[发明专利]用于燃料电池系统的氢气消耗测量方法

说明书

本发明涉及用于燃料电池系统的氢气消耗测量方法，其包括以下步骤：根据氢气供应至阳极的时刻的第一压力和氢气不再供应至阳极的时刻的第二压力来计算代表性部分所消耗的氢气量；通过将多个部分消耗的氢气量进行累积来计算总共消耗的氢气量。

技术领域

本发明涉及用于燃料电池系统的氢气消耗测量方法。更具体地，涉及这样一种用于燃料电池系统的氢气消耗测量方法：在驱动车辆的情况下，该方法能够增加瞬时燃料效率和平均燃料效率的计算准确度。

背景技术

氢气燃料电池车辆是这样的车辆：其利用电机来产生推进动力，由氢气和氧气反应产生的电能来驱动所述电机；能够通过测量燃料(氢气)罐中氢气的压力和温度来测量燃料罐中的氢气量；能够通过测量燃料罐中氢气量的变化来计算车辆中所消耗的燃料量。

然而，对于氢气燃料电池车辆而言，由于将700巴或者更大的高压氢气用作燃料，并且温度使用范围的宽度可以为-40℃至85℃，所以测量当前燃料量的计算的准确度会降低。

即，由于压力传感器和温度传感器安装在氢气燃料电池车辆的氢气罐中，并且氢气罐的体积是在设计步骤中预定的，所以能够利用氢气罐中的温度和压力的值经由理想的气体等式(M＝PV/RT)来计算氢气罐中的氢气质量，其中，氢气罐中的温度和压力的值是从压力传感器和温度传感器获取的。

能够根据氢气罐中的氢气质量的变化来确定剩余的氢气量和氢气消耗量，并且能够进行实时测量，所以可以计算实时燃料效率。也可以利用车辆的驱动距离数据来计算车辆的平均燃料效率，并且可以根据计算出的实时燃料效率和平均燃料效率获取车辆的剩余行驶距离，以上信息可以全部显示在仪表盘，以将信息提供给驾驶员。

然而，由于氢气罐中的压力非常高，压力传感器的分辨率较低，温度变化范围较大，温度传感器的分辨率较低，所以在计算氢气罐中的氢气质量方面存在明显的误差。因此，在车辆的显示的燃料效率和显示的剩余驱动距离方面会产生更多的误差，从而使消费者感到不满。

公开于背景技术部分的以上信息仅仅旨在增强对本发明的背景技术的理解，因此，其可以包括并不构成在这个国家对本领域普通技术人员而言为已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明致力于解决与现有技术相关的上述问题，并且提供了用于燃料电池系统的氢气消耗测量方法，该方法能够通过利用特定的压力模式来对供应至燃料电池堆的氢气进行供应，并且通过计算由供应的氢气和取决于供应的氢气的一次氢气消耗所形成的三角波的产生次数，准确地测量在驱动期间燃料电池系统总共消耗的氢气消耗，从而可以增大车辆的燃料效率的计算的准确度和车辆的剩余驱动距离的显示的准确度。

在一个方面中，本发明提供了用于燃料电池系统的氢气消耗测量方法，其包括以下步骤：根据氢气供应至阳极的时刻的第一压力和氢气不再供应至阳极的时刻的第二压力来计算代表性部分消耗的氢气量；通过将多个部分消耗的氢气量进行累积来计算总共消耗的氢气量。

在另一个示例性实施方案中，可以根据如下等式来计算代表性部分消耗的氢气量：

消耗的氢气量＝(P_Bn/T_Bn-P_An/T_An)*V*C，

其中，P_An为氢气供应至阳极的时刻阳极的内部压力；

P_Bn为氢气不再供应至阳极的时刻阳极的内部压力；

T_An为氢气供应至阳极的时刻阳极的内部温度；

T_Bn为氢气不再供应至阳极的时刻阳极的内部温度；

V为阳极的内部体积；

C为转换系数。

第一压力可以为初始压力，第二压力可以为参考压力。