燃料电池车辆用离子过滤器寿命感知装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种燃料电池车辆用离子过滤器寿命感知装置，其用于检测燃料电池的离子过滤器滤筒的更换寿命。该装置包括：主体部，其安装在离子过滤器内并且内部填充有离子树脂；检查器，其设置在主体部内并且位置基于离子树脂的体积而变化；以及弹性部件，其设置在主体部中的第一侧端与检查器之间，以通过弹性在主体部内推压检查器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料电池车辆用离子过滤器寿命感知装置，且更具体地，涉及一种检测燃料电池离子过滤器滤筒的更换寿命的燃料电池车辆用离子过滤器寿命感知装置。
技术介绍
近来，可减少能量消耗和环境污染的环保型电动车辆已得到多方面发展，例如包括燃料电池车辆和混合动力车辆的环保型电动车辆。燃料电池车辆为使用由氢和氧的电化学反应生成的电力作为能量源的车辆。混合动力车辆为在高速行驶或上坡行驶时使用内燃机而在低速行驶或停车时使用电力作为能量源的车辆。通常，现有的内燃机车辆由驱动力驱动，该驱动力通过化石燃料与空气中的氧在发动机内的爆炸反应将化学能转化成机械能而生成，而燃料电池车辆由电能驱动，该电能通过经高压氢罐或重整器供应的氢与经空气涡轮压缩机供应的空气中的氧在燃料电池堆内的电化学反应生成。换言之，燃料电池系统是将燃料的能量直接转化成电能的装置，并且是包括一对由电解质置于其间的阳极和阴极构成的电极，并通过电离的燃料气的电化学反应获得电和热的系统。聚合物电解质膜燃料电池可具有高电流密度、低运行温度、低腐蚀和减少的电解质损失，因此已开始发展成为用于军事用途或宇宙飞船的动力源。然而，近来，聚合物电解质膜燃料电池可具有高输出密度并可由于简化装置而模块化，因此，已积极地进行对于应用聚合物电解质膜燃料电池作为车辆动力源的研究。燃料电池系统包括：配置成从反应气体的电化学反应生成电能的燃料电池堆；配置成将作为燃料的氢供应至燃料电池堆的氢供应装置；将包括作为电化学反应所需的氧化剂的氧的空气供应至燃料电池堆的空气供应装置；以及配置成将作为燃料电池堆的电化学反应的副产物的热散发至外部，以最优地调节燃料电池堆的运行温度并执行水管理功能的热和水管理系统。在该配置中，热和水管理系统包括离子过滤器，其中离子过滤器从循环经过燃料电池堆然后排出的冷却水中去除金属离子，以便延长燃料电池的寿命并使燃料电池系统稳定。换言之，燃料电池车辆的离子过滤器设置在堆冷却水回路上执行离子过滤，以防止由对应于100kW的高输出堆引起的电击，从而确保系统的电稳定性。例如，离子树脂安装在滤筒内部，以去除并管理与存在于堆冷却水中的阳离子/阴离子的量的增加成比例增加的电导率，使得电导率等于或小于预定水平，从而提高车辆的绝缘稳定性。因此，离子过滤器的内部包括基本上过滤掉包含在冷却水中的离子的离子树脂，并且在燃料电池堆中循环并排出的冷却水进入离子过滤器，以通过离子过滤器中的离子树脂去除金属离子，然后再次在燃料电池堆中循环，从而适当地调节堆冷却水内的离子性即电导率。同时，堆冷却水的电导率由电导率传感器来测量。具体地，当由电导率传感器测量的电导率等于或大于基准值时，更换离子过滤器滤筒以将堆冷却水中的电导率管理为等于或小于预定水平。例如，电导率由电导率传感器测量，并且冷却水电导率信号通过控制器局域网(CAN)通信周期性地传送至燃料电池控制单元(FCU)，以确定是否更换离子过滤器滤筒。然而，在前述电导率传感器感测方法的情况下，电导率传感器的体积增大并且成本(每个100,000)增加，因此电导率传感器感测方法在布局方面和经济性方面是不利的。此外，当电导率传感器和CAN通信不良时，消费者可能难以确定离子过滤器滤筒的更换时间。
技术实现思路
