电解水制氢系统中的管口开闭状态控制方法及装置

摘要

本发明公开了一种电解水制氢系统中的管口开闭状态控制方法及装置，涉及电解水制氢领域。其中，该方法包括：获取电解水制氢装置中电解槽对应的第一总直流电压；依据第一总直流电压，确定电解水制氢装置的第一电解效率值；在第一电解效率值小于或等于预定阈值的情况下，发送管口开闭切换指令至第一气动三通阀与第二气动三通阀，其中，管口开闭切换指令用于控制第一气动三通阀中包括的管口，以及第二气动三通阀中包括的管口由当前管口开闭状态切换为另一种管口开闭状态。本发明解决了相关技术中电解水制氢时，电解水制氢装置内介质流动方向单一且流动不均匀，容易使得电解水制氢装置内发生堵塞，导致电解效率低的技术问题。

权利要求

1.一种电解水制氢系统中的管口开闭状态控制方法，其特征在于，包括：

获取电解水制氢装置中电解槽对应的第一总直流电压；

依据所述第一总直流电压，确定所述电解水制氢装置的第一电解效率值；

在所述第一电解效率值小于或等于预定阈值的情况下，发送管口开闭切换指令至第一气动三通阀与第二气动三通阀，其中，所述第一气动三通阀用于进水，所述第二气动三通阀用于出水，所述管口开闭切换指令用于控制所述第一气动三通阀中包括的管口，以及所述第二气动三通阀中包括的管口由当前管口开闭状态切换为另一种管口开闭状态；

其中，所述在所述第一电解效率值小于或等于预定阈值的情况下，发送管口开闭切换指令至第一气动三通阀与第二气动三通阀，包括：在所述第一电解效率值小于或等于预定阈值，所述第一气动三通阀包括第一进水管，第二进水管，所述第二气动三通阀包括第一出水管，第二出水管的情况下，发送所述管口开闭切换指令至所述第一气动三通阀与所述第二气动三通阀，其中，所述管口开闭切换指令用于控制所述第一进水管、所述第二进水管、所述第一出水管、所述第二出水管由当前管口开闭状态切换至另一种管口开闭状态；

其中，所述电解水制氢装置中包括电解槽，所述电解槽中包括右侧两个孔与左侧两个孔，其中，在所述第一气动三通阀中包括的管口，以及所述第二气动三通阀中包括的管口的管口状态为当前管口开闭状态的情况下，所述电解水制氢装置内的水路通路为由所述第一气动三通阀的所述第一进水管流入至所述电解槽，经所述电解槽中所述右侧两个孔流入、所述左侧两个孔流出至所述第二气动三通阀，由所述第二气动三通阀的所述第一出水管流出的通路，在所述第一气动三通阀中包括的管口，以及所述第二气动三通阀中包括的管口的管口状态为另一种管口开闭状态的情况下，所述电解水制氢装置内的水路通路为由所述第一气动三通阀的所述第二进水管流入至所述电解槽，经所述电解槽中所述左侧两个孔流入、所述右侧两个孔流出至所述第二气动三通阀，由所述第二气动三通阀的所述第二出水管流出的通路。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述第一电解效率值小于或等于预定阈值的情况下，发送管口开闭切换指令至第一气动三通阀与第二气动三通阀之后，还包括：确定所述电解水制氢装置的第二电解效率值；

比较所述第一电解效率值与所述第二电解效率值，得到比较结果；

在所述比较结果为所述第二电解效率值小于或等于所述第一电解效率值的情况下，发送停止指令至所述电解水制氢装置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述电解水制氢装置的第二电解效率值，包括：确定预定时间间隔，以及发送所述管口开闭切换指令至所述第一气动三通阀与第二气动三通阀的第一预定时间；

依据所述预定时间间隔与所述第一预定时间，确定第二预定时间；

获取在所述第二预定时间时所述电解水制氢装置中所述电解槽对应的第二总直流电压；

依据所述第二总直流电压，确定所述电解水制氢装置的所述第二电解效率值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述第一电解效率值小于或等于预定阈值的情况下，发送管口开闭切换指令至第一气动三通阀与第二气动三通阀之后，还包括：发送管口定时开闭切换指令至所述第一气动三通阀与所述第二气动三通阀，其中，所述管口定时开闭切换指令用于定时控制所述第一气动三通阀中包括的管口，以及所述第二气动三通阀中包括的管口由当前管口开闭状态切换为另一种管口开闭状态。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述第一总直流电压，确定所述电解水制氢装置的第一电解效率值，包括：确定所述第一总直流电压与电解槽小室数的比例，得到平均小室电压；

依据所述平均小室电压，确定直流单位能耗值；

依据所述直流单位能耗值，确定所述电解水制氢装置的所述第一电解效率值。

6.一种电解水制氢系统中的管口开闭状态控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取电解水制氢装置中电解槽对应的第一总直流电压；

