷水机、离 心式冷水机等。配碱箱可以是调配碱液的容器。过滤器可以是碱液过滤器。氢分离器可以是 气液分离器，用于通过降温使氢气从碱液中分离。氢洗涤器可以包括罐体及通入罐体的进 气管道，罐体中可以存有纯净水，进气管道将含有氢气的气体通入纯净水，使氢气从水中逸 出，将杂质留在水中，实现进一步提纯氢气。氢冷却器与换热器结构类似，在这里不再赘述。 捕滴器能够适用于去除氢气中的水分。碱液循环泵、配碱泵都可以是各类泵。电源可以向系统 中的各单元供电。 [0103] 纯水机的输出端与冷水机的输入端、配碱箱的输入端及氢洗涤器的第一输入端通 过管路连接。冷水机的第一输出端与氢冷却器的第一输入端通过管路连接。冷水机的第二 输出端与碱液冷却器的第一输入端通过管路连接。配碱箱的输出端、配碱泵的第一输入端 及碱液循环泵的第一输入端通过管路连接。配碱泵的输出端与碱液冷却器的第二输入端通 过管路连接。碱液循环泵的输出端与碱液冷却器的第二输入端通过管路连接。碱液冷却器 的输出端与过滤器的输入端通过管路连接。过滤器的输出端与电解槽的输入端通过管路连 接。电解槽的第一输出端与氢分离器的第一输入端通过管路连接。氢分离器的第一输出端 与氢洗涤器的第二输入端通过管路连接。氢洗涤器的第一输出端与氢冷却器的第二输入端 通过管路连接。氢洗涤器的第二输出端与氢分离器的第二输入端通过管路连接。氢分离器 的第二输出端与碱液循环泵的第二输入端通过管路连接。氢冷却器的输出端与第一捕滴器 的输入端通过管路连接。第一捕滴器的输出端为系统的氢气输出端。 [0104] 在图2中，虚线箭头为水流动方向，实线箭头为碱液流动方向，点划线为气体流动 方向，无箭头线表示电连接。水、碱液和气体都可以是通过管路流通的。 [0105] 从上述实施例的描述可知，本申请实施例通过在系统中添加纯水机、冷水机、配碱 箱、碱液循环泵、配碱泵、碱液冷却器、过滤器、氢分离器、氢洗涤器、氢冷却器及第一捕滴 器，实现对电解的准备、电解后得到的氢气的提纯。 [0106] 继续参考图2。电解制氢系统，还包括：氧分离器117、氧洗涤器118、氧冷却器119及 第二捕滴器120。 [0107] 冷水机的第一输出端与氧冷却器的第一输入端通过管路连接。电解槽的第二输出 10 10 CN 116926624 A 说明书 8/10页 端与氧分离器的第一输入端通过管路连接。纯水机的输出端与氧洗涤器的第一输入端通过 管路连接。氧分离器的第一输出端与氧洗涤器的第二输入端通过管路连接。氧洗涤器的第 一输出端与氧冷却器的第二输入端通过管路连接。氧洗涤器的第二输出端与氧分离器的第 二输入端通过管路连接。氧分离器的第二输出端与碱液循环泵的第二输入端通过管路连 接。氧冷却器的输出端与第二捕滴器的输入端通过管路连接。第二捕滴器的输出端为系统 的氧气输出端。 [0108] 从上述实施例的描述可知，本申请实施例通过在系统中添加氧分离器、氧洗涤器、 氧冷却器及第二捕滴器，实现对电解产生的氧气的提纯、收集等。 [0109] 在一种可能的实现方式中，还包括：至少一个传感器，传感器安装在任一管路中。 [0110] 传感器能是压力、温度、压差传感器等。 [0111] 传感器，用于检测得到管路的状态参数。将状态参数发送至控制单元。 [0112] 具体的，状态参数可以是压力、温度、压差等。状态参数发送至控制单元的方法可 以是采用数据包、报文等发送。 [0113] 控制单元，用于根据状态参数确定管路状态，管路状态包括正常或异常。若管路状 态为异常，则控制电源断开。 [0114] 具体的，根据状态参数确定管路状态，可以是采用预设的判断标准确定状态参数 是不是满足判断标准，若符合则管路状态为正常，若不符合则管路状态为异常。控制电源断 开，可以是向电源发送断开指令，使电源不向系统中的其他单元供电。 [0115] 从上述实施例的描述可知，本申请实施例通过在管路中添加传感器，实现判断管 路状态，在管路状态异常的情况下断开电源，形成管道状态的闭环监测，确保设备正常运行过程 中的安全、稳定性。 [0116] 在一种可能的实现方式中，管道中使用了防爆气动电磁阀，提升整体管道设备的 自动化及便捷性。 [0117] 在一种可能的实现方式中，电解制氢的简要过程如下：根据碱性电解水制氢的工 艺流程图，将纯水输送到配碱箱中进行碱液的配置；打开管道上相应的控制阀门，将按照比 例调好的碱液通过配碱泵输送到碱液冷却器、电解槽、分离器等容器中。打开碱液循环泵， 待碱液在设备容器中充分循环后，打开直流电源，开始电解，碱液在槽体中形成含氢混合液 与含氧混合液，再通过氢、氧分离器，氢、氧洗涤器，氢、氧冷却器等，最终得到所要的氢气和 氧气。 [0118] 在一种可能的实现方式中，控制单元对电源电压的控制电压可以替换为对电流的 控制，也可以是同时控制电流和电压。控制单元在接收到传感器、检测单元的数据后，还可 以将数据存入存储单元，还可以将数据发送至工作人员的终端设备，以使终端设备显示系 统的运行数据。 [0119] 图3为本申请实施例提供的电解制氢方法的流程示意图。电解制氢方法应用于电 解制氢系统，包括控制单元、电源、电解槽及检测单元，电解槽包括电极，检测单元安装在电 解槽内；检测单元与控制单元连接，控制单元与电源通信连接，电源与电极连接。如图3所 示，该方法有： [0120] S301：检测单元检测电解槽的电解特征值。 [0121] S302：检测单元将电解特征值发送至控制单元。 11 11 CN 116926624 A 说明书 9/10页 [0122] S303：控制单元根据电解特征值控制电源的电压。 [0123] 本实施例提供的方法，可用于执行上述系统实施例的技术方案，其实现原理和技 术效果类似，本实施例此处不再赘述。 [0124] 在一种可能的实现方式中，检测单元包括浓度检测单元及温度检测单元。 [0125] 上述步骤S301包括浓度检测单元检测电解槽内的碱液浓度。上述步骤S302包括将 碱液浓度发送至控制单元。 [0126] 上述步骤S301包括温度检测单元检测电解槽内的碱液温度。上述步骤S302包括将 碱液温度发送至控制单元。 [0127] 上述步骤S303包括控制单元根据碱液浓度及碱液温度，控制电源的电压。 [0128] 本实施例提供的方法，可用于执行上述系统实施例的技术方案，其实现原理和技 术效果类似，本实施例此处不再赘述。 [0129] 在一种可能的实现方式中，上述步骤S303包括：控制单元根据碱液浓度及碱液温 度，查找预设的浓度、温度与电压对应关系，得到目标电压。控制电源输出目标电压。 [0130] 本实施例提供的方法，可用于执行上述系统实施例的技术方案，其实现原理和技 术效果类似，本实施例此处不再赘述。 [0131] 在一种可能的实现方式中，检测单元，包括电压检测单元。 [0132] 上述步骤302包括：电压检测单元周期性检测电极之间的电极电压，并将电极电压 发送至控制单元。 [0133] 上述步骤303包括：控制单元根据最近N个周期的电极电压及预设电压标准值，确 定目标电压，其中N为正整数。 [0134] 本实施例提供的方法，可用于执行上述系统实施例的技术方案，其实现原理和技 术效果类似，本实施例此处不再赘述。 [0135] 在一种可能的实现方式中，上述步骤303包括：控制单元采用N个周期的电极电压， 拟合电极电压变化曲线。将电极电压变化曲线中下一周期的电压，确定为预期电压。计算预 期电压与电压标准值的电压差。将电压差与电压标准值相加，得到目标电压。 [0136] 本实施例提供的方法，可用于执行上述系统实施例的技术方案，其实现原理和技 术效果类似，本实施例此处不再赘述。 [0137] 在一种可能的实现方式中，上述步骤303包括：控制单元将N个周期的电极电压输 入预设的神经网络模型，得到神经网络模型输出的目标电压。 [0138] 本实施例提供的方法，可用于执行上述系统实施例的技术方案，其实现原理和技 术效果类似，本实施例此处不再赘述。 [0139] 在一种可能的实现方式中，电解制氢系统，包括浓度检测单元、温度检测单元及电 压检测单元；上述步骤S301、步骤S302包括：浓度检测单元检测电解槽内的碱液浓度，将碱 液浓度发送至控制单元。温度检测单元检测电解槽内的碱液温度，将碱液温度发送至控制 单元。电压检测单元检测电极之间的电极电压，将电极电压发送至控制单元。上述步骤S303 包括：控制单元将碱液浓度、碱液温度及电极电压输入预先训练得到的神经网络模型，得到 目标电压。 [0140] 本实施例提供的方法，可用于执行上述系统实施例的技术方案，其实现原理和技 术效果类似，本实施例此处不再赘述。 12 12 CN 116926624 A 说明书 10/10页 [0141] 在一种可能的实现方式中，还包括：至少一个传感器，传感器安装在任一管路中。 方法还包括：传感器检验测试得到管路的状态参数。将状态参数发送至控制单元。控制单元根据 状态参数确定管路状态，管路状态包括正常或异常。若管路状态为异常，则控制电源断开。 [0142] 本实施例提供的方法，可用于执行上述系统实施例的技术方案，其实现原理和技 术效果类似，本实施例此处不再赘述。 [0143] 以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人 员应当理解，本申请中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术 方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行 任意组合而形成的别的技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功 能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。 [0144] 本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其 它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或 者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识 或惯用技术方法。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的 权利要求书指出。 [0145] 应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并 且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限 制。 13 13 CN 116926624 A 说明书附图 1/2页 图1 图2 14 14 CN 116926624 A 说明书附图 2/2页 图3 15 15

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