[发明专利]用于检测燃料电池车的热管理系统中的冷却液位的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于检测燃料电池车的热管理系统中的冷却液位的装置和方法，其可以利用压力传感器的检测值，准确和迅速地检测冷却液的不足。也就是说，本发明提供这样一种用于检测燃料电池车的热管理系统中的冷却液位的装置和方法，其可以在压力传感器被安装在连接于燃料电池组的入口的冷却管路上并且贮液器被连接于散热器的压力盖上的状态下，根据冷却液的流动，基于压力传感器检测值的斜率值变化和振幅变化，通过实时地计算冷却液的不足，准确且迅速地监测冷却液的不足。

技术领域

本发明涉及一种用于检测燃料电池车热管理系统中的冷却液位的装置和方法。更具体地，本发明涉及这样一种用于检测燃料电池车热管理系统中的冷却液位的装置和方法，其能够利用压力传感器的检测值准确、迅速地检测冷却液的不足。

背景技术

安装在燃料电池车中的典型燃料电池系统包括燃料电池组，通过电化学反应产生电力；氢供应系统，被配置为将氢作为燃料供应给燃料电池组；氧(空气)供应系统，被配置为将含氧的空气作为燃料电池组中的电化学反应所需的氧化剂；热管理系统(TMS)，被配置为将燃料电池组的反应热排放到燃料电池系统的外面，控制燃料电池组的操作温度，并执行水管理功能；以及系统控制器，被配置为用于控制燃料电池系统的整体操作。

图4示出热管理系统中的冷却液循环回路，其中热管理系统控制燃料电池组的操作温度。如图4所示，热管理系统基本包括泵11，用于将冷却液循环到燃料电池组10和散热器12，散热器12被配置为冷却从燃料电池组10排出的冷却液；还包括离子过滤器16，用于过滤从冷却回路中提取的离子。

此外，在从散热器12的出口延长至燃料电池组10的管路上，相互平行地布置有三通阀13和COD14，并且从贮液器15延伸的冷却液补充管路连接于从燃料电池组10的出口延伸到泵11的管路。在此，根据燃料电池组的温度，冷却液循环回路被分为冷却回路和加热回路，并且包括从冷却液中去除离子的过滤回路。

当三通阀13打开时，形成冷却回路，使得从散热器12排出的冷却液流至燃料电池组10。也就是，设置冷却回路，使得由散热器12冷却的低温冷却液能够被供应至燃料电池组10。当三通阀13闭合时，形成加热回路，切断从散热器12的出口排出的冷却液，并且供应来自泵11的冷却液。此外，过滤回路被配置为使得冷却液从泵11的后管路流至离子过滤器16，然后已去除离子的冷却液从离子过滤器16流至泵11的前管路。在该热管理系统中，标准压力盖(pressure cap)17安装在散热器12的顶部，并且贮液器15具有敞开的顶部结构，并且设有安装在其中的冷却液位传感器18。

当冷却液在冷却液循环回路的冷却回路和加热回路中产生损耗时，在泵的入口侧产生负压力，使得贮液器中的冷却液通过冷却液补充管路被迅速地供应到泵的前管路，从而补充损耗的冷却液。然而，当贮液器中的冷却液被迅速排出时，由于大量气泡的产生，以及由于冷却液的重复循环，如水的晃动等，用于检测冷却液位的冷却液位传感器可能会出现故障，因而存在一定问题。

此外，当冷却液在冷却回路和加热回路中产生损耗时，安装在贮液器里的冷却液位传感器，仅在车辆停止或者怠速运转时引起冷却液温度降低而使贮液器的冷却液位降低时，才能够准确地检测冷却液位。因此，通常不可能在冷却液损耗的同时，准确并且迅速地检测冷却液位。

此外，为了安装用于检测贮液器中的冷却液位的冷却液位传感器，需要25x15x40mm的包装空间，其中当包装空间不足时，就难以安装冷却液位传感器。在包装空间的使用方面，即使水位传感器安装在冷却回路或加热回路上时，当混合有水和空气的冷却液被循环(例如，当损耗了大约1到2升的冷却液以及混合了空气等等)时，安装在冷却回路或加热回路上的冷却液位传感器无法检测冷却液的损耗，而是仍将当前的液位识别为正常液位。

背景技术中公开的上述信息仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容