高压调节器、其压力控制装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及高压调节器、其压力控制装置及控制方法，上述高压调节器包括：第一阀，与用于对通过设置于本体内部的减压部减压的燃料进行排出的排出口侧相结合，通过开放或封闭上述排出口来调节出口压力；以及第二阀，与用于使通过燃料箱供给的燃料向上述本体的内部流入的流入口侧相结合，用于开放或封闭上述流入口。通过设置上述结构，在高压调节器的出口端适用比例控制阀，并且通过根据目标压力和实际检测的燃料压力进行控制的反馈控制以及根据燃料温度设定虚拟目标压力进行控制的前馈控制，可以精确且可变地控制燃料压力。

High pressure regulator, its pressure control device and control method

【技术实现步骤摘要】
高压调节器、其压力控制装置及控制方法
本专利技术涉及高压调节器、其压力控制装置及控制方法，更加详细地，涉及适用于燃料电池电动汽车来以预设的出口压力对高压氢进行减压的高压调节器及利用其的压力控制方法。
技术介绍
通常，燃料电池电动汽车(FuelCellElectricVehicle，FCEV)在电堆中利用氧和氢来以电化学方式发电并将燃料的化学能直接转换为电能来用作动力源。这种燃料电池电动汽车可从外部接收燃料和空气来与电池的容量无关地持续发电，因而属于效率高且几乎不排除污染物质的理想技术，目前进行着较多的研发。燃料电池电动汽车在燃料箱中经由高压调节器和低压调节器向电堆供给氢燃料，氢气鼓风机包括与低压调节器相连接的泵及各种阀。与此同时，燃料电池电动汽车还包括急速解冻水箱、电动水泵、恒温器、电堆冷却用散热器、空调冷凝器、电动制冷剂压缩器、水箱、加湿器、驱动马达、各种控制器、空气鼓风机及空气过滤器等。燃料电池电动汽车的燃料供给系统相当于常规汽油及柴油车辆的引擎，位于车辆的前侧上部。例如，本申请人通过在下述专利文献1至专利文献4等多个专利文献中公开燃料电池电动汽车的燃料供给系统、调节器及其控制技术并申请专利，从而得到了授权。像这样，适用于燃料电池电动汽车的常规高压调节器使用约700bar的高压氢，因此，稳定的出口压力和充足的耐压性以及内部气密非常重要。现有技术文献专利文献专利文献1：韩国授权专利第10-1134645号(2012年4月9日公告)；r>专利文献2：韩国授权专利第10-1134647号(2012年4月19日公告)；专利文献3：韩国授权专利第10-0946204号(2010年3月8日公告)；专利文献4：韩国授权专利第10-1072361号(2011年10月12日公告)。
技术实现思路
技术问题另一方面，在高压调节器中，适用当因故障而发生过压时用于解除过压的过压解除阀和用于释放内部燃料的燃料释放阀。现有技术的高压调节器通过高压燃料管线与储气罐相连接，当因关闭储气容器而在高压燃料管线残留过多的高压燃料时，在高压调节器内部的高压密封部直接形成过多的高压。因此，在现有技术的高压调节器中，当在高压密封部发生微细泄漏时，在出口端，即，在排出端口侧产生压力并且压力会上升，从而使安全阀，即，使过压解除阀进行工作。由此，现有技术的高压调节器存在如下问题，即，导致燃料电池电动汽车无法启动或向外部泄漏的气体爆炸等引发安全事故。并且，现有技术的高压调节器在通过活塞和用于接收弹簧弹力的轴来以机械方式对氢的压力进行减压后供给，因而不可避免地导致出口压力的偏差大，从而在精确控制出口压力方面存在局限性。用于解决上述问题的本专利技术的目的在于，提供以预设的设定压力对从燃料箱向电堆供给的氢的压力进行减压的高压调节器。本专利技术的另一目的在于，提供可防止减压部的泄漏，并且以各种环境温度及因负荷而发生的压力变化为基础来精确地控制出口端压力的高压调节器的压力控制装置及控制方法。技术方案为了实现如上所述的目的，本专利技术的高压调节器的特征在于，包括：第一阀，与用于对通过设置于本体内部的减压部减压的燃料进行排出的排出口侧相结合，通过开放或封闭上述排出口来调节出口压力；以及第二阀，与用于使通过燃料箱供给的燃料向上述本体的内部流入的流入口侧相结合，用于开放或封闭上述流入口。