專(zhuān)利名稱(chēng)：用于燃料電池車(chē)的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于燃料電池車(chē)的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)。更具體地，涉及一種改進(jìn)的用于燃料電池車(chē)的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)，其簡(jiǎn)化了該系統(tǒng)內(nèi)部的各種閥和氫氣管線，并使其單個(gè)元件模組化。
背景技術(shù)：
燃料電池是一種電力產(chǎn)生系統(tǒng)，其不是通過(guò)燃燒將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為熱能，而是在燃料電池堆中用電化學(xué)方法將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能。燃料電池可應(yīng)用于例如便攜設(shè)備的小型電氣和電子設(shè)備，以及工業(yè)和家用電器及車(chē)輛的電力供應(yīng)。燃料電池堆安裝在燃料電池車(chē)上，以通過(guò)使用氫和空氣中的氧作為燃料的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電力。在電化學(xué)反應(yīng)期間，由燃料供應(yīng)系統(tǒng)中的氫儲(chǔ)罐供應(yīng)氫，并由空氣供應(yīng)系統(tǒng)中的鼓風(fēng)機(jī)供應(yīng)空氣中的氧。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)意識(shí)到，使用已應(yīng)用于通用內(nèi)燃機(jī)的現(xiàn)有的燃料消耗測(cè)量方法不能評(píng)估安裝有燃料電池堆的氫燃料電池車(chē)的效率，因?yàn)橐话愣赃@些方法測(cè)量排氣中的碳含量。由于碳不存在于氫燃料電池的處理中，因此需要一種能夠應(yīng)用于氫燃料電池車(chē)的新的燃料效率測(cè)量方法?？紤]到市場(chǎng)欠缺，申請(qǐng)人提出了專(zhuān)利申請(qǐng)，韓國(guó)專(zhuān)利第10-0831567號(hào)，和2008年 5月29日提出的名稱(chēng)為“用于燃料電池車(chē)的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)和方法”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)第2009/0030625號(hào)，其通過(guò)弓|用結(jié)合于此。此在先提交的申請(qǐng)涉及一種用于準(zhǔn)確測(cè)量使用氫作為燃料的燃料電池車(chē)的燃料效率的系統(tǒng)和方法。然而，該燃料效率測(cè)量系統(tǒng)和方法存在許多不足。一個(gè)明顯的缺點(diǎn)在于該先前的系統(tǒng)由許多部分組成。例如，圖2是示出如上所述的常規(guī)的用于燃料電池的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)的示意圖。從該圖可以看出，先前設(shè)計(jì)的燃料效率測(cè)量方法包括配置用于向燃料電池堆供應(yīng)氫的氫儲(chǔ)罐1，配置用于測(cè)量氫儲(chǔ)罐(1)的重量的電子秤，安裝在連接氫儲(chǔ)罐1與車(chē)輛并且位于氫儲(chǔ)罐1與車(chē)輛之間的氫氣供應(yīng)管線中的多個(gè)閥(V4，V5，V6和V7)。另外，分離式接頭連接燃料效率測(cè)量單元與車(chē)輛，并被配置用于當(dāng)車(chē)輛偏離時(shí)防止氫氣泄漏。凈化氫儲(chǔ)罐2被配置用于在可進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)試前去除管線中的殘余空氣。更具體地，閥VI，V2和V3被配置用于控制從凈化氫儲(chǔ)罐(2)排出的氫氣的方向，并且管線儀表(Gl)被配置用于測(cè)量調(diào)節(jié)器或更確切地說(shuō)高壓調(diào)節(jié)器(HPRl)的下游側(cè)的氫氣的壓力。另外，三通閥(V8)被配置用于改變車(chē)輛側(cè)氫儲(chǔ)罐3與燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐1之間的氫氣的供應(yīng)方向。從圖2可以看出，該先前的系統(tǒng)由許多部分組成，從而使裝置復(fù)雜。因此，裝配過(guò)程可能困難且費(fèi)時(shí)。因此，很難制造該系統(tǒng)并且相當(dāng)昂貴。另外，當(dāng)將連接于氫儲(chǔ)罐的接頭或更確切地說(shuō)快速接頭Cl分離以使電子秤能夠準(zhǔn)確測(cè)量氫儲(chǔ)罐的重量時(shí)，大約350巴的剩余氫氣壓力存在于氫儲(chǔ)罐的出口端與快速接頭之間。因此，很難在需要時(shí)將快速接頭與系統(tǒng)分離
