[發明專利]貯氫系統中的壓力傳感器的校準

有效

• 申請號: 201110270963.X
• 申請日: 2011-09-14
• 公開（公告）號: CN102401720A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: R.佩赫托爾德;M.利考夫;I.赫爾曼
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: G01L27/00
• 分類號: G01L27/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 原紹輝;楊楷

技術領域

本發明總體上涉及貯氫系統的壓力傳感器的校準，更具體地，本發明涉及一種對燃料電池車輛貯氫系統中使用的壓力傳感器進行校準的方法和系統；本發明的方法和系統利用來自在貯氫系統外部的低量程壓力傳感器的壓力讀數對貯氫系統中的高量程壓力傳感器進行校準，以減小在高量程傳感器量程下端的公差帶。

背景技術

人們期待在不久的將來燃料電池車輛在汽車市場中的普及率會迅速增加。燃料電池車輛提供若干期望的特征，例如實際上為無污染的排放以及避免車輛使用石油燃料。燃料電池車輛的關鍵部件是貯氫系統，該貯氫系統貯存被大部分燃料電池車輛用作燃料的氫氣。貯氫系統通常是由一個或多個相互連接的用于貯存氣態氫的壓力容器所組成，并且具有許多對貯氫系統運行所必需的閥、測量儀表和配件。使車輛續駛里程最大化同時適合封裝限制并且滿足管理機構的要求，是燃料電池車輛貯氫系統設計中的關鍵考慮因素。

燃料電池需要處于規定壓力下的可靠氫氣源。利用壓力調節器將氫氣從其在容器中貯存時的高壓減小至燃料電池所必需的較低規定壓力。然而，貯氫系統中使用的壓力容器不能耐受從過分低的氫氣壓力開始的快速再填充，因此如果貯氫系統中的壓力達到最低容許壓力值則必須關閉車輛中的燃料電池。不幸的是，通常在容器中看見的能夠測量高氫氣壓力的壓力傳感器在低壓量程中并不十分準確。因此，在當前的貯氫系統中，不能準確地確定何時貯氫系統中的壓力已達到最低容許壓力。結果，必須將公差帶應用到壓力讀數，并且當壓力讀數減去公差值后達到最低容許壓力時必須關閉燃料電池。

需要一種用于貯氫系統中壓力傳感器的校準方法，該校準方法能提高在傳感器量程下端的壓力讀數的精確度。這種方法能夠在貯存容器將近排空時提供氫氣壓力的更準確讀數，因此消除在壓力讀數附近的大的公差帶，從而避免燃料電池的提前關閉，并且允許明顯更多的氫燃料用于給車輛提供動力。結果，車輛將具有更大的在加油站之間的續駛里程，這對于駕駛員來說是真正的益處。

發明內容

根據本發明的教導，公開了一種對燃料電池車輛貯氫系統中的壓力傳感器進行自動校準的方法和系統。燃料電池系統中的低量程壓力傳感器(在低壓力讀數下具有高得多的精確度)用于對貯氫系統中的高量程壓力傳感器進行校準。只有當位于這兩個傳感器之間的壓力調節器處于完全打開位置時才能進行此校準。在這種狀況下，可以將高量程傳感器校準為低量程傳感器的值，因而大大提高高量程傳感器在其量程下端的讀數的精確度。該校準可以是在靜態(無流動)條件下簡單地將高量程傳感器設定為低量程傳感器的值，或者可以當氫氣從貯氫系統流到燃料電池時通過考慮（account?for）這兩個傳感器之間的壓力降而進行校準。

本發明還涉及以下技術方案。

方案1.?一種對氣體貯存系統中的壓力傳感器進行校準的方法，所述氣體貯存系統包括一個或多個用于貯存氣體的壓力容器，其中所述氣體貯存系統將所述氣體提供給下游裝置，所述方法包括：

運行所述氣體貯存系統和所述下游裝置；

監測在所述氣體貯存系統內的第一壓力傳感器和在所述下游裝置內的第二壓力傳感器處的氣體壓力；

允許所述第一壓力傳感器處的氣體壓力下降至壓力調節器的調節壓力，所述壓力調節器位于所述第一壓力傳感器下游；

驗證所述壓力調節器是完全打開的；以及

將所述第一壓力傳感器校準至所述第二壓力傳感器。

方案2.?如方案1所述的方法，其中，允許所述第一壓力傳感器處的氣體壓力下降至壓力調節器的調節壓力包括：關閉位于所述一個或多個壓力容器中的各壓力容器的下游的容器切斷閥，以使在所述第一壓力傳感器處的氣體壓力下降。

方案3.?如方案1所述的方法，其中，驗證所述壓力調節器是完全打開的包括：對所述第二壓力傳感器處的壓力降進行檢測。

方案4.?如方案1所述的方法，其中，驗證所述壓力調節器是完全打開的包括：從所述壓力調節器接收表示所述壓力調節器是完全打開的信號。

方案5.?如方案1所述的方法，其中，將所述第一壓力傳感器校準至所述第二壓力傳感器包括：考慮所述第一壓力傳感器與所述第二壓力傳感器之間的壓力降。

方案6.?如方案1所述的方法，其中，將所述第一壓力傳感器校準至所述第二壓力傳感器包括：使所述第一壓力傳感器與所述第二壓力傳感器處的氣體壓力達到靜態平衡。