本发明专利技术提供只用于控制氢存储系统中的净化的方法，包括确定氢储罐的内部氢纯度，并根据所确定的内部氢纯度调整氢储罐的氢净化周期。本发明专利技术还提供一种用于控制氢存储系统中的净化的装置。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术构思涉及。具体地，本专利技术 构思涉及通过使用净化阀能够从氢存储系统排出包括杂质的气体，以排出残留在其中的杂 质的装置及其方法。
技术介绍
氢燃料电池车辆为使用氢作为燃料并通过使用当氢与氧反应时所生成的电荷驱 动电机来生成推进力的车辆。 氢燃料电池车辆必须装备有氢存储系统。最近，根据全球趋势，已经在许多车辆中 安装了表示最高商业化性能的700巴高压氢存储系统。由于空气包含可损害燃料电池堆的 成分，因此完全氢存储系统中的空气气氛必须被转换为氢气氛。为了以氢替换储罐中的空 气，必须重复高压充气/排气过程超过六小时到八小时。目前需要一种减少以氢完全替换 氢存储系统中的空气所需的时间或过程的方法。 如果可实施保证氢纯度的另一个更快方法，或者如果可省略增强氢纯度的现有过 程的一部分，则不仅可减小整个过程的长度，还可显著地降低制造成本。
技术实现思路
因此，本专利技术已经作出努力以解决上述问题。本公开的目的是提供能够基于氢纯 度有效地控制氢净化的装置及其方法，其中经由重复的充氢过程改善氢纯度。本公开的进 一步目的是消除先前所需的用于增强氢纯度从而将氢存储系统中的内部氢纯度操纵到预 定水平的附加过程的需求。本专利技术构思进一步提供控制氢存储系统中的净化的方法。该方 法包括a)计算氢储罐的内部氢纯度以及b)根据所计算的内部氢纯度调整氢储罐的氢净化 周期。 在以上方法的步骤a)中，一旦已经确定充氢已经停止，则可计算氢储罐的内部氢 纯度。确定充氢状态包括以下步骤：1)确定燃料门是否打开，2)当燃料门打开时，监测储罐 压力，3)如果储罐压力变化等于或大于参考值，则确定充氢已经开始，其中储罐压力变化为 燃料门打开之前和之后的压力差，以及4)通过检测燃料门何时已经关闭来确定充氢何时 已经停止。 如下（公式1)计算氢储罐的内部氢纯度:公式1 : (A + 0.\MPa)xX\ + (B-Α)χΧ2 _ v _8] [Α^ΛΜΡα) % 其中A表示氢储罐的内部初始压力，B表示氢储罐在充氢之后的压力，Xl表示充氢 之前的氢浓度，X2表示所充氢的浓度，以及X。表示充氢之后的氢浓度。充氢之后的氢浓度 (X。）为氢储罐的内部氢纯度的值。根据所计算的氢纯度调整氢储罐的氢净化周期（以上公 开的方法的步骤b)可进一步包括以下步骤：1)比较所计算的内部氢纯度值与参考值，以及 2)设置氢净化周期，使得当所计算的氢纯度值等于或大于参考值时氢净化的执行频率比当 所计算的氢纯度值小于参考值时氢净化的执行频率小。 如果所生成的电荷量达到参考电荷量，则用于氢净化的净化阀可打开一段时间， 并且当氢纯度值小于参考值时以及当氢纯度值等于或大于参考值时，参考电荷量被分别设 置为相互不同的不同值，同时净化阀的打开时间在每种情况下被设置为相等时间。 另外，如果氢纯度值小于参考值，则参考电荷量可被设置为第一参考电荷量，并且 如果氢纯度值等于或大于参考值，则参考电荷量可被设置为第二参考电荷量，其中第二参 考电荷量被设置为大于第一参考电荷量值的值。净化阀的打开时间可被设置为选自〇. 1秒 到1. 0秒范围中的值。 进一步地，在根据所计算的氢纯度调整氢储罐的氢净化周期中，可从净化周期映 射图确定氢净化周期，该净化周期映射图包括映射有氢储罐的内部氢纯度和氢净化周期的 数据。 另外，净化周期映射图可被设置为当氢纯度降低时缩短净化周期。 另外，净化周期映射图可被设置为当氢纯度降低时延长打开时间。 根据本专利技术构思的另一个方面，提供用于控制氢存储系统中的净化的装置。该装 置包括氢储罐、用于氢储罐中氢净化的净化阀、以及调整氢净化周期的控制器。控制器计算 氢储罐的内部氢纯度，并基于所计算的内部氢纯度调整氢储罐的净化周期。 另外，可进一步提供压力传感器用于测量氢储罐的内部压力。