[发明专利]一种燃料消耗量的测量方法、装置、计算设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种燃料消耗量的测量方法、装置、计算设备及存储介质，用于以燃料电池作为动力来源的交通设备，弥补了现有技术中通过流量计或温度和压力测量燃料消耗量的方法的不足。测量方法包括以下步骤：获取设定时段内所述燃料电池的电流值；根据所获取的电流值、燃料电池中串联的单片电池的片数及燃料的属性，计算设定时段内参与燃料电池化学反应的燃料消耗量；将多个设定时段内参与燃料电池化学反应的燃料消耗量进行累积得到统计时段内燃料的总消耗量。测量系统包括用于获取所述燃料电池在设定时段内的电流值的获取模块和用于计算燃料消耗量的计算模块。

技术领域

本发明涉及交通设备领域，尤其涉及一种燃料消耗量的测量方法、装置、计算设备及存储介质。

背景技术

使用燃料电池作为能量提供装置的交通设备遵循如下运转原理：燃料在燃料电池中发生化学反应，在此过程中产生的电能驱动电动机，并通过电动机为交通设备提供动力。

对于燃料电池系统而言，燃料通过传输管道进入燃料电池并被消耗。在管道上设置流量计，可以测得流经该管道的燃料量。因此，其燃料消耗量的测量可以通过在燃料进入管道上配置流量计来实现。但是，这一方案需要在管道上额外安装流量计，导致了如下问题：

首先，流量计的价格较高，会增加测量成本。其次，对于交通设备，尤其是小型私家交通设备而言，其内部空间容量有限；流量计自身体积较大，占用空间多，在小容量空间内不易安装。最后，对于自载燃料存储装置的交通设备而言，为了尽可能多的携带燃料，燃料往往以高压形态存储；从存储装置释放出的燃料压力大，需要使用耐高压的流量计；耐高压的流量计自身质量大，抗振动能力差，不适宜在交通设备运转时使用。以将合金储氢装置作为燃料存储装置的燃料电池汽车为例，其需要的流量计一般要耐6MPa或以上的高压，质量和体积过大，不适合车载。

另一种替代的测量方案为，通过压力传感器和温度传感器分别测量燃料存储装置中燃料的压力和温度，根据理想气体状态方程(PV＝nRT)来计算燃料存储装置中的燃料量。进一步，通过测量燃料存储装置中燃料量的变化来计算所消耗的燃料量。但是，这一方案同样面临难以解决的问题，其适用范围和测量结果的准确性均受到限制。

首先，理想气体状态方程只适用于气体，因此，这一方案只能适用于高压气态燃料存储装置，无法适用于金属储气装置。以氢气为例，对于合金储氢装置而言，其氢气压力受温度的影响不遵循理想气体状态方程，并且，在氢气的气固两相转换过程中，存在一个压力较为恒定的平台期。在此平台期内，对于确定的温度，不同氢气储量对应的压力值基本相同。因此，无法通过压力和温度准确计算氢气储量。

其次，即便只将该方案用于高压气态燃料存储装置，测量结果的准确性也会受到两个方面的影响。一方面，理想气体状态方程只适用于理想气体，也可近似适用于常温常压或高温低压的情形。对于车载燃料存储装置而言，为了以尽可能小的空间携带足够的燃料，燃料通常处于高压状态，相对理想气体状态有较大的偏离。这为测量结果带来了偏差。另一方面，由于燃料压力高、温度变化范围大，压力和温度传感器的准确性会受到影响并进而影响测量结果。以高压储氢罐为例，为了携带足够交通设备消耗的氢气，储氢罐中的氢气压力需要达到70MPa。同时，其适用温度范围可以达到-40℃至85℃。在高压和宽温度范围条件下，压力传感器和温度传感器的准确性均受到影响，使用该技术方案测得的结果准确性会降低。

可见，将现有的燃料消耗量的测量方法使用在由燃料电池驱动的交通设备上均存在弊端，尤其是，对于以金属作为燃料存储装置的交通设备，缺乏可行的燃料消耗量的测量方法。因此，亟需提出一种成本低、结果准确、受外界环境条件影响小、适用范围广的燃料消耗量的测量方法。

发明内容

为了解决了上述问题，本申请提供了一种燃料消耗量的测量方法、装置、计算设备及存储介质，适用于处于运行状态的交通设备，所述交通设备将燃料通过燃料电池释放的能量作为动力来源。