并且，为了实现如上所述的目的，本专利技术的高压调节器的压力控制装置的特征在于，包括：压力检测传感器，用于对通过高压调节器减压的燃料的出口压力进行检测；以及控制部，以对从车辆的主控制部接收的目标压力和通过上述压力检测传感器检测的压力进行比较的比较结果为基础，对用于开闭上述高压调节器的排出口的第一阀的驱动进行控制，并且以燃料箱的阀是否被切断为基础，对用于开闭上述高压调节器的流入口的第二阀的驱动进行控制。并且，为了实现如上所述的目的，本专利技术的高压调节器的压力控制方法的特征在于，包括：步骤(a)，通过高压调节器开放与流入口侧相结合的第二阀来对通过燃料箱供给的高压燃料进行减压；步骤(b)，利用压力检测传感器和温度检测传感器来对通过上述排出口排出的燃料的出口压力及温度进行检测；步骤(c)，当在上述步骤(b)中检测的燃料的出口温度脱离预设的设定温度区间时，控制部通过适用预先存储的温度补偿逻辑来设定虚拟目标压力；步骤(d)，利用通信模块与车辆的主控制部进行通信来接收目标压力；以及步骤(e)，上述控制部对在上述步骤(c)中设定的虚拟目标压力或在上述步骤(d)中接收的目标压力与所检测的出口压力进行比较，从而对与上述高压调节器的排出口侧相结合的第一阀的驱动进行控制来调节出口压力。专利技术的效果如上所述，根据本专利技术的高压调节器、其压力控制装置及控制方法，获得如下效果：在高压调节器的出口端适用比例控制阀，并通过根据目标压力和实际检测的燃料压力进行控制的反馈控制以及根据燃料温度设定虚拟目标压力进行控制的前馈控制，可以精确且可变地控制燃料压力。由此，根据本专利技术，获得如下效果：优化高压调节器的出口压力，并可抑制压力偏差的发生。并且，根据本专利技术，获得如下效果：在高压调节器的入口端适用高压切断阀，当切断燃料箱的阀时，使高压切断阀进行封闭工作，从而即使在高压燃料过量残留于高压燃料管线的情况下，也可防止在调节器内部的高压密封部形成高压。由此，根据本专利技术，获得如下效果：即使在高压密封部发生微细泄漏，也可通过防止出口端侧的压力上升，来解除因出口端侧压力上升而致使过压解除阀工作的问题。附图说明图1为本专利技术优选实施例的高压调节器的立体图。图2为图1所示的A-A’线的剖视图。图3为图1所示的B-B’线的剖视图。图4为利用本专利技术优选实施例的高压调节器的压力控制装置的结构图。图5为按步骤说明本专利技术优选实施例的高压调节器的压力控制装置的控制方法的流程图。附图标记的说明10：高压调节器，20：本体，21：流入口，22：排出口，23：减压室，231、232：第一设置空间、第二设置空间，24：入口，241：入口侧过滤器，242：缓冲部件，25：出口，26：阀口，27至29：第一至第三流路，281：第一孔，30：上部盖，40：减压部，41：轴，42：孔，43：减压板，44：减压部件，45：活塞，46：上部弹簧，47：中间弹簧，50、60：第一阀、第二阀，51、61：第一主体、第二主体，611：第二孔，52、62：第一套筒、第二套筒，53、63：第一螺线管、第二螺线管，54、64：壳体，55、65：线圈，56、66：线轴，57、67：柱塞，58、68：弹簧，59、69：芯，70：安全阀，71：引导主体，72：阀体，73：下部弹簧，74：释放管，75：成型片，76：流入孔，100：高压调节器的压力控制装置，110：压力检测传感器，111：温度检测传感器，112：电磁兼容性滤波器，113：电压检测传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压调节器，用于以预设压力对高压气体燃料进行减压，其特征在于，包括：/n第一阀，与用于对通过设置于本体内部的减压部减压的燃料进行排出的排出口侧相结合，通过开放或封闭上述排出口来调节出口压力；以及/n第二阀，与用于使通过燃料箱供给的燃料向上述本体的内部流入的流入口侧相结合，用于开放或封闭上述流入口。/n

