[发明专利]用于燃料电池车的燃料效率测量系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于燃料电池车的燃料效率测量系统和方法，其可精确地测量燃料电池车的燃料效率。 

背景技术

通常燃料电池由于其发电效率高和零排放特征被认为是未来的发电系统。燃料电池已经作为车辆动力源而被广泛研究，其可解决诸如近年来提出的环境污染和全球变暖的各种问题。 

燃料电池是将通过将具有活性的物质，如氢(例如LNG、LPG、甲醇等)氧化所产生的化学能经电化学反应直接转化为电能的装置。一般来说，燃料电池使用易从天然气生成的氢气，和空气中的氧气。 

在装配有使用氢作为燃料的上述燃料电池的氢燃料电池车中，不能通过应用于内燃机车的方法来测量燃料效率，即采用废气中的碳含量来测量，因此需要用于氢燃料电池车的新的燃料效率测量方法。 

图1中所示的应用于氢燃料电池车的燃料效率测量方法包括基于氢气罐11温度和压力变化的测量，基于供应给燃料电池14的氢气量的测量，和基于燃料电池14电流的测量。在此种情况下，提供用于燃料效率测量的传感器包括氢气罐11的温度传感器1和压力传感器2，测量供应给燃料电池14的氢气量的流量传感器3，和测量燃料电池14电流量的电流传感器4。 

氢燃料电池车的燃料效率是基于燃料电池14中所用氢气量和行驶距离测量的，并通过氢的等效能量表示为汽油等效燃料效率(gasolineequivalent fuel efficiency)，以便与内燃机车的效率相比较。 

类似地，在氢燃料电池车的燃料效率计算中，精确地测量从氢气罐11供应的氢气量是很重要的，而传统的燃料效率测量方法具有以下缺点。 

尽管基于氢燃料罐的温度和压力变化的测量方法具有计算氢清洗 (purge)量的优点，但压力和温度传感器的误差很大，需要湿机(soaking)。 

而且，尽管基于供应的氢气量的测量方法的优势是能计算氢气清洗量，但氢气流量传感器的误差相当大。 

而且，尽管基于燃料电池电流量的测量方法的优势在于电流量和反应率的计算很优异，但不能估计氢气清洗量且电流传感器的误差相当大。 

背景技术部分中公开的上述信息仅为了增强对本发明背景技术的理解，因此可以包含不构成在本国内对于本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。 

发明内容

本发明已经努力解决了上述与现有技术相关的问题。 

在一个方面，本发明提供了用于燃料电池车的燃料效率测量系统，该燃料电池车装配有使用氢气作为燃料的燃料电池，该系统包括：燃料供应罐，其用于向燃料电池供应用作燃料的氢气；主管，其具有与连接到燃料供应罐的出口阀的氢气供应管相连接的入口端和与车辆的氢气注入管相连接的出口端，使得来自燃料供应罐的氢气被供应到氢气注入管以便用作燃料电池中的燃料；在主管上设置的高压调节器，其将从燃料供应罐供应的氢气的压力减小至可用于燃料电池中的压力；设置在主管上的多个阀门；连接到燃料供应罐的溢流阀的氢气排放管，从而当溢流阀打开时向外部排放燃料供应罐的超压氢气；电子天平(electronic balance)，其用于检测燃料供应罐的重量；和系统控制单元，其从电子天平接收基于燃料供应罐的重量的检测值，在系统连接到车辆的状态中该系统控制单元与功率控制单元通信，并控制系统和车辆中的各个阀门的整体操作以及系统的整体操作，其中系统控制单元基于从功率控制单元传送的车辆行驶距离，和由电子天平检测并传送的车辆行驶前后燃料供应罐的重量差来计算燃料效率。 

在另一个方面，本发明提供了用于燃料电池车的燃料效率测量方法，该燃料电池车装配有使用氢气作为燃料的燃料电池，该方法包括：连接燃料效率测量系统的主管至车辆的氢气注入管；在开启起动器钥匙之前接收燃料效率测量系统中燃料供应罐的重量的信息；在测量燃料效率的过程中向车辆的氢气供应系统的氢气供应被切断的状态中，经主管和车辆的氢气注入管将燃料效率测量系统中的燃料供应罐的氢气供应至车辆的燃料电池用作燃料；基于车辆行驶距离和燃料供应罐在车辆行驶前后的重量变化差来计算燃料效率。 

可以理解这里所用的术语“车”或“车辆的”或其他类似术语包括大体上包括机动车，诸如包括运动型多功能车(SUV)的客车、公共汽车、卡车、各种商用车、包括各种舟和船的水运工具、飞行器等等。 

本发明上面和其他特征在下面讨论。 

附图说明

本发明上面和其他特征将在下面参考以附图图示的某些示例性实施方式详细地描述，下面给出的附图仅用于说明而非限制本发明，且其中：