一种氢气消耗量统计系统、燃料电池测试台架、车辆以及统计方法技术方案

本发明专利技术涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种氢气消耗量统计系统、燃料电池测试台架、车辆以及统计方法，本发明专利技术通过上位机通过采集燃料电池发动机参数实时计算统计并存储氢气消耗量，这种以法拉第定律为基础，不论以体积流量还是质量流量为统计氢气用量；因此不需要额外加装氢气流量传感器，节省成本，且上位机能够自动汇总氢气消耗量，节省人工处理时间；提高发动机性能监测，可统计发动机启动次数；排氢阀关闭时，根据法拉第定律计算的氢气流量与氢喷喷射流量做对比校正，可作为故障风险识别；由于发动机运行过程中。由于发动机运行过程中。由于发动机运行过程中。

【技术实现步骤摘要】
一种氢气消耗量统计系统、燃料电池测试台架、车辆以及统计方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，具体涉及一种氢气消耗量统计系统、燃料 电池测试台架、车辆以及统计方法。

技术介绍

[0002]燃料电池发动机系统是一种将燃料通过化学反应转换为电能的系统，以氢 气为燃料的发动机系统，其产物是水，具有无污染特点，因此燃料电池发动机 的探究和发展十分重要。
[0003]当前燃料电池发动机的氢气消耗量需要氢气流量传感器用于氢气消耗量计 算，特别是测试测试台，数量众多的燃料带你吃发动机，使得氢气消耗量的人 工核算数据量大，浪费大量时间同时核算难度高，不利于氢气用量统计和发动 机性能监测；且大量的氢气流量传感器使得生产成本增加，数据量也增大，同 时也降低了系统稳定性。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种无需设置氢气流量传感器即可对 氢气消耗量进行统计的氢气消耗量统计系统、燃料电池测试台架、车辆以及统 计方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的第一种技术方案为：
[0006]一种氢气消耗量统计系统，包括燃料电池发动机、DCDC、FCU以及上位 机；
[0007]所述燃料电池发动机、DCDC分别与FCU电性连接；
[0008]所述FCU与上位机电性连接；
[0009]所述燃料电池发动机不具有氢气流量传感器。
[0010]进一步的，所述燃料电池发动机有若干台，若干所述燃料电池发动机分别 与FCU电性连接。/>[0011]进一步的，所述燃料电池发动机包括氢侧入口和氢侧出口；
[0012]所述氢侧入口上设置有氢喷射器，所述氢侧出口上设置有排氢阀；
[0013]所述氢喷喷射器、排氢阀分别与FCU电性连接。
[0014]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的第二种技术方案为：
[0015]一种燃料电池测试台架，包括上述的氢气消耗量统计系统。
[0016]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的第三种技术方案为：
[0017]一种车辆，其特征在于，包括上述的氢气消耗量统计系统。
[0018]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的第四种技术方案为：
[0019]一种氢气消耗量统计方法，包括
[0020]S1、开机；
[0021]S2、根据法拉第定律计算氢气消耗量Q1，并上传；
[0022]S3、判断排氢阀是否开启，若是则获取排氢阀排出氢气流量Q2，燃料电池 发动机
的氢气消耗量Q＝Q1+Q2；若否则获取氢喷射器的流量Q3，判断Q1与 Q3的差值是否大于阈值，若是则上报故障，燃料电池发动机的氢气消耗量Q＝Q1； 若否则燃料电池发动机的氢气消耗量Q＝Q1＝Q3；
[0023]S4、上传记录本次燃料电池发动机的氢气消耗量Q与上一次燃料电池发动 机的氢气消耗量的累加值，并判断燃料电池发动机是否关机，若否则返回S2； 若是则记录关机时间，统计并记录当前周期内氢气消耗的总量。
[0024]进一步的，S1进一步包括：燃料电池发动机开机后记录开机时间和燃料电 池发动机编号。
[0025]进一步的，S2进一步包括：根据法拉第定律计算氢气消耗量Q1，并上传， 上传频率为每30s一次。
[0026]进一步的，所述Q2通过查表排氢阀Map图获得；所述Q3通过查表氢喷射 器Map图获得。
[0027]进一步的，所述Q1的计算过程为：
[0028][0029]其中，M为氢气摩尔质量或氢气摩尔体积；I为燃料电池发动机电流；N为 燃料电池发动机单电池片数量；n为每个氢分子释放的电子数；F为法拉第常数。
[0030]本专利技术的有益效果在于：本申请通过上位机通过采集燃料电池发动机参数 实时计算统计并存储氢气消耗量，这种以法拉第定律为基础，不论以体积流量 还是质量流量为统计氢气用量；因此不需要额外加装氢气流量传感器，节省成 本，且上位机能够自动汇总氢气消耗量，节省人工处理时间；提高发动机性能 监测，可统计发动机启动次数；排氢阀关闭时，根据法拉第定律计算的氢气流 量与氢喷喷射流量做对比校正，可作为故障风险识别；由于发动机运行过程中， 氢气通过氢喷将氢气推送进系统，一部分氢气会进入发动机电堆中进行消耗产 生电流，另一部分会通过排氢阀的周期性打开排出到大气中，因此流程图中会 判断排氢阀的打开状态，如果更新氢气流量统计时，排氢阀是打开的状态，则 总发动机氢气消耗总量Q为电堆消耗氢气量Q1+排氢阀排出氢气流量即Q2；若 排氢阀是关闭的状态，则总发动机氢气消耗总量Q为氢喷喷射流量Q3或电堆 消耗氢气量Q1；其中排氢阀关闭状态下，无其他消耗，因此电堆消耗量Q1应 该与氢喷喷射流量Q3一致，如果二者值相差过大，则可使用电堆消耗量Q1为 发动机氢气总消耗量，同时上报故障可用于排查氢喷是否产生故障。
附图说明
[0031]图1为本专利技术具体实施方式的一种氢气消耗量统计系统的框架图；
[0032]图2为本专利技术具体实施方式的一种氢气消耗量统计方法的流程示意图。
具体实施方式
[0033]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并 配合附图予以说明。
[0034]实施例一
[0035]请参照图1，一种氢气消耗量统计系统，包括燃料电池发动机、DCDC、FCU 以及上位机；
[0036]所述燃料电池发动机、DCDC分别与FCU电性连接；
[0037]所述FCU与上位机电性连接；
[0038]所述燃料电池发动机不具有氢气流量传感器。
[0039]所述燃料电池发动机有若干台，若干所述燃料电池发动机分别与FCU电性 连接。
[0040]所述燃料电池发动机包括氢侧入口和氢侧出口；
[0041]所述氢侧入口上设置有氢喷射器，所述氢侧出口上设置有排氢阀；
[0042]所述氢喷喷射器、排氢阀分别与FCU电性连接。
[0043]实施例二
[0044]一种燃料电池测试台架，包括实施例一所述的氢气消耗量统计系统。
[0045]实施例三
[0046]一种车辆，包括实施例一所述的氢气消耗量统计系统。
[0047]实施例四
[0048]一种氢气消耗量统计方法，包括
[0049]S1、开始，判断燃料电池发动机是否开机，若是则继续，若否则重新判断； 燃料电池发动机开机后记录开机时间和燃料电池发动机编号；
[0050]S2、根据法拉第定律计算氢气消耗量Q1，并上传，上传频率为每30s一次；
[0051]S3、判断排氢阀是否开启，若是则获取排氢阀排出氢气流量Q2，燃料电池 发动机的氢气消耗量Q＝Q1+Q2；若否则获取氢喷射器的流量Q3，判断Q1与 Q3的差值是否大于阈值，若是则上报故障，燃料电池发动机的氢气消耗量Q＝Q1； 若否则燃料电池发动机的氢气消耗量Q＝Q1＝Q3；
[0052]S4、上传记录本次燃料电池发动机的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢气消耗量统计系统，其特征在于，包括燃料电池发动机、DCDC、FCU以及上位机；所述燃料电池发动机、DCDC分别与FCU电性连接；所述FCU与上位机电性连接；所述燃料电池发动机不具有氢气流量传感器。2.根据权利要求1所述的氢气消耗量统计系统，其特征在于，所述燃料电池发动机有若干台，若干所述燃料电池发动机分别与FCU电性连接。3.根据权利要求1所述的氢气消耗量统计系统，其特征在于，所述燃料电池发动机包括氢侧入口和氢侧出口；所述氢侧入口上设置有氢喷射器，所述氢侧出口上设置有排氢阀；所述氢喷喷射器、排氢阀分别与FCU电性连接。4.一种燃料电池测试台架，其特征在于，包括权利要求1
‑
3任意一项所述的氢气消耗量统计系统。5.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1
‑
3任意一项所述的氢气消耗量统计系统。6.一种氢气消耗量统计方法，其特征在于，包括S1、开机；S2、根据法拉第定律计算氢气消耗量Q1，并上传；S3、判断排氢阀是否开启，若是则获取排氢阀排出氢气流量Q2，燃料电池发动机的氢气消耗量Q＝Q1+Q2；若否...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏颖，张静龙，王肖奎，方川，张潇丹，
申请(专利权)人：北京亿华通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：