控制器可基于使用 充氢之前和之后的压力值的公式1确定氢储罐的内部氢纯度，其中可从压力传感器接收该 压力值， 公式 1 (,4 + 0.1 MPa) ^Χ\ + (Β-Α)>?Χ2 ^-r-1-^~1-=( (A+ OAMPa) 其中分别地，A表示氢储罐的内部初始压力，B表示氢储罐在充氢之后的压力，Xl 表示充氢之前的氢浓度，Χ2表示所充氢的浓度，并且X。表示充氢之后的氢浓度。充氢之后 的氢浓度（X。）为氢储罐的内部氢纯度的值。 另外，可进一步提供燃料门传感器用于检测燃料门的打开/关闭状态。如果检 测到燃料门的打开状态，则控制器可监测储罐压力，如果在打开燃料门之前和之后发生的 储罐压力变化值等于或大于参考值，则确定充氢开始，并且如果燃料门关闭，则确定充氢停 止。 另外，控制器可比较氢纯度的参考值与所计算的内部氢纯度值，并调整净化周期， 使得当所计算的氢纯度值小于参考值时氢净化的执行与当所计算的氢纯度值等于或大于 参考值时氢净化的执行相比更加频繁。 此外，如果在电池堆中生成的电荷量达到参考电荷量，则控制器可将净化阀控制 为打开一段时间，并且当所计算的氢纯度值小于参考值时以及当所计算的氢纯度值等于或 大于参考值时，将参考电荷量分别设置为相互不同的值，同时净化阀的打开时间在每种情 况下可被设置为相等时间。 另外，如果氢纯度值小于参考值，则参考电荷量可被设置为第一参考电荷量，并且 如果氢纯度值等于或大于参考值，则参考电荷量可被设置为第二参考电荷量，其中第二参 考电荷量被设置为大于第一参考电荷量值的值，并且净化阀的打开时间被设置为选自〇. 1 秒到1.0 秒范围中的值。 另外，控制器可包括净化周期映射图，并可基于净化周期映射图确定净化周期，其 中净化周期映射图包括映射有氢储罐的内部氢纯度和净化周期的数据。 另外，净化周期映射图可被设置为当氢纯度降低时缩短净化周期。 或者，净化周期映射图可被设置为当氢纯度降低时延长打开时间。 如上所述，在根据本专利技术构思的 中，基于氢存储系统的内部氢纯度计算净化周期，使得可确定净化定时，从而实现最佳的氢 净化。 另外，根据通过使用消耗电流确定净化定时的常规方法，在储罐系统的制造过程 或者储罐系统的初始操作过程中必须执行增强氢纯度的过程，其需要长时间和高成本。然 而，根据本专利技术构思，可省略增强氢纯度的过程，使得可降低氢存储系统的生产成本，并且 可减少制造氢存储系统所需的时间。【附图说明】 现将参考通过所附【附图说明】的其某些示例性实施例详细描述本专利技术构思的以上 和其他特征，其中在下文中仅通过举例说明的方式给出实施例，并且因此不限制本专利技术构 思，并且其中： 图1为示出根据本专利技术构思的示例性实施例的用于控制氢存储系统中的净化的 装置的示意图； 图2为示意性地示出根据本专利技术构思的示例性实施例的用于控制氢存储系统中 的净化的方法的流程图； 图3为示出根据本专利技术构思当计算氢纯度时确定充气停止的过程的流程图；以及 图4为示出净化周期的长度与氢储罐的氢纯度之间的关系的概念映射。 应当理解的是，所附附图不必按比例绘制，而是呈现说明本专利技术构思的基本原理 的各种优选特征的一定程度上的简化表示。本文所描述的本专利技术构思的具体设计特征，包 括例如具体尺寸、方向、位置和形状，将部分地由特定的既定应用和使用环境确定。 在图示中，贯穿附图的若干图示的参考数字指代本专利技术构思的相同或等同部件。【具体实施方式】 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种控制氢存储系统中的净化的方法，所述方法包括以下步骤：计算氢储罐的内部氢纯度；以及根据所述所计算的内部氢纯度调整所述氢储罐的氢净化周期。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈志炫，金亨基，金相铉，金昌浩，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR
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