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的用于燃料電池車(chē)的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)，其消除了用于去除氫氣供應(yīng)管線中的殘余空氣的凈化氫儲(chǔ)罐，并使用車(chē)輛側(cè)氫儲(chǔ)罐作為替代去除氫氣供應(yīng)管線中的殘余空氣。更特別地，本發(fā)明簡(jiǎn)化了安裝在氫氣供應(yīng)管線中的各種閥和接頭的使用， 同時(shí)通過(guò)消除常規(guī)采用的將燃料效率測(cè)量單元與車(chē)輛連接的高成本的分離式接頭而顯著降低了制造成本。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，一種用于燃料電池車(chē)的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)可包括燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐，配置用于測(cè)量燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐的重量的電子秤，車(chē)輛側(cè)氫儲(chǔ)罐，以及堆。更具體地，本發(fā)明的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)可采用串聯(lián)安裝在可布置于多個(gè)車(chē)輛側(cè)氫儲(chǔ)罐與堆之間的第二氫氣供應(yīng)管線上的減壓閥和第四閥。第一氫氣供應(yīng)管線從燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐的出口端延伸，并直接連接于第四閥與堆之間的第二氫氣供應(yīng)管線。另外，高壓調(diào)節(jié)器和快速接頭可順序地連接于燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐的出口端，并且第一閥和第二閥可串聯(lián)安裝到從快速接頭延伸出的第一氫氣供應(yīng)管線上。為去除第一氫氣供應(yīng)管線中的殘余空氣，殘余空氣排放單元可安裝在從第一氫氣供應(yīng)管線分支并布置于第一閥與第二閥之間的分支管線上。殘余空氣排放單元使用從車(chē)輛側(cè)氫儲(chǔ)罐排出的氫氣去除第一氫氣供應(yīng)管線中的所有殘余空氣。另外，為在氫氣的壓力等于或高于基準(zhǔn)高壓時(shí)將氫氣排出至系統(tǒng)外部，氫氣清除安全單元可安裝在從分支管線再次分支的管線上。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，燃料效率測(cè)量系統(tǒng)可包含余量監(jiān)控器用于監(jiān)控電子秤的檢測(cè)值。如上所述，電子秤可配置用于檢測(cè)燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐的重量。另外，控制器還可配置用于控制閥的開(kāi)啟/關(guān)閉操作。另外，殘余空氣排放單元還可包括串聯(lián)安裝到分支管線上的止回閥和第三閥，以及從第三閥的出口延伸至系統(tǒng)外部的排氣管線。優(yōu)選地，氫氣清除安全單元還可包括在位于殘余空氣排放單元的止回閥和第三閥之間的分支管線與從第三閥的出口端延伸的排氣管線之間連接的清除管線，以及可安裝到清除管線的預(yù)定位置的安全閥。如果供應(yīng)的氫氣的壓力等于或高于基準(zhǔn)值，則安全閥可被設(shè)置為開(kāi)啟。此外，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式還可包括配置用于將氫氣壓力信號(hào)傳送至控制器的壓力傳感器，其可共同安裝到燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐的出口端和布置于快速接頭與第一閥之間的第一氫氣供應(yīng)管線上。優(yōu)選地，氫泄漏檢測(cè)傳感器可配置用于檢測(cè)氫氣的泄漏并將信號(hào)傳送至控制器。 