确定模块，用于依据所述第一总直流电压，确定所述电解水制氢装置的第一电解效率值；

发送模块，用于在所述第一电解效率值小于或等于预定阈值的情况下，发送管口开闭切换指令至第一气动三通阀与第二气动三通阀，其中，所述第一气动三通阀用于进水，所述第二气动三通阀用于出水，所述管口开闭切换指令用于控制所述第一气动三通阀中包括的管口，以及所述第二气动三通阀中包括的管口由当前管口开闭状态切换为另一种管口开闭状态，其中，所述发送模块，还用于在所述第一电解效率值小于或等于预定阈值，所述第一气动三通阀包括第一进水管，第二进水管，所述第二气动三通阀包括第一出水管，第二出水管的情况下，发送所述管口开闭切换指令至所述第一气动三通阀与所述第二气动三通阀，其中，所述管口开闭切换指令用于控制所述第一进水管、所述第二进水管、所述第一出水管、所述第二出水管由当前管口开闭状态切换至另一种管口开闭状态；

其中，所述电解水制氢装置中包括电解槽，所述电解槽中包括右侧两个孔与左侧两个孔，所述右侧两个孔表示所述电解槽中与所述第一进水管相通的孔，所述左侧两个孔表示所述电解槽中与所述第二进水管相通的孔，其中，在所述第一气动三通阀中包括的管口，以及所述第二气动三通阀中包括的管口的管口状态为当前管口开闭状态的情况下，所述电解水制氢装置内的水路通路为第一通路，所述第一通路为由所述第一气动三通阀的所述第一进水管流入至所述电解槽，经所述电解槽中所述右侧两个孔流入、所述左侧两个孔流出至所述第二气动三通阀，由所述第二气动三通阀的所述第一出水管流出的通路，在所述第一气动三通阀中包括的管口，以及所述第二气动三通阀中包括的管口的管口状态为另一种管口开闭状态的情况下，所述电解水制氢装置内的水路通路为第二通路，所述第二通路为由所述第一气动三通阀的所述第二进水管流入至所述电解槽，经所述电解槽中所述左侧两个孔流入、所述右侧两个孔流出至所述第二气动三通阀，由所述第二气动三通阀的所述第二出水管流出的通路。

7.一种电解水制氢系统，其特征在于，包括：电解水制氢装置，管口开闭状态控制装置，其中，所述电解水制氢装置包括：储水箱，电解槽，第一气动三通阀，第二气动三通阀，所述储水箱分别连接于所述第一气动三通阀与所述第二气动三通阀，所述第一气动三通阀连接于所述电解槽，所述第二气动三通阀连接于所述电解槽，所述管口开闭状态控制装置用于控制所述电解水制氢装置中所述第一气动三通阀与所述第二气动三通阀的管口开闭状态，所述管口控制装置被配置为执行指令，以实现如权利要求1至5中任一项所述的电解水制氢系统中的管口开闭状态控制方法。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器；

用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现如权利要求1至5中任一项所述的电解水制氢系统中的管口开闭状态控制方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，当所述计算机可读存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行如权利要求1至5中任一项所述的电解水制氢系统中的管口开闭状态控制方法。

说明书

电解水制氢系统中的管口开闭状态控制方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及电解水制氢领域，具体而言，涉及一种电解水制氢系统中的管口开闭状态控制方法及装置。

背景技术

[0002] 目前，由于电解水制氢方法具有原料水资源丰富、电解过程无有害物质和副产物的产生、电解效率高等优点，响应了国家绿色低碳可持续发展的理念，因此电解水制氢方法在各个领域中的应用越来越广泛。但在相关技术中电解水制氢时，电解水制氢装置内介质流动方向单一且流动不均匀，容易使得电解水制氢装置内发生堵塞，导致电解效率低的技术问题。

[0003] 针对上述的问题，目前相关技术中尚未提出有效的解决方案。

发明内容

[0004] 本发明实施例提供了一种电解水制氢系统中的管口开闭状态控制方法及装置，以至少解决相关技术中电解水制氢时，电解水制氢装置内介质流动方向单一且流动不均匀，容易使得电解水制氢装置内发生堵塞，导致电解效率低的技术问题。

[0005] 根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电解水制氢系统中的管口开闭状态控制方法，包括：获取电解水制氢装置中电解槽对应的第一总直流电压；依据所述第一总直流电压，确定所述电解水制氢装置的第一电解效率值；在所述第一电解效率值小于或等于预定阈值的情况下，发送管口开闭切换指令至第一气动三通阀与第二气动三通阀，其中，所述第一气动三通阀用于进水，所述第二气动三通阀用于出水，所述管口开闭切换指令用于控制所述第一气动三通阀中包括的管口，以及所述第二气动三通阀中包括的管口由当前管口开闭状态切换为另一种管口开闭状态。