【技术特征摘要】
20190429 KR 10-2019-00500201.一种高压调节器，用于以预设压力对高压气体燃料进行减压，其特征在于，包括：
第一阀，与用于对通过设置于本体内部的减压部减压的燃料进行排出的排出口侧相结合，通过开放或封闭上述排出口来调节出口压力；以及
第二阀，与用于使通过燃料箱供给的燃料向上述本体的内部流入的流入口侧相结合，用于开放或封闭上述流入口。


2.根据权利要求1所述的高压调节器，其特征在于，
在上述本体的内部设置有用于对高压燃料进行减压的减压室，
上述本体的上部与上部盖相结合，
上述减压部设置于上述减压室及上部盖的内部，并通过孔来使通过上述流入口流入的高压燃料移动并对上述高压燃料进行减压，
上述本体的下部与安全阀相结合，上述安全阀用于对通过上述排出口排出的燃料的压力超过预设极限压力的过压状态的燃料进行排出。


3.根据权利要求1所述的高压调节器，其特征在于，
上述第一阀包括：
第一主体，与上述本体相结合；
第一套筒，与上述第一主体的一侧相结合，在内部设置有柱塞的移动空间；以及
第一螺线管，与上述第一主体及第一套筒的外侧相结合，用于对在设置于上述减压室与排出口之间的第二流路上形成的第一孔进行开闭。


4.根据权利要求1所述的高压调节器，其特征在于，
上述第二阀包括：
第二主体，与上述本体相结合；
第二套筒，与上述第二主体的外侧相结合，在内部设置有柱塞的移动空间；以及
第二螺线管，与上述第二主体及第二套筒的外侧相结合，用于对形成于上述第二主体的第二孔进行开闭。


5.一种高压调节器的压力控制装置，上述高压调节器为根据权利要求1至4中任一项所述的高压调节器，上述高压调节器的压力控制装置的特征在于，包括：
压力检测传感器，用于对通过高压调节器减压的燃料的出口压力进行检测；以及
控制部，以对从车辆的主控制部接收的目标压力和通过上述压力检测传感器检测的压力进行比较的比较结果为基础，对用于开闭上述高压调节器的排出口的第一阀的驱动进行控制，并且以燃料箱的阀是否被切断为基础，对用于开闭上述高压调节器的流入口的第二阀的驱动进行控制。


6.根据权利要求5所述的高压调节器的压力控制装置，其特征在于，
上述控制部包括：
压力控制器，对从主控制部接收的目标压力和通过上述压力检测传感器检测的出口压力进行比较，并根据比较结果生成指令电流；以及
电流控制器，对所生成的指令电流的电流值和通过用于对控制上述第一阀时的消耗电流值进行检测的电流检测传感器检测的电流值进行比较来生成指令电压，
上述电流控制器通过生成与所生成的指令电压相对应的脉冲宽度调制信号形式的控制信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：全完宰，李浚赫，金在京，金矩皞，金载侊，朴映东，朴永在，崔炳天，
申请(专利权)人：摩托尼科株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR