[發(fā)明專(zhuān)利]用于燃料電池系統(tǒng)的氫氣消耗測(cè)量方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201610894720.6 | 申請(qǐng)日： | 2016-10-13 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN107305956B | 公開(kāi)（公告）日： | 2022-04-12 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 鄭世權(quán);裵昊駿;沈志炫;金亨基 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 現(xiàn)代自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社 |
| 主分類(lèi)號(hào)： | H01M8/0438 | 分類(lèi)號(hào)： | H01M8/0438 |
| 代理公司： | 北京戈程知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11314 | 代理人： | 程偉;王錦陽(yáng) |
| 地址： | 韓國(guó)*** | 國(guó)省代碼： | 暫無(wú)信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 用于 燃料電池 系統(tǒng) 氫氣 消耗 測(cè)量方法 | ||
本發(fā)明涉及用于燃料電池系統(tǒng)的氫氣消耗測(cè)量方法，其包括以下步驟：根據(jù)氫氣供應(yīng)至陽(yáng)極的時(shí)刻的第一壓力和氫氣不再供應(yīng)至陽(yáng)極的時(shí)刻的第二壓力來(lái)計(jì)算代表性部分所消耗的氫氣量；通過(guò)將多個(gè)部分消耗的氫氣量進(jìn)行累積來(lái)計(jì)算總共消耗的氫氣量。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及用于燃料電池系統(tǒng)的氫氣消耗測(cè)量方法。更具體地，涉及這樣一種用于燃料電池系統(tǒng)的氫氣消耗測(cè)量方法：在驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的情況下，該方法能夠增加瞬時(shí)燃料效率和平均燃料效率的計(jì)算準(zhǔn)確度。
背景技術(shù)
氫氣燃料電池車(chē)輛是這樣的車(chē)輛：其利用電機(jī)來(lái)產(chǎn)生推進(jìn)動(dòng)力，由氫氣和氧氣反應(yīng)產(chǎn)生的電能來(lái)驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)；能夠通過(guò)測(cè)量燃料(氫氣)罐中氫氣的壓力和溫度來(lái)測(cè)量燃料罐中的氫氣量；能夠通過(guò)測(cè)量燃料罐中氫氣量的變化來(lái)計(jì)算車(chē)輛中所消耗的燃料量。
然而，對(duì)于氫氣燃料電池車(chē)輛而言，由于將700巴或者更大的高壓氫氣用作燃料，并且溫度使用范圍的寬度可以為-40℃至85℃，所以測(cè)量當(dāng)前燃料量的計(jì)算的準(zhǔn)確度會(huì)降低。
即，由于壓力傳感器和溫度傳感器安裝在氫氣燃料電池車(chē)輛的氫氣罐中，并且氫氣罐的體積是在設(shè)計(jì)步驟中預(yù)定的，所以能夠利用氫氣罐中的溫度和壓力的值經(jīng)由理想的氣體等式(M＝PV/RT)來(lái)計(jì)算氫氣罐中的氫氣質(zhì)量，其中，氫氣罐中的溫度和壓力的值是從壓力傳感器和溫度傳感器獲取的。
能夠根據(jù)氫氣罐中的氫氣質(zhì)量的變化來(lái)確定剩余的氫氣量和氫氣消耗量，并且能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，所以可以計(jì)算實(shí)時(shí)燃料效率。也可以利用車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)距離數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算車(chē)輛的平均燃料效率，并且可以根據(jù)計(jì)算出的實(shí)時(shí)燃料效率和平均燃料效率獲取車(chē)輛的剩余行駛距離，以上信息可以全部顯示在儀表盤(pán)，以將信息提供給駕駛員。
然而，由于氫氣罐中的壓力非常高，壓力傳感器的分辨率較低，溫度變化范圍較大，溫度傳感器的分辨率較低，所以在計(jì)算氫氣罐中的氫氣質(zhì)量方面存在明顯的誤差。因此，在車(chē)輛的顯示的燃料效率和顯示的剩余驅(qū)動(dòng)距離方面會(huì)產(chǎn)生更多的誤差，從而使消費(fèi)者感到不滿。
公開(kāi)于背景技術(shù)部分的以上信息僅僅旨在增強(qiáng)對(duì)本發(fā)明的背景技術(shù)的理解，因此，其可以包括并不構(gòu)成在這個(gè)國(guó)家對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言為已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明致力于解決與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的上述問(wèn)題，并且提供了用于燃料電池系統(tǒng)的氫氣消耗測(cè)量方法，該方法能夠通過(guò)利用特定的壓力模式來(lái)對(duì)供應(yīng)至燃料電池堆的氫氣進(jìn)行供應(yīng)，并且通過(guò)計(jì)算由供應(yīng)的氫氣和取決于供應(yīng)的氫氣的一次氫氣消耗所形成的三角波的產(chǎn)生次數(shù)，準(zhǔn)確地測(cè)量在驅(qū)動(dòng)期間燃料電池系統(tǒng)總共消耗的氫氣消耗，從而可以增大車(chē)輛的燃料效率的計(jì)算的準(zhǔn)確度和車(chē)輛的剩余驅(qū)動(dòng)距離的顯示的準(zhǔn)確度。
在一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了用于燃料電池系統(tǒng)的氫氣消耗測(cè)量方法，其包括以下步驟：根據(jù)氫氣供應(yīng)至陽(yáng)極的時(shí)刻的第一壓力和氫氣不再供應(yīng)至陽(yáng)極的時(shí)刻的第二壓力來(lái)計(jì)算代表性部分消耗的氫氣量；通過(guò)將多個(gè)部分消耗的氫氣量進(jìn)行累積來(lái)計(jì)算總共消耗的氫氣量。
在另一個(gè)示例性實(shí)施方案中，可以根據(jù)如下等式來(lái)計(jì)算代表性部分消耗的氫氣量：
消耗的氫氣量＝(PBn/TBn-PAn/TAn)*V*C，
其中，PAn為氫氣供應(yīng)至陽(yáng)極的時(shí)刻陽(yáng)極的內(nèi)部壓力；
PBn為氫氣不再供應(yīng)至陽(yáng)極的時(shí)刻陽(yáng)極的內(nèi)部壓力；
TAn為氫氣供應(yīng)至陽(yáng)極的時(shí)刻陽(yáng)極的內(nèi)部溫度；
TBn為氫氣不再供應(yīng)至陽(yáng)極的時(shí)刻陽(yáng)極的內(nèi)部溫度；
V為陽(yáng)極的內(nèi)部體積；
C為轉(zhuǎn)換系數(shù)。
第一壓力可以為初始?jí)毫?，第二壓力可以為參考?jí)毫Α?/p>
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