[0006] 可选地，所述在所述第一电解效率值小于或等于预定阈值的情况下，发送管口开闭切换指令至第一气动三通阀与第二气动三通阀，包括：在所述第一电解效率值小于或等于预定阈值，所述第一气动三通阀包括第一进水管，第二进水管，所述第二气动三通阀包括第一出水管，第二出水管的情况下，发送所述管口开闭切换指令至所述第一气动三通阀与所述第二气动三通阀，其中，所述管口开闭切换指令用于控制所述第一进水管、所述第二进水管、所述第一出水管、所述第二出水管由当前管口开闭状态切换至另一种管口开闭状态。

[0007] 可选地，所述在所述第一电解效率值小于或等于预定阈值的情况下，发送管口开闭切换指令至第一气动三通阀与第二气动三通阀之后，还包括：确定所述电解水制氢装置的第二电解效率值；比较所述第一电解效率值与所述第二电解效率值，得到比较结果；在所述比较结果为所述第二电解效率值小于或等于所述第一电解效率值的情况下，发送停止指令至所述电解水制氢装置。

[0008] 可选地，所述确定所述电解水制氢装置的第二电解效率值，包括：确定预定时间间隔，以及发送所述管口开闭切换指令至所述第一气动三通阀与第二气动三通阀的第一预定时间；依据所述预定时间间隔与所述第一预定时间，确定第二预定时间；获取在所述第二预定时间时所述电解水制氢装置中所述电解槽对应的第二总直流电压；依据所述第二总直流电压，确定所述电解水制氢装置的所述第二电解效率值。

[0009] 可选地，所述在所述第一电解效率值小于或等于预定阈值的情况下，发送管口开闭切换指令至第一气动三通阀与第二气动三通阀之后，还包括：发送管口定时开闭切换指令至所述第一气动三通阀与所述第二气动三通阀，其中，所述管口定时开闭切换指令用于定时控制所述第一气动三通阀中包括的管口，以及所述第二气动三通阀中包括的管口由当前管口开闭状态切换为另一种管口开闭状态。

[0010] 可选地，所述依据所述第一总直流电压，确定所述电解水制氢装置的第一电解效率值，包括：确定所述第一总直流电压与电解槽小室数的比例，得到平均小室电压；依据所述平均小室电压，确定直流单位能耗值；依据所述直流单位能耗值，确定所述电解水制氢装置的所述第一电解效率值。

[0011] 根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电解水制氢系统中的管口开闭状态控制装置，包括：获取模块，用于获取电解水制氢装置中电解槽对应的第一总直流电压；确定模块，用于依据所述第一总直流电压，确定所述电解水制氢装置的第一电解效率值；发送模块，用于在所述第一电解效率值小于或等于预定阈值的情况下，发送管口开闭切换指令至第一气动三通阀与第二气动三通阀，其中，所述第一气动三通阀用于进水，所述第二气动三通阀用于出水，所述管口开闭切换指令用于控制所述第一气动三通阀中包括的管口，以及所述第二气动三通阀中包括的管口由当前管口开闭状态切换为另一种管口开闭状态。

[0012] 根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电解水制氢系统，包括：电解水制氢装置，管口开闭状态控制装置，其中，所述电解水制氢装置包括：储水箱，电解槽，第一气动三通阀，第二气动三通阀，所述储水箱分别连接于所述第一气动三通阀与所述第二气动三通阀，所述第一气动三通阀连接于所述电解槽，所述第二气动三通阀连接于所述电解槽，所述管口开闭状态控制装置用于控制所述电解水制氢装置中所述第一气动三通阀与所述第二气动三通阀的管口开闭状态，所述管口控制装置被配置为执行指令，以实现上述任一项所述的电解水制氢系统中的管口开闭状态控制方法。

[0013] 根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电子设备，包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现上述任一项所述的电解水制氢系统中的管口开闭状态控制方法。

[0014] 根据本发明实施例的一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，当所述计算机可读存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行上述任一项所述的电解水制氢系统中的管口开闭状态控制方法。

[0015] 在本发明实施例中，通过先获取电解水制氢装置中电解槽对应的第一总直流电压，再依据第一总直流电压，确定电解水制氢装置的第一电解效率值，然后在第一电解效率值小于或等于预定阈值的情况下，发送管口开闭切换指令至用于进水的第一气动三通阀与用于出水的第二气动三通阀，最终控制第一气动三通阀中包括的管口，以及第二气动三通阀中包括的管口由当前管口开闭状态切换为另一种管口开闭状态。由于在电解槽的电解效率值较低的情况下，电解制氢系统可以切换管口的开闭状态，进而调整进出水路径，因此可以避免由于进出水路径唯一导致的进出水路径易堵塞的问题，从而实现了提高电解效率的技术效果，进而解决了相关技术中电解水制氢时，电解水制氢装置内介质流动方向单一且流动不均匀，容易使得电解水制氢装置内发生堵塞，导致电解效率低的技术问题。

附图说明

[0016] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0017] 图1是本发明实施例提供的电解水制氢系统中的管口开闭状态控制方法的流程图；

