[发明专利]用于燃料电池车的氢充装的安全控制系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池车，更具体涉及一种用于燃料电池车的氢充装的安全控制系统和方法，其可以通过在燃料电池车的氢充装过程中关闭燃料电池车的点火装置来改善氢充装过程中燃料电池车的安全性。

背景技术

与利用内燃机旋转动力(该动力由通过矿物燃料与空气中氧气的燃烧所获得的爆炸动力而产生)驱动的内燃机车不同，燃料电池车通过利用由燃料电池堆产生的电能驱动的电动机的旋转动力来驱动。燃料电池堆，作为燃料电池车的主动力源，通过由包括氢气罐或车辆中的转化器的氢气供应装置所提供的氢气，与由诸如鼓风机或压缩机等空气供应装置提供的空气中的氧气之间的电化学反应产生电能。因此，在燃料电池车中，重要的是以安全且压缩方式存储燃料或气体形式的氢。为此，人们已经开发出多种氢存储技术，从而使车辆的行驶距离和车辆的安全性能都得到改善。

在这些技术中，氢可以作为液态氢存储在车辆中或者可被吸藏在包藏合金(occlusion alloy)中，但是这种方案存在因自然蒸发或吸附量等目前技术尚不能解决的问题。因此，通常在轻质、高强度且耐高压的氢燃料罐中充装氢并使用。为了保证足够的舱空间以及足够的行驶距离，广泛使用能够利用诸如359巴(bar)或700巴的高压在其中充装氢的氢燃料罐。

在普通汽油车辆或柴油车辆的情况下，通常没有法律或法规要求在燃料被泵入油箱时关闭点火装置或者防止驾驶者启动点火装置，即使为了安全因素，在泵入气体时强烈建议驾驶者关闭点火装置。

然而，对于燃料电池车而言，在加油期间限制推进系统操作和车辆移动的法规和规则实际上已经颁布。因此，在仍然遵守新的法律和法规时通常需要应用于汽油车辆或柴油车辆的点火控制逻辑不能应用于燃料电池车。

具体地，在过去，在控制燃料电池车的点火装置时，不包括用于感测燃料充装的装置，因而在燃料充装期间不能系统地限制车辆的点火装置，因而在该处理中可能会违反法律和法规。

因此，燃料电池车应该满足在燃料充装过程中规定的相关法律和法规，燃料电池车的推进系统不能运转且不允许车辆运动。然而，用于感应氢充装进程的逻辑目前还没有被应用到传统的燃料电池车中，因此不能满足相关法律、法规的要求。

发明内容

因此，本发明为解决上述问题而提供一种用于燃料电池车的燃料充装安全控制系统和方法，其中在燃料电池车的氢充装期间，关闭车辆的点火装置以改善正在进行氢充装的车辆的安全性。

根据本发明的一方面，提供一种用于燃料电池车的燃料充装的安全控制系统，该燃料充装安全控制系统包括：燃料充装开关，设置在燃料电池车中以便在充装氢期间被操作；车速检测器，被配置为检测当前车速；以及控制器(包括处理器和存储器)，被配置为接收与燃料充装开关的通/断操作相对应的信号以及由车速检测器检测的当前车速，并相应地控制车辆的点火装置，其中该控制器被配置为：在接收到燃料充装开关的接通操作信号时，以及在基于由车速检测器检测的当前车速而确定车辆处于停止状态时，关闭车辆的点火装置。

该燃料充装安全控制系统还包括通信装置，所述通信装置设置在燃料车辆中以实现控制器与燃料充装站侧控制器之间的通信，其中该控制器被配置为：当燃料电池车的控制器根据由车速检测器检测到的当前车速确定燃料充装开关关断的同时车辆处于停止状态，通过通信装置将燃料充装停止信号传送给燃料充装站侧控制器。

该燃料充装安全控制系统还包括燃料罐压力检测器，其设置在燃料电池车上以检测氢燃料罐内的压力，其中燃料电池车的控制器被配置为：当控制器在传送燃料充装停止信号之后根据由燃料罐压力检测器检测的氢燃料罐的压力确定氢罐内的压力变化已经超过预定参考值时，关闭车辆的点火装置。

根据本发明的另一方面，提供一种用于燃料电池车的燃料充装安全控制方法，该燃料充装安全控制方法包括：将燃料充装开关操作到接通状态以向燃料电池车中的氢燃料罐充装氢；通过控制器接收燃料充装开关的接通操作信号和来自用于检测车辆的当前车速的车速检测器的检测信号；以及通过控制器响应于基于当前车速而确定车辆当前处于停止状态而关闭车辆的点火装置。

该控制器可被配置为：响应于基于接收到的车速确定车辆当前处于停止状态且燃料充装开关被关断，通过通信装置将燃料充装停止信号传送给燃料充装站侧控制器。

该控制器还可被配置为：在传送燃料充装停止信号之后，在从用于检测氢燃料罐的压力的燃料罐压力检测器接收到检测信号并确定氢燃料罐内的压力变化超过预定参考值时，关闭车辆的点火装置。