氫泄漏檢測(cè)傳感器可安裝在安裝有燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐的殼體中。有利地，本發(fā)明通過(guò)使用車(chē)輛側(cè)氫儲(chǔ)罐代替常規(guī)的凈化氫儲(chǔ)罐來(lái)去除氫氣供應(yīng)管線中的殘余空氣而有助于降低制造成本。此外，通過(guò)簡(jiǎn)化在氫氣供應(yīng)管線中安裝的各種閥和接頭，可節(jié)省附加的制造成本并可提高整個(gè)系統(tǒng)的可操作性。通過(guò)消除通常連接燃料效率測(cè)量單元與車(chē)輛的高成本的分離式接頭，還可顯著地降低制造成本并可使燃料效率測(cè)量設(shè)備更加緊湊。另外，通過(guò)將高壓調(diào)節(jié)器安裝到燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐的出口端，將快速接頭設(shè)置在高壓調(diào)節(jié)器的下游側(cè)，并降低施加于快速接頭的氫氣的壓力，可在測(cè)量氫儲(chǔ)罐的重量時(shí)平穩(wěn)地分離快速接頭。


現(xiàn)在將參照附圖中示出的某些示例性實(shí)施方式詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的上述和其它特征，附圖在下文中僅以例示的方式給出且因此不限制本發(fā)明，并且其中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于燃料電池的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)的示意圖；并且圖2是示出常規(guī)的用于燃料電池的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明的一方面，提供了一種用于測(cè)量燃料電池車(chē)的燃料效率的方法。首先，監(jiān)控裝置測(cè)量在燃料電池車(chē)行駛前的氫儲(chǔ)罐的重量。然后排放單元在車(chē)輛行駛前使用從車(chē)輛側(cè)氫儲(chǔ)罐排出的氫氣去除第一氫氣供應(yīng)管線中的所有殘余空氣。燃料電池車(chē)隨后以發(fā)電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行預(yù)定時(shí)間。在運(yùn)行期間，所消耗的氫氣經(jīng)由直接連接于燃料電池車(chē)的第一氫氣供應(yīng)管線供應(yīng)。一旦車(chē)輛行駛了預(yù)定時(shí)間，監(jiān)控裝置測(cè)量在燃料電池車(chē)已運(yùn)行預(yù)定時(shí)間后的氫儲(chǔ)罐的重量的變化。另外，燃料電池車(chē)在預(yù)定時(shí)間內(nèi)行駛的距離也被測(cè)量。燃料電池車(chē)的燃料效率于是可通過(guò)分析在車(chē)輛以發(fā)電機(jī)系統(tǒng)行駛后氫儲(chǔ)罐的重量的變化以及行駛的距離而進(jìn)行計(jì)算。在本發(fā)明的另一方面，用于燃料電池車(chē)的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)包括第一氫儲(chǔ)罐，配置用于測(cè)量該氫儲(chǔ)罐的重量的電子秤，至少一個(gè)第二車(chē)輛側(cè)氫儲(chǔ)罐，以及堆。更具體地，燃料效率測(cè)量系統(tǒng)具有安裝在至少一個(gè)車(chē)輛側(cè)氫儲(chǔ)罐與堆之間的第二氫氣供應(yīng)管線上的減壓閥和第四閥。另外，第一氫氣供應(yīng)管線從第一氫儲(chǔ)罐的出口端延伸，并直接連接于第四閥與堆之間的第二氫氣供應(yīng)管線。調(diào)節(jié)器和管接頭也連接于第一氫儲(chǔ)罐的出口端；第一閥和第二閥串聯(lián)安裝到從管接頭延伸的第一氫氣供應(yīng)管線上。排放單元安裝在從第一氫氣供應(yīng)管線分支并布置在第一閥與第二閥之間的分支管線上。該排放單元被配置用于使用從車(chē)輛側(cè)氫儲(chǔ)罐排出的氫氣去除第一氫氣供應(yīng)管線中的殘余空氣。以下，將參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，使得本發(fā)明相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠容易地實(shí)施本發(fā)明。如圖1中所述，根據(jù)本發(fā)明的說(shuō)明性實(shí)施方式的用于燃料電池車(chē)的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)包括燃料效率測(cè)量單元，其具有燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐100和配置用于測(cè)量燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐100的重量的電子秤101。燃料效率測(cè)量單元還包括布置在車(chē)輛/氫動(dòng)力車(chē)內(nèi)的車(chē)輛側(cè)氫儲(chǔ)罐200和堆(stack) 202。燃料效率測(cè)量單元的部件可共同安裝在具有一定容積的殼體內(nèi)。具體地，燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐100放置在電子秤101上，并且朝向車(chē)輛延伸的第一氫氣供應(yīng)管線102與燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐100的出口端連接。隨后高壓調(diào)節(jié)器104和快速接頭106可順序地連接至燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐100的出口端。常規(guī)地，快速接頭首先安裝在氫儲(chǔ)罐的出口端。當(dāng)將快速接頭分離以測(cè)量氫儲(chǔ)罐的重量時(shí)，在氫儲(chǔ)罐的出口端與快速接頭之間存在大約350巴的殘余氫氣壓力。因此，由于殘余壓力很難將快速接頭分離。然而，與常規(guī)技術(shù)不同，本發(fā)明利用高壓調(diào)節(jié)器104首先安裝在氫儲(chǔ)罐100的出口端然后安裝在快速接頭106上。在高壓調(diào)節(jié)器104后端的氫氣壓力于是從大約350巴降低至大約10巴，從而使使用者能夠容易地將快速接頭106分離。此外，在本發(fā)明的說(shuō)明性實(shí)施方式中，第一閥108和第二閥110可安裝到從快速接頭106延伸的第一氫氣供應(yīng)管線102上使得能夠在控制器132的控制下打開(kāi)和關(guān)閉。第一氫氣供應(yīng)管線102還從第二閥110延伸，使得第一氫氣供應(yīng)管線102通過(guò)使用通用管線接頭直接連接到車(chē)輛側(cè)的第二氫氣供應(yīng)管線204上。更具體地，減壓閥206和第四閥208可串聯(lián)安裝到在車(chē)輛側(cè)氫儲(chǔ)罐200與堆202 之間連接于車(chē)輛側(cè)氫儲(chǔ)罐200與堆202 二者的第二氫氣供應(yīng)管線204。另外，第一氫氣供應(yīng)管線102的遠(yuǎn)端直接連接到在第四閥208與堆202之間連接第四閥208與堆202的第二氫氣供應(yīng)管線204。常規(guī)地，燃料效率測(cè)量單元的第一氫氣供應(yīng)管線與車(chē)輛側(cè)的第二氫氣供應(yīng)管線通過(guò)分離式接頭彼此連接。如果車(chē)輛/氫動(dòng)力車(chē)與燃料效率測(cè)量單元400分離，則分離式接頭使車(chē)輛/氫動(dòng)力車(chē)能夠在不泄漏氫氣的情況下平穩(wěn)地分離。然而，在本發(fā)明的系統(tǒng)和方法中，在燃料效率測(cè)量測(cè)試期間車(chē)輛不可能分離。因此消除了分離式接頭，并且第一氫氣供應(yīng)管線102的遠(yuǎn)端通過(guò)通用管線接頭直接連接到在第四閥208與堆202之間連接第四閥208 與堆202的第二氫氣供應(yīng)管線204。根據(jù)本發(fā)明的說(shuō)明性實(shí)施方式，分支管線112從第一閥108與第二閥110之間的第一氫氣供應(yīng)管線102分支。殘余空氣排放單元安裝在分支管線112上，并被配置用于使用從車(chē)輛側(cè)氫儲(chǔ)罐200排出的氫氣去除第一氫氣供應(yīng)管線102中殘留的空氣。也就是說(shuō)，殘余空氣排放單元具有首先安裝到從第一氫氣供應(yīng)管線102分支的分支管線112上的止回閥114。在止回閥114的后端還串聯(lián)安裝有第三閥116。此外，排氣管線118連接于第三閥116的出口并且延伸至燃料效率測(cè)量單元400的外側(cè)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，當(dāng)在第一氫氣供應(yīng)管線102中流動(dòng)的氫氣的壓力等于或高于基準(zhǔn)值時(shí)，通過(guò)清除氫氣而進(jìn)行安全調(diào)節(jié)。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，氫氣清除安全單元被配置用于當(dāng)氫氣的壓力等于或高于基準(zhǔn)值時(shí)將氫氣排放到系統(tǒng)外側(cè)。氫氣清除安全單元安裝在從分支管線112再次分支的管線上。例如，氫氣清除安全單元可包括清除管線120和安全閥122。清除管線120的一端與殘余空氣排放單元的止回閥114和第三閥116之間的分支管線112連接，而其另一端連接于從第三閥116的出口端延伸的排氣管線118。安全閥122安裝在清除管線120的預(yù)定位置，并被設(shè)置為如果供應(yīng)的氫氣的壓力升高至基準(zhǔn)值或更高，則安全閥122自動(dòng)開(kāi)啟。同時(shí)，還可將配置用于監(jiān)控電子秤101的檢測(cè)值的余量監(jiān)控器與電子秤101連接。 特別地，用于控制閥的開(kāi)啟/關(guān)閉操作的控制器132連接于可為電磁閥的閥108、110、116 和 208。還可將配置用于傳送氫氣壓力信號(hào)至控制器132的壓力傳感器124安裝到燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐100的出口端以及快速接頭106與第一閥108之間的第一氫氣供應(yīng)管線102 上。另外，還可將配置用于檢測(cè)氫氣的泄漏并傳送信號(hào)至控制器132的氫泄漏檢測(cè)傳感器128安裝在其中安裝有燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐100的殼體中。在本說(shuō)明性實(shí)施方式中， 燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐100被安裝成使得當(dāng)氫氣泄漏時(shí)，所有的閥可被控制器132控制關(guān)閉，同時(shí)產(chǎn)生警報(bào)聲。以下，將詳細(xì)說(shuō)明基于上述配置的燃料效率測(cè)量過(guò)程。首先，執(zhí)行在被測(cè)量燃料效率的車(chē)輛行駛前檢測(cè)燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐的重量的步驟。在這方面，電子秤102測(cè)量燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐100的重量，并且余量監(jiān)控器 (balancing monitor) 130監(jiān)控所測(cè)量的結(jié)果值。然后，在位于與高壓調(diào)節(jié)器104相鄰的快速接頭106從燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐100 的出口端分離后，對(duì)燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐100的重量進(jìn)行測(cè)量。有利地，由于高壓調(diào)節(jié)器 104的后端的氫氣壓力從大約350巴降低至大約10巴，因此快速接頭106可容易地分離。接著，通過(guò)在車(chē)輛行駛前去除氫氣供應(yīng)管線中的任何殘余空氣，來(lái)保證適合于燃料效率測(cè)試的最優(yōu)的條件。在這方面，第一閥108被控制關(guān)閉，并且閥110，116和208可被控制開(kāi)啟。因此，在從車(chē)輛側(cè)氫儲(chǔ)罐200排出的氫氣的壓力在減壓閥206中被調(diào)節(jié)后，排出的氫氣通過(guò)第四閥208進(jìn)入第一氫氣供應(yīng)管線102，隨后經(jīng)過(guò)第二閥110、止回閥114和第三閥116，并通過(guò)排氣管線118排出至外部，使得第一氫氣供應(yīng)管線102中剩余的殘余空氣隨氫氣一起被排出并去除至外部。在通過(guò)上述過(guò)程去除氫氣供應(yīng)管線中的殘余空氣后，執(zhí)行實(shí)際的燃料效率測(cè)量過(guò)程。即，測(cè)試車(chē)輛以底盤(pán)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)(chassis dynamo system)行駛，從而通過(guò)供應(yīng)燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐100中的氫氣而阻塞車(chē)輛的氫氣供應(yīng)系統(tǒng)，使得在車(chē)輛行駛期間燃料電池堆 202需要使用燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐100中的氫氣作為燃料。有效地，基于在車(chē)輛行駛后燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐100的重量的變化和車(chē)輛的行駛距離，計(jì)算車(chē)輛的燃料效率。為了防止氫儲(chǔ)罐200中的氫氣被傳送至堆202，第四閥208被控制關(guān)閉，并且通過(guò)控制第一閥108和第二閥110開(kāi)啟同時(shí)第三閥116關(guān)閉，燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐100中的氫氣沿第一氫氣供應(yīng)管線102流動(dòng)。然后，排出至第一氫氣供應(yīng)管線102的氫氣進(jìn)入第二氫氣供應(yīng)管線204，同時(shí)被供應(yīng)至燃料電池堆202，從而啟動(dòng)燃料電池堆202的電力產(chǎn)生操作。其間，如果施加于第一氫氣供應(yīng)管線102的氫氣的壓力等于或高于基準(zhǔn)值，則其通過(guò)止回閥114影響清除管線120的安全閥122。即，高壓氫氣可能會(huì)在安全閥122自動(dòng)開(kāi)啟時(shí)引起安全問(wèn)題。在該情況下，基準(zhǔn)值或更高的氫氣經(jīng)過(guò)安全閥122，同時(shí)通過(guò)排氣管線 118被排出。在消耗燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐100中的氫氣同時(shí)運(yùn)行堆預(yù)定時(shí)間后，啟動(dòng)鑰匙被轉(zhuǎn)至關(guān)閉位置以完成燃料效率測(cè)試。隨后，閥108、110、116和208根據(jù)控制器132的指示而被控制關(guān)閉，使得不能再供應(yīng)燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐110中的氫氣。最后，在分離快速接頭106后，電子秤101測(cè)量在燃料電池車(chē)行駛后燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐100的重量，并且余量監(jiān)控器130監(jiān)控車(chē)輛的燃料效率。因此，可通過(guò)分析在車(chē)輛行駛后燃料效率測(cè)量燃料罐的重量變化以及控制器132所收集的行駛距離二者，確定汽油等效燃料效率計(jì)算。已參照其示例性實(shí)施方式詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解的是，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的前提下，可在這些實(shí)施方式中做出改變，本發(fā)明的范圍限定在所附權(quán)利要求及其等效形式中。此外，在不脫離本發(fā)明的本質(zhì)的前提下，可對(duì)具體情況和材料做出多種修改。因此，本發(fā)明不限于優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明，而是包括在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種用于燃料電池車(chē)的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)，包括燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐，配置用于測(cè)量所述燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐的重量的電子秤，車(chē)輛側(cè)氫儲(chǔ)罐，以及堆，所述燃料效率測(cè)量系統(tǒng)包括串聯(lián)安裝在所述車(chē)輛側(cè)氫儲(chǔ)罐與所述堆之間的第二氫氣供應(yīng)管線上的減壓閥和第四閥；從所述燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐的出口端延伸并且直接連接于所述第四閥與所述堆之間的所述第二氫氣供應(yīng)管線的第一氫氣供應(yīng)管線；順序地連接于所述燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐的出口端的高壓調(diào)節(jié)器和快速接頭； 串聯(lián)安裝于從所述快速接頭延伸的所述第一氫氣供應(yīng)管線的第一閥和第二閥； 安裝在從所述第一閥與第二閥之間的所述第一氫氣供應(yīng)管線分支的分支管線上并且配置用于使用從所述車(chē)輛側(cè)氫儲(chǔ)罐排出的氫氣去除所述第一氫氣供應(yīng)管線中的殘余空氣的殘余空氣排放單元；以及安裝在從所述分支管線再次分支的管線上并且配置用于當(dāng)氫氣的壓力等于或高于基準(zhǔn)高壓時(shí)將氫氣排出至外部的氫氣清除安全單元。