[0018] 图2是本发明可选实施方式提供的电解水制氢装置的电解效率与时间的关系曲线的示意图；

[0019] 图3是本发明可选实施方式提供的电解水制氢系统正转阶段工作流程的示意图；

[0020] 图4是本发明可选实施方式提供的电解水制氢系统反转阶段工作流程的示意图；

[0021] 图5是本发明可选实施方式提供的电解水制氢系统中的管口开闭状态控制方法的流程图；

[0022] 图6是本发明实施例提供的电解水制氢系统中的管口开闭状态控制装置的结构框图。

[0023] 上述附图中：1、储水箱；2、电解槽；3、第一气动三通阀；4、第二气动三通阀；5、第一进水管路；6、第二进水管路；7、第一出水管路；8、第二出水管路；9、超纯水机；10、循环水泵；11、清洁装置；12、控制单元；13、供电单元；14、氢气后处理装置。

具体实施方式

[0024] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

[0025] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必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，以便这里描述的本发明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。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

[0026] 实施例1

[0027] 根据本发明实施例，提供了一种电解水制氢系统中的管口开闭状态控制方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行描述的步骤。

[0028] 图1是本发明实施例提供的电解水制氢系统中的管口开闭状态控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

[0029] 步骤S102，获取电解水制氢装置中电解槽对应的第一总直流电压；

[0030] 在本发明上述步骤S102提供的技术方案中，第一总直流电压可以准确地反映电解槽当前的工作状态，通过获取电解水制氢装置中电解槽对应的第一总直流电压，可以准确地确定电解槽当前的工作电压。

[0031] 步骤S104，依据第一总直流电压，确定电解水制氢装置的第一电解效率值；

[0032] 在本发明上述步骤S104提供的技术方案中，依据第一总直流电压，可以准确地确定电解水制氢装置的第一电解效率值。

[0033] 步骤S106，在第一电解效率值小于或等于预定阈值的情况下，发送管口开闭切换指令至第一气动三通阀与第二气动三通阀，其中，第一气动三通阀用于进水，第二气动三通阀用于出水，管口开闭切换指令用于控制第一气动三通阀中包括的管口，以及第二气动三通阀中包括的管口由当前管口开闭状态切换为另一种管口开闭状态。

[0034] 在本发明上述步骤S106提供的技术方案中，在第一电解效率值小于或等于预定阈值的情况下，即，在电解槽当前的电解效率较低的情况下，发送管口开闭切换指令至第一气动三通阀与第二气动三通阀，控制第一气动三通阀中包括的管口，以及第二气动三通阀中包括的管口由当前管口开闭状态切换为另一种管口开闭状态。通过这种方式，可以切换第一气动三通阀中包括的管口和第二气动三通阀中包括的管口的开闭状态，从而可以将当前正在工作的进出水路径转为备用，并将之前备用的进出水路径转为工作状态。这种方式可以在电解槽的电解效率较低的情况下，转换进出水路径，可以避免进出水路径堵塞导致的电解效率低的问题，从而可以提高电解效率。

[0035] 通过上述步骤S102至上述步骤S106，先获取电解水制氢装置中电解槽对应的第一总直流电压，再依据第一总直流电压，确定电解水制氢装置的第一电解效率值，然后在第一电解效率值小于或等于预定阈值的情况下，发送管口开闭切换指令至用于进水的第一气动三通阀与用于出水的第二气动三通阀，最终控制第一气动三通阀中包括的管口，以及第二气动三通阀中包括的管口由当前管口开闭状态切换为另一种管口开闭状态。由于在电解槽的电解效率值较低的情况下，电解制氢系统可以切换管口的开闭状态，进而调整进出水路径，因此可以避免由于进出水路径唯一导致的进出水路径易堵塞的问题，从而实现了提高电解效率的技术效果，进而解决了相关技术中电解水制氢时，电解水制氢装置内介质流动方向单一且流动不均匀，容易使得电解水制氢装置内发生堵塞，导致电解效率低的技术问题。

[0036] 需要说明的是，在第一电解效率值大于预定阈值的情况下，由于第一电解效率值仍然为较高水平，因此，第一气动三通阀与第二气动三通阀包括的管口的状态可以继续维持，直至电解效率值小于或等于预定阈值，在电解效率值较低的情况下，通过管口控制调整进出水路径，因此可以避免由于进出水路径唯一导致的进出水路径易堵塞的问题，从而实现了提高电解效率的技术效果。

[0037] 作为一种可选的实施例，在第一电解效率值小于或等于预定阈值的情况下，发送管口开闭切换指令至第一气动三通阀与第二气动三通阀，包括：在第一电解效率值小于或等于预定阈值，第一气动三通阀包括第一进水管，第二进水管，第二气动三通阀包括第一出水管，第二出水管的情况下，发送管口开闭切换指令至第一气动三通阀与第二气动三通阀，其中，管口开闭切换指令用于控制第一进水管、第二进水管、第一出水管、第二出水管由当前管口开闭状态切换至另一种管口开闭状态。

[0038] 在该实施例中，第一气动三通阀中第一进水管，第二进水管，第二气动三通阀中第一出水管与第二出水管可以构成两条进出水路径。在第一电解效率值小于或等于预定阈值，第一气动三通阀包括第一进水管，第二进水管，第二气动三通阀包括第一出水管，第二出水管的情况下，发送管口开闭切换指令至第一气动三通阀与第二气动三通阀，可以改变两条进出水路径的流通状态，可以将当前正处于打开状态的管口转为关闭，并将当前正处于关闭状态的管口转为打开。上述控制方式可以在电解槽的电解效率较低的情况下，转换进出水路径，可以解决流动不均匀、流道堵塞造成的电解效率降低的问题，从而可以提高电解效率。

[0039] 作为一种可选的实施例，在第一电解效率值小于或等于预定阈值的情况下，发送管口开闭切换指令至第一气动三通阀与第二气动三通阀之后，还包括：发送管口定时开闭切换指令至第一气动三通阀与第二气动三通阀，其中，管口定时开闭切换指令用于定时控制第一气动三通阀中包括的管口，以及第二气动三通阀中包括的管口由当前管口开闭状态切换为另一种管口开闭状态。

[0040] 在该实施例中，发送管口定时开闭切换指令至第一气动三通阀与第二气动三通阀，通过定时控制第一气动三通阀中包括的管口，以及第二气动三通阀中包括的管口由当前管口开闭状态切换为另一种管口开闭状态，可以定时将当前正处于打开状态的进出水路径转为关闭，并将当前正处于关闭状态的进出水路径转为打开。通过这种方式，可以周期性地转换进出水路径，可以避免进出水路径堵塞导致的电解效率低，从而可以提高电解效率。

[0041] 作为一种可选的实施例，依据第一总直流电压，确定电解水制氢装置的第一电解效率值，包括：确定第一总直流电压与电解槽小室数的比例，得到平均小室电压；依据平均小室电压，确定直流单位能耗值；依据直流单位能耗值，确定电解水制氢装置的第一电解效率值。

[0042] 在该实施例中，通过确定第一总直流电压与电解槽小室数的比例，可以准确地得到平均小室电压。依据平均小室电压，可以准确地确定直流单位能耗值。依据直流单位能耗值，可以准确地确定电解水制氢装置的电解效率值。通过这种方式，可以准确地、快速地依据第一总直流电压，确定电解水制氢装置的第一电解效率值。

[0043] 作为一种可选的实施例，在第一电解效率值小于或等于预定阈值的情况下，发送管口开闭切换指令至第一气动三通阀与第二气动三通阀之后，还包括：确定电解水制氢装置的第二电解效率值；比较第一电解效率值与第二电解效率值，得到比较结果；在比较结果为第二电解效率值小于或等于第一电解效率值的情况下，发送停止指令至电解水制氢装置。

[0044] 在该实施例中，在比较结果为第二电解效率值小于或等于第一电解效率值的情况下，即，切换了进出水路径，但电解槽的电解效率仍然较低的情况下，说明电解水制氢装置可能出现了故障，发送停止指令至电解水制氢装置，可以使电解水制氢装置停止工作，从而可以及时排查并处理故障。

[0045] 需要说明的是，第二电解效率的计算过程也是确定第二总直流电压与电解槽小室数的比例，得到对应的平均小室电压，依据对应的平均小室电压，确定对应的直流单位能耗值，依据对应的直流单位能耗值，确定电解水制氢装置的第二电解效率值。即计算过程同第一电解效率值的计算过程。

[0046] 作为一种可选的实施例，确定电解水制氢装置的第二电解效率值，包括：确定预定时间间隔，以及发送管口开闭切换指令至第一气动三通阀与第二气动三通阀的第一预定时间；依据预定时间间隔与第一预定时间，确定第二预定时间；获取在第二预定时间时电解水制氢装置中电解槽对应的第二总直流电压；依据第二总直流电压，确定电解水制氢装置的第二电解效率值。

[0047] 在该实施例中，获取在第二预定时间时电解水制氢装置中电解槽对应的第二总直流电压，避免了等待过长时间后获取的第二直流电压不准确，从而导致确定出的第二电解效率值不准确的问题。依据第二总直流电压，可以准确地确定出电解槽的第二电解效率值。

[0048] 基于上述实施例及可选实施例，提供了一种可选实施方式，下面具体说明。

[0049] 在相关技术中，目前的电解水制氢装置普遍采用一台水泵供水，水泵将原料水直接供入电解槽的进水口，且进水口一般为一个；其内部流道也非常狭窄，在长时间运行过程中会存在以下问题：一进一出的电解槽结构，导致进口到出口的流道长度增加，流动损失增加，流动均匀性变差，进而使系统的运行能耗增加；在系统搭建加工过程中，有可能存在一部分连接件由于焊接或磨损产生的杂质流入管道，或在水箱敞口位置、设备停机检修时的接口位置进入一些杂质，需要及时清理，而且由于内部流道过于狭窄，杂质和气泡在狭窄处容易发生堵塞，导致流体流动速度变缓，产物排出速度降低，电解效率下滑，还有可能导致电解槽内部局部过热进而产生安全问题，折损预期寿命。

[0050] 鉴于此，本发明可选实施方式中提供了一种电解水制氢系统中的管口开闭状态控制方法，其采用了二进二出的电解槽结构，减少流动损失，增强流动均匀性，降低系统能耗；且能够及时清理进入的一些杂质和气泡，保证流体流动速度，提高产物排出速度，提高电解效率，保证电解槽内部不会因为局部过热而产生安全问题。而且，本发明可选实施方式提供的方法能够根据电解效率值，自动控制电解水制氢过程中管口的开关状态，从而采用两条进出水路径，通过原料水的正向流动与反向流动，达到至少以上的有益效果。

[0051] 下面对本发明可选实施方式中提供的方法进行介绍：

[0052] （一）电解水制氢系统中包括的组件：

[0053] 电解水制氢系统包括电解水制氢装置与管口开闭状态控制装置，其中，电解水制氢装置包括储水箱1、电解槽2、第一气动三通阀3、第二气动三通阀4、第一进水管路5、第二进水管路6、第一出水管路7、第二出水管路8、超纯水机 9、循环水泵10、清洁装置11、管口开闭状态控制装置包括控制单元12、供电单元13、氢气后处理装置14。

[0054] 其中，超纯水机9为制备原料水的机械设备，制备的原料水通过管路输送至储水箱1；储水箱1用于储存超纯水机制备的原料水，以及时向电解槽2中供入电解原料水，同时电解槽2产生的氧水混合物及时排向储水箱1中进行循环使用；循环水泵10用于为储水箱1内的介质水提供输配动力，并将超纯水输送至电解槽2；清洁装置11将电解水制氢装置可能存在的杂质进行清理排除；电解槽2可以电解水制备氢气和氧气，产生的氧气输送回储水箱1，氢气进入氢气后处理装置14进行净化；控制单元12可以控制第一气动三通阀3和第二气动三通阀4的启停，可以控制供电单元13的输入，并接收供电单元13的输出反馈，同时接收电解槽2的电压反馈值；供电单元13向控制单元12反馈输出值，并向电解槽2输出电能；第一气动三通阀3用于控制电解槽2的第一进水管路5、第二进水管路6的切换，第二气动三通阀4用于控制电解槽2的第一出水管路7、第二出水管路8的切换。

[0055] （二）电解水制氢系统流程：

[0056] 首先需要说明的是，整个流程大致分为四个阶段，（1）系统启动阶段，（2）系统升温阶段，（3）系统稳定阶段，（4）系统正反转循环阶段。图2是本发明可选实施方式提供的电解水制氢装置的电解效率与时间的关系曲线的示意图，结合图2对上述四个阶段，以及在每个阶段中的电解效率进行介绍：

[0057] （1）系统启动阶段：

[0058] 电解水制氢系统初步启动后，在输入电能的作用下，产生直流电压，随着启动阶段输入的电能不断增加，直流电压升高，根据电解效率公式：

[0059] ；

[0060] ；

[0061] ；

[0062] 式中，η为电解效率，W为直流单位能耗值，E为平均小室电压，U为电解槽第一总直流电压，n为电解槽小室数。

[0063] 可以得出：初步启动阶段，随着输入电能的增加，电解效率呈下降趋势，直至输入电能达到稳定运行工况下的额定值，此时电解槽的电解效率最低。

[0064] （2）系统升温阶段：

[0065] 电能输入为额定值时，电解水制氢系统在电能的作用下不断产生热能，系统不断升温，升温过程中电解槽2的直流电压减小，因此在升温阶段电解槽的效率呈逐渐升高趋势。

[0066] （3）系统稳定阶段：

[0067] 当电能输入为额定值，且电解水制氢系统的温度维持在恒定值时，电解槽2的直流电压基本不再变化，此时电解槽的电解效率为恒定值。随着电解的进行，电解效率会由于气泡或杂质的产生造成一定幅度的下降。

[0068] （4）系统正反转循环阶段：

[0069] 首先需要说明的是，本申请所提供的管口开闭状态控制方法主要实施于该阶段，实现正反转的循环控制，在本发明可选实施方式中，将流动方向为正向时的原料水流通状态定义为正转，流动方向为反向的原料水流通状态定义为反转。

[0070] 其次需要说明的是，由于本申请所提供的方法中包括两条进出水路径，一条是，如图3所示，原料水由第一进水管路5至电解槽中右侧两个孔中进入，由电解槽中左侧两个孔输出，再由第一出水管路7流出。另一条是，如图4所示，原料水由第二进水管路6至电解槽中左侧两个孔中进入，由电解槽中右侧两个孔输出，再由第二出水管路8流出，由此可以确定，在电解槽内的原料水的流动方向有两个，因此，第一气动三通阀中包括的管口，以及第二气动三通阀中包括的管口由当前管口开闭状态切换为另一种管口开闭状态，可以理解为，正转到反转的状态，或者，反转到正转的状态。即图3是本发明可选实施方式提供的电解水制氢系统正转阶段工作流程的示意图，图4是本发明可选实施方式提供的电解水制氢系统反转阶段工作流程的示意图。在系统启动阶段启动时，可以选择以正转状态下，或者反转状态下的进出水路径启动，在本申请的可选实施方式中以正转状态下的进出水路径启动为例。

