车载氢瓶内氢气质量的测量设备及测量方法技术

本发明专利技术涉及氢瓶内氢气测量领域，具体而言，提供了一种车载氢瓶内氢气质量的测量设备及测量方法。所述测量设备包括依次通过供氢管路连接的氢气气源装置、减压装置、增压装置和加氢枪，所述减压装置和所述增压装置之间设有质量流量计，所述增压装置和所述加氢枪之间设有压力表，所述加氢枪用于向待测氢瓶内加注氢气，所述测量设备还包括温度传感器和电控装置，所述温度传感器设置于所述待测氢瓶表面，所述电控装置与所述温度传感器相连。该测量设备能够在氢瓶外侧间接测量得到氢瓶内的压力和温度，进而计算得到氢气消耗量，测量准确、便捷、效率高，且设备方便移动，适用于不同车型的燃料电池汽车的多种运行工况的测量，灵活方便。便。便。

【技术实现步骤摘要】
车载氢瓶内氢气质量的测量设备及测量方法


[0001]本专利技术涉及氢瓶内氢气测量领域，具体而言，涉及一种车载氢瓶内氢气质量的测量设备及测量方法。

技术介绍

[0002]燃料电池汽车作为未来新能源汽车的重要发展方向之一，近年来在中国发展的如火如荼，各大主机厂正在不断的追求燃料电池汽车的技术进步，其中氢气消耗量作为关键的技术指标是评价燃料电池汽车技术水平的关键。
[0003]SAE J2572(2006)中明确规定了三种氢气消耗量的检测方法：(1)以燃料罐的体积、内部气体的压力和温度为基础的净质量变化，简称温度压力法；(2)以天平称量气瓶前后重量为基础的净质量变化，简称称重法；(3)以质量流量计为基础累积积分质量，简称流量计法。
[0004]关于目前较为常用的温度压力法，由于在进行检测时，不能够直接采用车载氢瓶内本身的温度、压力传感器的数据，并且在测试前后车辆不允许进行移动，加氢站及撬装加氢机等高压测量设备一般会远离试验室的建设，从而给该测量方法带来了一定的技术难度。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的第一目的在于提供一种车载氢瓶内氢气质量的测量设备，该测量设备能够在氢瓶外侧间接测量得到氢瓶内的压力和温度，进而计算得到氢气消耗量，测量准确、便捷、效率高，且设备方便移动，适用于不同车型的燃料电池汽车的多种运行工况的测量，灵活方便。
[0007]本专利技术的第二目的在于提供一种车载氢瓶内氢气质量的测量方法，该方法采用上述测量设备进行测量，因而至少具有与上述设备相同的优势。
[0008]为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供了一种车载氢瓶内氢气质量的测量设备，包括依次通过供氢管路连接的氢气气源装置、减压装置、增压装置和加氢枪，所述减压装置和所述增压装置之间设有质量流量计，所述增压装置和所述加氢枪之间设有压力表，所述加氢枪用于向待测氢瓶内加注氢气，所述测量设备还包括温度传感器和电控装置，所述温度传感器设置于所述待测氢瓶表面，所述电控装置与所述温度传感器相连。
[0010]作为进一步优选的技术方案，所述增压装置包括依次连接的增压泵、第一单向阀和第一安全阀，所述增压泵与所述质量流量计相连，所述第一安全阀与所述压力表相连。
[0011]作为进一步优选的技术方案，所述测量设备还包括压缩空气装置，所述压缩空气装置与所述增压泵相连。
[0012]作为进一步优选的技术方案，所述测量设备还包括空气置换设备，所述空气置换
设备包括依次通过置换管路连接的置换气体气源组件、调压阀、第二单向阀、第二安全阀和第一泄压组件，所述第一泄压组件分别与所述减压装置和所述质量流量计相连。
[0013]作为进一步优选的技术方案，所述测量设备还包括第二泄压组件，所述第二泄压组件包括泄压阀和泄压管路，所述泄压阀设置于所述增压装置和所述压力表之间的供氢管路上，所述泄压阀用于实现氢气在所述供氢管路或在所述泄压管路中的流通；
[0014]优选地，所述泄压管路上依次设置有流量调节阀和阻火器，所述阻火器设置于所述泄压管路的末端。
[0015]作为进一步优选的技术方案，所述电控装置包括相互连接的工控机和人机交互界面，所述工控机分别与所述质量流量计、所述压力表和所述温度传感器电连接，所述人机交互界面能够用于显示所述工控机所收集的数据，同时能够向所述工控机发送操作指令。
[0016]作为进一步优选的技术方案，所述测量设备还包括氢气浓度探测器，所述氢气浓度探测器设置于所述供氢管路内，所述氢气浓度探测器与所述工控机电连接。
[0017]第二方面，本专利技术提供了一种车载氢瓶内氢气质量的测量方法，采用所述的车载氢瓶内氢气质量的测量设备进行测量，包括以下步骤：(a)将加氢枪与车载氢瓶连接，打开氢气气源装置，使氢气依次经减压装置的减压和增压装置的增压，观察质量流量计和压力表的显示值，当质量流量计的显示值大于0.1kg时，关闭增压设备，记录此时压力表的显示值；(b)断开加氢枪与车载氢瓶之间的连接，电控装置采集温度传感器的温度值，当温度值稳定后或断开所述连接30min后，记录温度值。
