[發明專利]具有用于氣體檢測的集成裝置的用于氣態燃料的加燃料噴嘴

有效

• 申請號: 201210022316.1
• 申請日: 2012-02-01
• 公開（公告）號: CN102629693A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: J.舒爾策
• 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: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04;H01M8/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 崔幼平;楊楷

技術領域

本發明涉及一種用于給氫燃料電池供能車輛再加燃料的系統和方法，且更具體地涉及一種用于給氫燃料電池供能車輛再加燃料的噴嘴。

背景技術

燃料電池已被提出作為用于電動車輛和各種其他應用的清潔、高效和對環境負責的功率源。尤其地，燃料電池已被確定為是用于現代車輛的傳統內燃機的潛在替代。

已知一種燃料電池為質子交換膜(PEM)燃料電池。PEM燃料電池通常包括三個基本部件：陰極、陽極和電解質膜。陰極和陽極通常包括支撐在碳粒子上并與離聚物混合的細分的催化劑諸如鉑。電解質膜被夾在陰極與陽極之間，以形成膜電極組件(MEA)。MEA常常設置在多孔擴散介質(DM)之間，該多孔擴散介質(DM)有助于用于電化學燃料電池反應的通常為氫和氧的氣態反應劑的輸送。單獨的燃料電池可串聯堆疊到一起，以形成能夠給氫燃料電池供能車輛提供動力的燃料電池組。

為了使氫燃料電池供能車輛對消費者是可行的選擇，加燃料站必須能夠可靠地分送氣態氫燃料。通常安裝在加燃料站的用于氣態加燃料的分送系統被認為可在進行泄漏檢查之后操作。然而，安裝期間的泄漏檢查不提供機會來給檢測會在分送系統的操作壽命期間出現的泄露。安裝泄漏檢查還不允許人們確定是否出現特定車輛的加燃料期間的干涉泄漏。通常，在分送系統的操作壽命期間僅檢測到例如由管線剪切或軟管損壞引起的重大泄漏。在車輛接口處的小的泄漏通常不能夠被加燃料站和顧客檢測到，這導致氣態氫燃料到環境的不合需要的釋放。

在Noujima等的美國專利申請公布No.2005/0276749中公開了一種用于分送氫燃料的已知系統，藉此該美國專利申請公布的全部內容在此以參考的方式并入。Noujima等描述了一種氫燃料供應機，其大體上由以下組成：燃料供應噴嘴，其具有用于接收待由傳感器網發送的數據的天線，該傳感器網是設置在閥的下游的流率傳感器；中央處理單元，其用于處理所傳送的數據以確定閥的開度；存儲器，其用于將所發送數據和中央處理單元的處理結果存儲在其中；以及閥控制單元，其用于遵從中央處理單元的處理結果控制閥。Noujima等另外聲明通過將流率傳感器附接至從氣態燃料庫存單元延伸到燃料供應噴嘴的管道的任何部分，可以迅速地檢測氣體泄漏和流動異常。然而，Noujima等的氫燃料供應機和燃料供應噴嘴不能檢測在燃料電池供能車輛的加燃料操作期間可出現在燃料供應噴嘴與燃料電池供能車輛的接口處的泄漏。

存在對用于燃料電池供能車輛的氣態加燃料期間的連續泄漏檢測的系統和方法的持續需求。

發明內容

根據本發明，令人驚訝地發現了一種用于在燃料電池供能車輛的氣態加燃料期間的連續泄漏檢測的系統和方法。

在第一實施例中，用于將氣態燃料分送至車輛的加燃料噴嘴包括主體和傳感器。主體具有形成在其中的導管。導管允許氣態燃料從其中流過。導管終止于主體的分送端。主體的分送端形成在加燃料操作期間與車輛的燃料入口的接口。傳感器鄰近導管設置在主體的分送端處。傳感器構造成在加燃料操作期間檢測氣態燃料的泄漏。

在另一實施例中，用于在車輛的加燃料操作期間檢測氣態燃料的泄漏的系統包括分送器、柔性燃料管線和加燃料噴嘴。分送器選擇性地分送氣態燃料。柔性的燃料管線與分送器流體連通。加燃料噴嘴與柔性的燃料管線流體連通以便分送氣態燃料。加燃料噴嘴包括主體，主體具有形成在其中的導管。導管允許氣態燃料從其中流過。導管終止于主體的分送端。主體的分送端形成在加燃料操作期間與車輛的燃料入口的接口。傳感器鄰近導管設置在主體的分送端處。傳感器構造成在加燃料操作期間檢測氣態燃料的泄漏。

在另一實施例中，用于在車輛的加燃料操作期間檢測氣態燃料的泄漏的方法包括步驟：提供一種系統，其包括用于選擇性地分送氣態燃料的分送器、與分送器流體連通的柔性的燃料管線、以及加燃料噴嘴，所述加燃料噴嘴具有主體和傳感器，所述主體具有導管，導管形成在主體中并構造成允許氣態燃料從其中流過，導管終止于主體的分送端，所述傳感器鄰近導管設置在主體的分送端處；提供具有構造成接收氣態燃料的燃料入口的車輛；將加燃料噴嘴插入車輛的燃料入口，接口形成在加燃料噴嘴的分送端與燃料入口之間；以及使氣態燃料從分送器流向加燃料噴嘴以便將氣態燃料分送至車輛，其中傳感器構造成在加燃料操作期間檢測氣態燃料在接口處的泄漏。

本發明還提供如下方案：

1.?一種用于向車輛分送氣態燃料的加燃料噴嘴，包括：