[0071] 在系统正反转循环阶段的电解过程中，诸多因素都会引起电解效率的下降，比如系统中给水管线、金属容器的引入，水箱、管道、阀门等金属结构在长期运行过程中引入的杂质或气泡，会造成效率降低。在该阶段中，控制单元12能够根据控制逻辑判断当前电解效率值与设定允许下限值之间的关系，及时调节第一气动三通阀3和第二气动三通阀4对应的进水管路和出水管路，从而进行正反转的切换，解决上述效率低的问题。

[0072] 电解水制氢系统的运行包括正转阶段和反转阶段，具体如下：

[0073] 1）正转阶段：

[0074] 本申请的正转阶段定义为原料水从第一进水管路5进入电解槽2，从第一出水管路7排出电解槽2。如图3所示，电解水制氢装置启动之前，需要将装置的管路阀门全部开启，因此首先通过控制单元12将第一气动三通阀3和第二气动三通阀4开启，即开启第一进水管路
5和第一出水管路7。超纯水机9制备原料水，循环水泵10为电解槽2提供动力来源，因此开启循环水泵10，通过第一进水管路5为电解槽2提供电解液。电解槽2产生的氧气及过量的原料水通过第一出水管路7进入储水箱1中进行循环使用，电解槽2产生的氢气进入氢气后处理装置14进行净化，在正转阶段，第一进水管路5和第一出水管路7处于开启状态，第二进水管路6和第二出水管路8处于关闭状态。本申请在第一气动三通阀3之前加装清洁装置11，以阻拦电解水制氢装置中可能存在的杂质进入电解槽2，具体的：清洁装置11可以为篮式过滤器或T型过滤器，此类型过滤器的过滤精度可以达到10微米级别。

[0075] 2）反转阶段：

[0076] 如图4所示。本申请的反转阶段定义为原料水从第二进水管路6进入电解槽2，从第二出水管路8排出电解槽2，因此需要通过控制单元12将第一气动三通阀3和第二气动三通阀4开启，即开启第二进水管路6和第二出水管路8。循环水泵10开启时，超纯水机9制备的原料水通过储水箱1和循环水泵10，进入第二进水管路6和电解槽2，其产生的氧气及过量的原料水通过第二出水管路8进入储水箱1中进行循环使用，电解槽2产生的氢气进入氢气后处理装置14进行净化，在反转阶段，第一进水管路5和第一出水管路7处于关闭状态，第二进水管路6和第二出水管路8处于开启状态。反转阶段为电解槽2内部的水的流动方向改变，反转可以及时带出流道中可能存在的杂质，从而被清洁装置11拦截过滤，更好地净化系统，提高电解效率。

[0077] （三）电解水制氢系统中的管口开闭状态控制方法的流程：

[0078] 图5是本发明可选实施方式提供的电解水制氢系统中的管口开闭状态控制方法的流程图，如图5所示，下面将结合管口开闭状态控制方法，对电解水制氢系统的正转阶段和反转阶段切换进行如下介绍：

[0079] S1，启动系统（相当于上文中的电解水制氢系统），通过控制单元12控制第一气动三通阀3和第二气动三通阀4开启，即开启正转阶段所需的第一进水管路5和第一出水管路7。开启管路阀门后即可输送原料水至电解槽2，然后通过供电单元13给电解槽2输入电能，电解槽2产生的直流电压反馈至控制单元12，控制单元12根据电解效率计算公式确定电解效率值，当多次得到的电解效率值相差较小时，判断电解水制氢系统达到稳定状态，判断当前电解效率值（相当于上文中的第一电解效率值）是否大于设定允许下限值（相当于上文中的预定阈值）。

[0080] S2，若经判断，当前的电解效率值高于设定允许下限值，则继续电解水制氢系统的正转，直至控制单元12监测到电解效率达到设定允许下限值，此阶段为电解系统的正转阶段。此时通过控制单元12控制第一气动三通阀3和第二气动三通阀4开启，即开启反转阶段所需的第二进水管路6和第二出水管路8。判断电解槽2的直流电压是否有变化，即电解效率是否上升，若是，则继续该工况，直至控制单元12监测到电解效率达到设定允许下限值，此阶段为电解系统的反转阶段。上述反转阶段若无异常，再次通过控制单元12，控制第一气动三通阀3和第二气动三通阀4开启，即开启正转阶段所需的第一进水管路5和第一出水管路7。判断电解槽2的直流电压是否有变化，即电解效率是否上升，若是，则继续该工况，直至控制单元12监测到电解效率达到设定允许下限值，此阶段为电解水制氢系统的正转阶段。此过程中的“反转阶段‑正转阶段”的一个循环过程中，若两个判断为否，则通过控制单元12，控制供电单元13的输出为0，即电解槽2的输入电能为0，此时需要对电解水制氢系统进行检查，排除风险因素。

