[發明專利]電氣控制高壓氣體存儲系統處壓力傳感器信號的驗證方法

有效

• 申請號: 201410043897.6
• 申請日: 2014-01-30
• 公開（公告）號: CN103969000B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: O.邁爾;M.諾爾
• 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: 董均華,何逵游

技術領域

本發明大體上涉及用于驗證來自高壓氣體存儲系統的壓力傳感器信號的系統和方法，并且更為特殊地，涉及用于驗證來自高壓氣體存儲系統的壓力傳感器信號的系統和方法，在這種系統和方法中，算法使用來自電氣壓力控制的信息以驗證高壓傳感器信號。

背景技術

氫是非常有吸引力的燃料，因為其清潔并且能夠被用于在燃料電池中有效地產生電力。在氫燃料電池系統作為車輛功率源的研發中，汽車工業花費了大量的資源。這些車輛將比采用內燃發動機的現代車輛效率更高并且生成更少排放。在汽車市場中，燃料電池車輛被預計在不遠的將來快速增加而普及。

質子交換膜燃料電池（PEMFC）是流行的車輛燃料電池。該PEMFC總體上包括固相聚合物電解質質子傳導薄膜，諸如全氟磺酸膜。該陽極和陰極通常（但非總是）包括細分散的催化顆粒，一般是高效催化劑，諸如負載在碳顆粒上并且與離子聚合物混合的鉑（Pt）。該催化混合物被沉積在膜的相對側上。陽極催化混合物、陰極催化混合物和膜的組合定義了膜電極組件（MEA）。MEA制造相對昂貴，并且需要某些條件用于有效工作。

通常在燃料電池組中結合多個燃料電池，以生成所期望的功率。例如，通常的用于車輛的燃料電池組可以具有兩百或更多成組的燃料電池。該燃料電池組接收陰極輸入氣體，通常是由壓縮機推壓通過該電池組的空氣流。不是全部的氧都被該電池組消耗，并且一些空氣作為陰極廢氣被輸出，該陰極廢氣可能包括作為電池組副產物的水。該燃料電池組還接收流入該電池組的陽極側的陽極氫輸入氣體。在一種已知類型的燃料電池系統中，氫氣燃料通過一個或多個注入器被注入到燃料電池組的陽極側中。基于控制注入器打開和關閉的脈寬調制（PWM）控制信號，該注入器控制特定電池組電流密度的注入燃料的量。

燃料電池組包括一系列雙極板，這些雙極板被放置在該電池組中多個MEA之間，其中該雙極板和MEA被放置在兩個端板之間。該雙極板包括用于電池組中鄰近的燃料電池的陽極側和陰極側。陽極氣體流場被提供在該雙極板的陽極側上，該雙極板允許陽極反應氣體流到相應的MEA。陰極氣體流場被提供在該雙極板的陰極側上，該雙極板允許陰極反應氣體流到相應的MEA。一個端板包括陽極氣體流流道，并且另一個端板包括陰極氣體氣體流流道。該雙極板和端板由傳導材料組成，諸如不銹鋼或傳導復合材料。該端板傳導由電池組中的燃料電池生成的電力。該雙極板也包括冷卻液流過的流道。

通常，用于燃料電池系統的氫氣在高壓下儲存在槽系統中，該槽系統包括在車輛上相互連接的一個或多個壓力容器，以提供燃料電池組所需要的氫氣。該容器內的壓力能夠在700 bar或以上。在一個已知的設計中，該壓力容器包括內部塑料襯管和外部碳纖維復合層，該塑料襯管為氫氣提供氣密密封，并且外部碳纖維復合層提供該容器的結構完整性。

氫儲存系統通常包括至少一個壓力調節器，該壓力調節器為氫存儲系統工作所需要的各種且許多的閥、儀表、和配件的部分，其將氫氣的壓力從容器中的高壓減少到適合于燃料電池組的恒定壓力。本領域中已知各種壓力調節器以提供這個功能，包括機械壓力調節器和電子壓力調節器。

高壓氣體槽系統通常需要壓力調節器以控制出口流量并減少出口流量的壓力。在一些應用中，這個功能通過一個或多個機械壓力調節器完成。在其他應用中，這個功能通過電氣壓力調節器完成。為了壓力控制以及為了驅動器信息和與燃料加注站通信，高壓傳感器被利用。該高壓傳感器信號也被用于檢查高壓氣體槽/容器的壓力下限，以防止低槽壓力引起槽中的襯墊損壞。在目前系統中，如果該高壓傳感器信號故障，為了安全原因，對于該容器的低壓閾值必須被增加并防止負面的驅動影響。因此，本領域中需要一種算法，該算法使用來自電氣壓力控制的信息來以減少低壓閾值所增加的量的方式而驗證該高壓傳感器信號。

發明內容

按照本發明的教導，公開了一種方法，其用于驗證在氣體源和調節氣體流的壓力調節器之間的壓力傳感器。該方法包括提供閥命令信號和從偏置表格選擇偏置信號。該方法也包括將所選擇的信號與閥命令信號相比較，并且如果所選擇的偏置信號和閥命令信號之間的差高于預定閾值，確定是否存在壓力傳感器誤差。

方案1. 一種用于驗證在氣體源和壓力調節器之間的壓力傳感器方法，所述壓力調節器調節來自所述氣體源的氣體流的壓力，所述方法包括：

使用至少一個注入器將來自所述源的氣體流注入到裝置中；

使用所述壓力調節器控制在輸入線的容積內的所述氣體的壓力，所述輸入線在所述壓力調節器和所述注入器之間，其中所述壓力調節器按照來自控制器的閥命令信號工作；