[0018]作为进一步优选的技术方案，所述测量方法包括以下步骤：在车辆测试工况使用前进行步骤(a)和步骤(b)，在车辆测试工况使用后进行步骤(a)和步骤(b)。
[0019]作为进一步优选的技术方案，所述测量方法在步骤(a)之前还包括以下步骤：(1)空气置换：打开空气置换设备，使供氢管路内充满置换气体，然后排气，重复使供氢管路内充满置换气体和排气的过程2
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3次；(2)驱动增压装置：打开压缩空气装置，压缩空气驱动增压泵工作。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0021]本专利技术提供的测量设备采用依次通过供氢管路连接的氢气气源装置、减压装置、增压装置和加氢枪来实现向氢瓶内加注氢气，减压装置用于将从氢气气源装置输出的氢气进行减压，减小高压氢气对后端质量流量计精度的不良影响，质量流量计除了可测量输入到氢瓶内的氢气质量外，还能平衡后端压力表测试压力所带来的误差，精准显示管道内的压力，然后通过增压装置将氢气的压力提高到车辆车载氢瓶的加注压力，后续的压力表可显示加注氢气时的压力，此时加入氢气时供氢管路内的压力与氢瓶内的压力相同，从而可实现从外部测量氢瓶内压力的目的。温度传感器用于测试待测氢瓶表面的温度，当待测氢瓶内的氢气含量稳定30min以上时，氢瓶内部的温度与氢瓶表面的温度相同，此时采集的氢瓶表面温度即为氢瓶内部的温度，不必在氢瓶内部设置温度传感器，方便灵活，电控装置可显示温度传感器所采集到的温度。然后根据传统温度压力法的公式1计算即可得到氢瓶内氢气的质量。
[0022]采用上述设备可在氢瓶使用前后分别对氢瓶内的压力进行测量，得到氢瓶内氢气的质量，测量准确、便捷，进一步地，采用公式2计算即可得到氢瓶内氢气的消耗量，从而在较大程度上提高燃料电池汽车氢瓶内氢气消耗量的测试效率，保证操作人员的安全性和系
统运行的稳定性，同时满足不同车型的燃料电池汽车的多种运行工况的测量，灵活方便。本设备方便移动、数据可靠，能够提供反应整车经济性的数据，为温度压力法测量燃料电池汽车氢气消耗量给与很好的数据支撑。
[0023]本专利技术提供的测量方法利用上述测量设备进行测量，将加氢枪与车载氢瓶连接后打开氢气气源装置，氢气经减压和增压后，在质量流量计的显示值大于一定值时，记录的压力表的显示值即为车载氢瓶内的压力；然后断开加氢枪与车载氢瓶之间的连接，当温度值稳定后或断开连接30min后，氢瓶表面的温度与内部的温度达到一致，在电控装置上显示的温度值即为车载氢瓶内的温度。
[0024]以上测量方法工艺科学，可实现氢瓶内氢气的压力和温度的外部测量，进一步根据上述公式1计算，即可得到氢瓶内氢气的质量。当需要测量工况使用后氢瓶内氢气的消耗量时，分别在工况使用前和工况使用后进行上述步骤，然后根据上述公式2计算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车载氢瓶内氢气质量的测量设备，其特征在于，包括依次通过供氢管路连接的氢气气源装置、减压装置、增压装置和加氢枪，所述减压装置和所述增压装置之间设有质量流量计，所述增压装置和所述加氢枪之间设有压力表，所述加氢枪用于向待测氢瓶内加注氢气，所述测量设备还包括温度传感器和电控装置，所述温度传感器设置于所述待测氢瓶表面，所述电控装置与所述温度传感器相连。2.根据权利要求1所述的测量设备，其特征在于，所述增压装置包括依次连接的增压泵、第一单向阀和第一安全阀，所述增压泵与所述质量流量计相连，所述第一安全阀与所述压力表相连。3.根据权利要求2所述的测量设备，其特征在于，所述测量设备还包括压缩空气装置，所述压缩空气装置与所述增压泵相连。4.根据权利要求1所述的测量设备，其特征在于，所述测量设备还包括空气置换设备，所述空气置换设备包括依次通过置换管路连接的置换气体气源组件、调压阀、第二单向阀、第二安全阀和第一泄压组件，所述第一泄压组件分别与所述减压装置和所述质量流量计相连。5.根据权利要求1所述的测量设备，其特征在于，所述测量设备还包括第二泄压组件，所述第二泄压组件包括泄压阀和泄压管路，所述泄压阀设置于所述增压装置和所述压力表之间的供氢管路上，所述泄压阀用于实现氢气在所述供氢管路或在所述泄压管路中的流通；优选地，所述泄压管路上依次设置有流量调节阀和阻火器，所述阻火器设置于所述泄压管路的末端。6.根据权利要求1
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5任一项所述的测量设备，其特征在于，所述电控装置包括相互连...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭婷，王芳，梁荣亮，王晓辉，王志军，
申请(专利权)人：中汽研汽车检验中心天津有限公司，
类型：发明
国别省市：