[0081] S3，若经判断，当前的电解效率值低于设定允许下限值，此时通过控制单元12控制第一气动三通阀3和第二气动三通阀4开启，即开启反转阶段所需的第二进水管路6和第二出水管路8。判断电解槽2的直流电压是否有变化，即电解效率是否上升，若是，则继续该工况，直至控制单元12监测到电解效率达到设定允许下限值，此阶段为电解水制氢系统的反转阶段。上述反转阶段若无异常，再次通过控制单元12，控制第一气动三通阀3和第二气动三通阀4开启，即开启正转阶段所需的第一进水管路5和第一出水管路7。判断电解槽2的直流电压是否有变化，即电解效率是否上升，若是，则继续该工况，直至控制单元12监测到电解效率达到设定允许下限值，此阶段为电解系统的正转阶段。此过程中的“反转阶段‑正转阶段”的一个循环过程中，若两个判断为否，则通过控制单元12，控制供电单元13的输出为0，即电解槽2的输入电能为0，此时需要对电解水制氢系统进行检查，排除风险因素。

[0082] 通过上述可选实施方式，可以达到至少以下几点有益效果：

[0083] （1）电解水制氢装置中设置气动三通阀，有两条进出水路径，能够实现进出水路径的自由切换，可以有效避免进出水路径中流道阻塞问题；

[0084] （2）由于避免了进出水路径中流道阻塞问题，因此提高了电解水制氢的效率；

[0085] （3）由于能够及时清理进入的一些杂质，气泡，保证流体流动速度，提高产物排除速度，保证电解槽内部不会因为局部过热而产生安全问题，延长电解水制氢系统的寿命，同时能满足节能降耗的要求；

[0086] （4）气动三通阀的自由切换由控制单元进行控制，保证电解水制氢装置在电解效率满足要求的情况下自动运行，逻辑清晰，控制策略明确，无需人工干预，具有灵活的时间控制功能；

[0087] （5）系统中包括的清洁装置可以有效过滤气动三通阀自动切换所带出的杂质，净化电解水制氢系统；

[0088] （6）正反转切换能够实现电解水制氢系统的长周期连续运转；

[0089] （7）电解水制氢系统结构简单，成本低廉，安装便捷，通过硬件与软件的结合，可以搭建一个可靠安全的电解水制氢系统。

[0090] 需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

[0091] 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根据上述实施例的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，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以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设备（可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例的方法。

[0092] 实施例2

[0093] 根据本发明实施例，还提供了一种用于实施上述电解水制氢系统中的管口开闭状态控制方法的装置，图6是本发明实施例提供的电解水制氢系统中的管口开闭状态控制装置的结构框图，该装置包括：获取模块602，确定模块604和发送模块606，下面对该装置进行详细说明。

[0094] 获取模块602，用于获取电解水制氢装置中电解槽对应的第一总直流电压；确定模块604，连接于上述获取模块602，用于依据第一总直流电压，确定电解水制氢装置的第一电解效率值；发送模块606，连接于上述确定模块604，用于在第一电解效率值小于或等于预定阈值的情况下，发送管口开闭切换指令至第一气动三通阀与第二气动三通阀，其中，第一气动三通阀用于进水，第二气动三通阀用于出水，管口开闭切换指令用于控制第一气动三通阀中包括的管口，以及第二气动三通阀中包括的管口由当前管口开闭状态切换为另一种管口开闭状态。

[0095] 此处需要说明的是，上述获取模块602，确定模块604和发送模块606对应于实施电解水制氢系统中的管口开闭状态控制方法中的步骤S102至步骤S106，多个模块与对应的步骤所实现的实例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。

[0096] 实施例3

[0097] 根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种电解水制氢系统，包括：电解水制氢装置，管口开闭状态控制装置，其中，电解水制氢装置包括：储水箱，电解槽，第一气动三通阀，第二气动三通阀， 储水箱分别连接于第一气动三通阀与第二气动三通阀，第一气动三通阀连接于电解槽，第二气动三通阀连接于电解槽，管口开闭状态控制装置用于控制电解水制氢装置中第一气动三通阀与第二气动三通阀的管口开闭状态，管口控制装置被配置为执行指令，以实现上述任一项的电解水制氢系统中的管口开闭状态控制方法。

[0098] 实施例4

[0099] 根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器，其中，处理器被配置为执行指令，以实现上述任一项的电解水制氢系统中的管口开闭状态控制方法。

[0100] 实施例5

[0101] 根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种计算机可读存储介质，当计算机可读存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行上述任一项的电解水制氢系统中的管口开闭状态控制方法。

[0102] 上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

[0103] 在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

[0104] 在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

[0105] 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

[0106] 另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

[0107] 所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以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中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器（ROM，Read‑Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0108] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。