2.如權(quán)利要求1所述的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)，還包括配置用于監(jiān)控所述電子秤的檢測(cè)值的余量監(jiān)控器，所述電子秤被配置用于檢測(cè)所述燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐的重量；以及配置用于控制所述閥的開(kāi)啟/關(guān)閉操作的控制器。
3.如權(quán)利要求1所述的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)，其中所述殘余空氣排放單元還包括 串聯(lián)安裝到所述分支管線上的止回閥和第三閥；以及從所述第三閥的出口延伸至所述燃料效率測(cè)量系統(tǒng)的外部的排氣管線。
4.如權(quán)利要求1所述的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)，其中所述氫氣清除安全單元還包括 在位于所述殘余空氣排放單元的所述止回閥和所述第三閥之間的所述分支管線與從所述第三閥的出口端延伸的所述排氣管線之間連接的清除管線；以及安裝到所述清除管線的預(yù)定位置的安全閥。
5.如權(quán)利要求4所述的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)，其中如果供應(yīng)的氫氣的壓力等于或高于基準(zhǔn)值，則所述安全閥被設(shè)置為開(kāi)啟。
6.如權(quán)利要求1所述的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)，其中配置用于將氫氣壓力信號(hào)傳送至控制器的壓力傳感器安裝到所述燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐的出口端和所述第一氫氣供應(yīng)管線上，所述壓力傳感器布置于所述快速接頭與所述第一閥之間。
7.如權(quán)利要求1所述的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)，其中配置用于檢測(cè)氫氣的泄漏并將信號(hào)傳送至控制器的氫泄漏檢測(cè)傳感器安裝在安裝有所述燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐的殼體中。
8.一種用于燃料電池車(chē)的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)，包括第一氫儲(chǔ)罐，配置用于測(cè)量所述氫儲(chǔ)罐的重量的電子秤，至少一個(gè)第二車(chē)輛側(cè)氫儲(chǔ)罐，以及堆，所述燃料效率測(cè)量系統(tǒng)包括安裝在所述至少一個(gè)車(chē)輛側(cè)氫儲(chǔ)罐與所述堆之間的第二氫氣供應(yīng)管線上的減壓閥和第四閥；從所述第一氫儲(chǔ)罐的出口端延伸并且直接連接于所述第四閥與所述堆之間的所述第二氫氣供應(yīng)管線的第一氫氣供應(yīng)管線；連接于所述第一氫儲(chǔ)罐的出口端的調(diào)節(jié)器和接頭；串聯(lián)安裝到從所述接頭延伸的所述第一氫氣供應(yīng)管線上的第一閥和第二閥；以及安裝在從所述第一氫氣供應(yīng)管線分支并布置于所述第一閥與第二閥之間的分支管線上的排放單元，所述排放單元被配置用于使用從車(chē)輛側(cè)氫儲(chǔ)罐排出的氫氣去除所述第一氫氣供應(yīng)管線中的殘余空氣。
9.如權(quán)利要求1所述的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)，還包括安裝在從所述分支管線再次分支的管線上并且配置用于當(dāng)氫氣的壓力等于或高于基準(zhǔn)壓力時(shí)將氫氣排出至系統(tǒng)外部的氫氣清除安全單元。
10.如權(quán)利要求1所述的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)，還包括配置用于監(jiān)控所述電子秤的檢測(cè)值的余量監(jiān)控器，所述電子秤被配置用于檢測(cè)所述燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐的重量；以及配置用于控制所述閥的開(kāi)啟/關(guān)閉操作的控制器。
11.如權(quán)利要求10所述的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)，其中所述氫氣清除安全單元還包括 在位于所述殘余空氣排放單元的所述止回閥和所述第三閥之間的所述分支管線與從所述第三閥的出口端延伸的所述排氣管線之間連接的清除管線；以及安裝到所述清除管線的預(yù)定位置的安全閥。
12.如權(quán)利要求11所述的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)，其中如果供應(yīng)的氫氣的壓力等于或高于基準(zhǔn)值，則所述安全閥被設(shè)置為開(kāi)啟。
13.如權(quán)利要求1所述的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)，其中所述排放單元還包括 串聯(lián)安裝到所述分支管線上的止回閥和第三閥；以及從所述第三閥的出口延伸至所述燃料效率測(cè)量系統(tǒng)外部的排氣管線。
14.如權(quán)利要求1所述的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)，其中配置用于將氫氣壓力信號(hào)傳送至控制器的壓力傳感器安裝到所述燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐的出口端和所述第一氫氣供應(yīng)管線上， 所述壓力傳感器布置于所述接頭與所述第一閥之間
15.一種用于測(cè)量燃料電池車(chē)的燃料效率的方法，所述方法包括 通過(guò)監(jiān)控裝置測(cè)量在所述燃料電池車(chē)行駛前的氫儲(chǔ)罐的重量；通過(guò)排放單元在車(chē)輛行駛前使用從車(chē)輛側(cè)氫儲(chǔ)罐排出的氫氣去除氫氣供應(yīng)管線中的所有殘余空氣；通過(guò)使所述燃料電池車(chē)中的燃料電池堆運(yùn)行預(yù)定時(shí)間，使所述燃料車(chē)以發(fā)電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行預(yù)定時(shí)間，其中在所述預(yù)定時(shí)間內(nèi)消耗的氫氣經(jīng)由直接連接于所述燃料電池車(chē)的所述氫氣供應(yīng)管線供應(yīng)；通過(guò)所述監(jiān)控裝置測(cè)量在所述燃料電池車(chē)已運(yùn)行預(yù)定時(shí)間后的所述氫儲(chǔ)罐的重量變化；測(cè)量所述燃料電池車(chē)在所述預(yù)定時(shí)間內(nèi)行駛的距離；以及通過(guò)分析在車(chē)輛以發(fā)電機(jī)系統(tǒng)行駛后的所述氫儲(chǔ)罐的重量變化和所述行駛的距離，計(jì)算所述燃料電池車(chē)的燃料效率。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于燃料電池車(chē)的燃料效率測(cè)量系統(tǒng)，包括燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐，測(cè)量該氫儲(chǔ)罐的重量的電子秤，車(chē)輛側(cè)氫儲(chǔ)罐，和堆，還包括串聯(lián)安裝在車(chē)輛側(cè)氫儲(chǔ)罐與堆之間的第二氫氣供應(yīng)管線上的減壓閥和第四閥；從燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐的出口端延伸并直接連接于第二氫氣供應(yīng)管線的第一氫氣供應(yīng)管線；連接于燃料效率測(cè)量氫儲(chǔ)罐的出口端的高壓調(diào)節(jié)器和快速接頭；串聯(lián)安裝于第一氫氣供應(yīng)管線的第一閥和第二閥；安裝在從第一氫氣供應(yīng)管線分支的分支管線上并使用從車(chē)輛側(cè)氫儲(chǔ)罐排出的氫氣去除第一氫氣供應(yīng)管線中的殘余空氣的殘余空氣排放單元；以及安裝在從分支管線再次分支的管線上并在氫氣壓力等于或高于基準(zhǔn)高壓時(shí)將氫氣排出的氫氣清除安全單元。
文檔編號(hào)G01M15/04GK102478461SQ201110079400
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者樸貞圭, 芮昌煥, 金賢濬 申請(qǐng)人:現(xiàn)代自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社