[發明專利]一種氫燃料電池車輛加氫和殘余壓力測量方法和裝置

在審

• 申請號: 202210974264.1
• 申請日: 2022-08-15
• 公開（公告）號: CN115388325A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 蘭昊;郝維健;王曉兵;何云堂;郝冬;鄭天雷;陳華強;劉京京
• 申請（專利權）人: 中國汽車技術研究中心有限公司;上海舜華新能源系統有限公司
• 主分類號: F17C5/06
• 分類號: F17C5/06;F17C13/02;F17C13/04;B60L3/00;G01L11/00;G01G17/04
• 代理公司: 天津企興智財知識產權代理有限公司 12226
• 代理人: 薛萌萌

1.一種氫燃料電池車輛加氫和殘余壓力測量裝置，其特征在于：包括氣源和氫瓶加注單元，以及依次設置在氣源和氫瓶加注單元之間的增壓單元、緩沖單元、流量檢測單元、計量單元、壓力表；

通過氫瓶加注單元為車載氫瓶加注氫氣；

氣源與增壓單元之間設置有截止閥V1；

增壓單元與緩沖單元之間設置有截止閥V2；

緩沖單元與氫氣加注單元之間依次設置有計量單元、截止閥V3和壓力表。

2.一種氫燃料電池車輛加氫和殘余壓力測量方法，其特征在于，試驗前，氫氣的加注流程：

A1、將加氫裝置與氫燃料電池電動汽車通過加氫槍與加氫口連接；

A2、測量車輛所在的環境溫度T₁，根據氫氣壓縮因子Z₁和溫度T₁下，計算目標加注壓力P₁：

其中，

P₀為氫燃料電池電動汽車氣瓶的公稱工作壓力，通常為35MPa或者70Mpa；

溫度T₀為288K；

Ｚ₁為壓縮系數；

A3、依次打開截止閥V1、V2和V3，然后啟動增壓器，向車輛補充氫氣，至壓力表的示數達到P₁后，關閉增壓設備和截止閥V2，同時保持V3為打開狀態，此時緩沖罐會與車載氣瓶進行壓力平衡，待壓力表的示數穩定后關閉V3，過程中實時監測環境溫度T₂和壓力表的示數壓力P₂；

A4、根據T₂計算出此時的目標壓力Ｐ′₂，計算Ｐ′₂和P₂的差值ΔP，在設定靜止時間之內如果ΔP小于等于1％公稱工作壓力，則認為車載儲氫瓶達到加滿狀態，加氫結束；

A5、在設定靜止時間之內如果ΔP大于1％公稱工作壓力，則重復步驟A3到步驟A4，直到在設定靜止時間之內ΔP小于等于1％公稱工作壓力，依次關閉截止閥V3、V2和V1，加氫結束，

ΔP＝|P′₂-P₂|

A6、根據T₂和P₂，計算試驗前車載氫瓶內的氫氣質量m₁：

其中m為氫分子的摩爾質量，單位為克每摩爾(g/mol)；

v為車載氫瓶的體積，單位為升(L)；

R為常量，R＝0.0083148[Mpa·L/(mol·K)]；

Z₂為壓縮系數。

3.一種氫燃料電池車輛加氫和殘余壓力測量方法，其特征在于，試驗后，車載氫瓶內的殘余壓力測量：

B1、將加氫裝置與氫燃料電池電動汽車通過加氫槍與加氫口連接，然后調整氫氣氣源的壓力至設定壓力；

B2、關閉增壓設備以及截止閥V1和V2，保持截止閥V3開啟，利用緩沖罐的壓力打開加氫槍、加氫口以及車載氫瓶的單向閥并與車載氫瓶進行壓力平衡，待壓力表示數穩定后讀取壓力P₃；

B3、壓力值P₃即為試驗后車載氫瓶的殘余壓力；

B4、根據環境溫度T₃和殘余壓力P₃，計算試驗后車載氫瓶內的氫氣質量m₂；

其中，m為氫分子的摩爾質量，單位為克每摩爾(g/mol)；

v為車載氫瓶的體積，單位為升(L)；

R為常量，R＝0.0083148[Mpa·L/(mol·K)]；

Z₃為壓縮系數。