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原文传递检测车载供氢系统氢气泄露的方法、装置及燃料电池汽车

专利名称：	检测车载供氢系统氢气泄露的方法、装置及燃料电池汽车
摘要：	本申请提供了一种检测车载供氢系统氢气泄露的方法、装置及燃料电池汽车，所述方法包括：确定所述燃料电池汽车的当前工况；根据所述当前工况确定检测时间段；获取所述检测时间段内所述车载供氢系统的氢气泄露质量；根据所述氢气泄露质量和所述检测时间段计算氢气泄露率；判断所述氢气泄露率大于预设值时，确定所述车载供氢系统存在氢气泄露情况。由上述内容可知，本发明提供的技术方案，通过计算氢气泄露率能够实现燃料电池汽车车载供氢系统氢气泄露的定量检测，提高氢气泄漏检测的准确性和及时性，解决氢气泄漏造成的安全隐患和浪费问题。
专利类型：	发明专利
申请人：	潍柴动力股份有限公司
发明人：	燕泽英;赵强;李乃武;王昕雨
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T19:00:00+0805
申请号：	CN201911410762.8
公开号：	CN111169288A
代理机构：	北京集佳知识产权代理有限公司
代理人：	林哲生
分类号：	B60L3/00;B60L58/30;B60Q9/00;G01M3/26;G01M3/00;E05F15/72;B;G;E;B60;G01;E05;B60L;B60Q;G01M;E05F;B60L3;B60L58;B60Q9;G01M3;E05F15;B60L3/00;B60L58/30;B60Q9/00;G01M3/26;G01M3/00;E05F15/72
申请人地址：	261061 山东省潍坊市高新技术产业开发区福寿东街197号甲
主权项：	1.一种检测车载供氢系统氢气泄露的方法，应用于燃料电池汽车，其特征在于，包括：确定所述燃料电池汽车的当前工况；根据所述当前工况确定检测时间段；获取所述检测时间段内所述车载供氢系统的氢气泄露质量；根据所述氢气泄露质量和所述检测时间段计算氢气泄露率；判断所述氢气泄露率大于预设值时，确定所述车载供氢系统存在氢气泄露情况。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前工况为启动工况或运行工况；其中，所述燃料电池汽车停车熄火后再次启动且自检时的工况为所述启动工况，自检时所述燃料电池汽车的燃料电池不运行；及，所述燃料电池运行时的工况为所述运行工况。 3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述当前工况为所述启动工况时，获取所述检测时间段内所述车载供氢系统的氢气泄露质量，包括：获取所述燃料电池汽车停车熄火时所述车载供氢系统中氢气的第一温度和第一压力；在自检过程中预设时刻获取所述车载供氢系统中氢气的第二温度和第二压力，所述检测时间段为所述燃料电池汽车停车熄火的时刻至所述预设时刻的时间间隔；根据所述第一温度、所述第一压力、所述第二温度和所述第二压力计算所述车载供氢系统的输出氢气质量，其中，在所述启动工况下，所述车载供氢系统在检测时间段内的输出氢气质量为所述氢气泄露质量。 4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述第一温度、所述第一压力、所述第二温度和所述第二压力计算所述车载供氢系统的输出氢气质量，包括：根据公式计算所述输出氢气质量，式中,△m1为所述输出氢气质量，M为氢气的摩尔质量，V为供氢系统的容积，R为理想气体常数，P1为所述第一压力，T1为所述第一温度，Z1为第一氢气压缩因子，P2为所述第二压力，T2为所述第二温度，Z2为第二氢气压缩因子，i为1至6的整数，j为1至4的整数，vij为根据i和j的取值确定的常数。 5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述当前工况为所述运行工况时，获取所述检测时间段内所述车载供氢系统的氢气泄露质量，包括：获取所述燃料电池运行中第一预设时刻时所述车载供氢系统中氢气的第三温度和第三压力；获取所述燃料电池运行中第二预设时刻时所述车载供氢系统中氢气的第四温度和第四压力，其中，第二预设时刻为所述燃料电池自所述第一预设时刻运行预设时间后的时刻，所述预设时间即为检测时间段；根据所述第三温度、所述第三压力、所述第四温度和所述第四压力计算所述车载供氢系统在所述检测时间段内的输出氢气质量；获取所述燃料电池在所述检测时间段内的总消耗氢气质量,其中，所述总消耗氢气质量为所述燃料电池工作反应的氢气质量、未完全反应剩余的氢气质量和排出的氢气质量之和；将所述输出氢气质量减去所述总消耗氢气质量得到所述氢气泄露质量。 6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述第三温度、所述第三压力、所述第四温度和所述第四压力计算所述车载供氢系统在所述检测时间段内的输出氢气质量包括：根据公式计算所述输出氢气质量，式中,△m2为所述输出氢气质量，M为氢气的摩尔质量，V为供氢系统的容积，R为理想气体常数，P3为所述第三压力，T3为所述第三温度，Z3为第三氢气压缩因子，P4为所述第四压力，T4为所述第四温度，Z4为第四氢气压缩因子，i为1至6的整数，j为1至4的整数，vij为根据i和j的取值确定的常数。 7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，获取所述燃料电池工作反应的氢气质量，包括：获取所述燃料电池的工作电流，根据所述工作电流计算所述燃料电池在所述检测时间段内工作反应的氢气质量，具体的，根据公式计算所述燃料电池工作反应的氢气质量，式中m1为所述燃料电池工作反应的氢气质量，NFC为燃料电池片数，M为氢气的摩尔质量，IFC为所述燃料电池的工作电流，ne为电子转移数，F为法拉第常数。 8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，获取所述燃料电池内未完全反应剩余的氢气质量，包括：获取第一预设时刻所述燃料电池中氢气的第五温度和第五压力；获取第二预设时刻所述燃料电池中氢气的第六温度和第六压力；根据公式计算所述燃料电池内未完全反应剩余的氢气质量，式中,m2为所述燃料电池内未完全反应剩余的氢气质量，M为氢气的摩尔质量，V1为燃料电池阳极的容积，R为理想气体常数，P5为所述第五压力，T5为所述第五温度，Z5为第五氢气压缩因子，P6为所述第六压力，T6为所述第六温度，Z6为第六氢气压缩因子，i为1至6的整数，j为1至4的整数，vij为根据i和j的取值确定的常数。 9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，获取所述燃料电池在所述检测时间段内排出的氢气质量，包括：通过在燃料电池氢气出口处安装的流量计获取所述燃料电池在所述检测时间段内排出的氢气质量。 10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述氢气泄露质量和所述检测时间段计算氢气泄露率，包括：根据公式α＝Δm/t计算所述氢气泄露率，式中,α为所述氢气泄露率，△m为所述氢气泄露质量，t为所述检测时间段。 11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述车载供氢系统存在氢气泄露情况后，切断氢气供应并控制所述燃料电池停机。 12.一种检测车载供氢系统氢气泄露的装置，应用于燃料电池汽车，其特征在于，包括：工况确定单元和判断单元；所述工况确定单元用于确定所述燃料电池汽车的当前工况；所述判断单元用于根据所述当前工况确定检测时间段；获取所述检测时间段内所述车载供氢系统的氢气泄露质量；根据所述氢气泄露质量和所述检测时间段计算氢气泄露率；判断所述氢气泄露率大于预设值时，确定所述车载供氢系统存在氢气泄露情况。 13.一种燃料电池汽车，其特征在于，包括权利要求12所述的装置。
所属类别：	发明专利