本专利技术提供一种燃料电池车辆用离子过滤器寿命感知装置，其通过利用离子树脂的体积减少原理感知燃料电池离子过滤器滤筒的更换寿命来改善车辆的维护。根据本专利技术的示例性实施例，燃料电池车辆用离子过滤器寿命感知装置可包括：安装在离子过滤器内并且内部填充有离子树脂的主体部；设置在主体部内并且位置基于离子树脂的体积而变化的检查器；以及设置在主体部中的一侧(例如，第一侧)端与检查器之间，从一侧向另一侧推压检查器的弹性部件。主体部的一部分或全部可形成为透明。检查器可由荧光材料制成，并可形成为维持检查器的周围与主体部的内部之间的气密性(例如，密封)。主体部中的以检查器为基准的另一侧(例如，第二侧)可填充有离子树脂，并且主体部中的另一侧可包括筛网部件，用于防止所填充的离子树脂泄漏。检查器可配置成识别离子过滤器的滤筒的更换时间，并且主体部可显示有用于滤筒的更换的检查器的移动位置。根据本专利技术的另一示例性实施例，安装在燃料电池堆中的燃料电池车辆用离子过滤器寿命感知装置可包括：配置成安装在离子过滤器内位于燃料电池堆的冷却水通道上，并且内部填充有离子树脂的主体部；可移动地设置在主体部内并且位置基于离子树脂的体积而变化的检查器；以及设置在主体部中的一侧端与检查器之间，通过弹性从一侧向另一侧推压检查器的弹性部件。主体部可安装在离子过滤器内由透明材料制成的上盖覆盖，并且因此可从外部识别。附图说明从以下结合附图进行的详细说明中，本专利技术的以上和其他目的、特征和优点将更加显而易见。图1是示意性地示出根据本专利技术的示例性实施例的燃料电池车辆用离子过滤器寿命感知装置安装在离子过滤器内的示例性使用状态图；图2是示出根据本专利技术的示例性实施例的燃料电池车辆用离子过滤器寿命感知装置的示例性视图；图3是示出根据本专利技术的示例性实施例的燃料电池车辆用离子过滤器寿命感知装置中去除主体部的主要部分的示例性视图；并且图4是示出根据本专利技术的示例性实施例的燃料电池车辆用离子过滤器寿命感知装置中的离子树脂的强酸性阳离子交换树脂的示例性视图。附图中各元件的附图标记1：离子过滤器3：上盖10：主体部11：透明部20：检查器30：弹性部件具体实施方式应该理解的是，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或者其他类似术语包括通常的机动车辆，诸如包括运动型多功能车(SUV)、客车、货车、各种商用车辆在内的载客车辆，包括各种艇和船在内的水运工具，以及航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如，从石油之外的资源取得的燃料)。如本文所提到的，混合动力车辆为具有两种或更多种动力源的车辆，例如具有汽油动力和电动力两者的车辆。虽然示例性实施例被描述为使用多个单元来执行示例性处理，但应该理解的是，示例性处理也可由一个或多个模块执行。另外，应该理解的是，术语控制器/控制单元指的是包括存储器和处理器的硬件装置。存储器被配置成存储模块，并且处理器被专门配置成执行所述模块，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池车辆的离子过滤器寿命感知装置，包括：主体部，其安装在离子过滤器内并且内部填充有离子树脂；检查器，其设置在所述主体部内并且位置基于所述离子树脂的体积而变化；以及弹性部件，其配置在所述主体部中的第一侧端与所述检查器之间，以在所述主体部内推压所述检查器。

【技术特征摘要】
2014.12.12 KR 10-2014-01796041.一种燃料电池车辆的离子过滤器寿命感知装置，包括：
主体部，其安装在离子过滤器内并且内部填充有离子树脂；
检查器，其设置在所述主体部内并且位置基于所述离子树脂的体
积而变化；以及
弹性部件，其配置在所述主体部中的第一侧端与所述检查器之间，
以在所述主体部内推压所述检查器。
2.根据权利要求1所述的离子过滤器寿命感知装置，其中所述主
体部的一部分或全部形成为透明。
3.根据权利要求1所述的离子过滤器寿命感知装置，其中所述检
查器由荧光材料制成。
4.根据权利要求1所述的离子过滤器寿命感知装置，其中所述检
查器形成为维持所述检查器的周围与所述主体部的内部之间的气密
性。
5.根据权利要求1所述的离子过滤器寿命感知装置，其中所述主
体部中的以所述检查器为...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴勋雨，罗盛煜，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR