氢燃料电池车耗氢量实时显示装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种氢燃料电池车耗氢量实时显示装置及其检测方法，包含氢燃料电池、供氢管路、稳压机构、体积流量计、温度传感器和显示模块，供氢管路一端与储氢罐连接，供氢管路另一端与氢燃料电池连接，稳压机构、体积流量计和温度传感器沿供气方向依次设置在供氢管路上，显示模块为计算核心用于将氢气体积换算为氢气质量，体积流量计与显示模块通信连接用于测量氢燃料电池消耗的氢气体积，温度传感器与显示模块通信连接用于采集氢气温度信息。本发明专利技术结构简单、成本低廉并且计量准确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种现实装置及其检测方法，特别是一种氢燃料电池车耗氢量实时显示装置及其检测方法。
技术介绍
氢氧燃料电池是氢气和氧气在催化剂的环境下发生电化学反应，其反应产物只有水没有其他产物。其反应原理为：而燃料电池汽车就是以燃料电池为动力源的汽车，其具有行驶距离长，加燃料时间短，无污染物排放，低噪声，能量效率高等特点，被认为最有发展前途的新能源车。燃料电池车因其燃料以气态存储，其消耗量不容易像液态燃油那样可以用量油尺量出并显示余量。与传统燃油汽车相比，油箱里燃料储量无论是100％还是只剩10％，并不影响其向发动机供油，即不影响发动机功率。而且还可根据当前行驶速度、单位时间和供油量等情况计算瞬时油耗，根据剩余的油量，通过相关计算可即时得出还可行驶距离(剩余里程)、平均油耗等。而燃料电池汽车，储氢装置目前采 用气态储氢，其储量多少是通过压力来表示的，而压力随氢气消耗是不断减少的，不同的压力将影响其向燃料电池输送氢气的效率。所以设计一种气体燃料消耗量的显示装置就显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种氢燃料电池车耗氢量实时显示装置及其检测方法，它可以帮助驾驶者及时观测储氢罐中的燃料余量，并根据行驶状态及路况计算出燃料电车可行里程。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种氢燃料电池车耗氢量实时显示装置，其特征在于：包含氢燃料电池、供氢管路、稳压机构、体积流量计、温度传感器和显示模块，供氢管路一端与储氢罐连接，供氢管路另一端与氢燃料电池连接，稳压机构、体积流量计和温度传感器沿供气方向依次设置在供氢管路上，显示模块为计算核心用于将氢气体积换算为氢气质量，体积流量计与显示模块通信连接用于测量氢燃料电池消耗的氢气体积，温度传感器与显示模块通信连接用于采集氢气温度信息。进一步地，所述稳压机构调整压力为0.2MPa。进一步地，所述稳压机构包含普通稳压阀、溢流式稳压阀和回流管，普通稳压阀输出端与溢流式稳压阀输入端连接，回流管一端与溢流式稳压阀的溢流出口连接，回流管另一端与普通稳压阀和溢流式稳压阀之间供氢管路连通。进一步地，所述显示模块包含单片机和显示屏，单片机用于运算 采集到的体积温度数据，显示屏用于显示运算结果。进一步地，所述供氢管路上设置有第一压力表和第二压力表，第一压力表设置在供氢管路进口端部，第二压力表设置在供氢管路出口端部。一种氢燃料电池车耗氢量实时检测方法，其特征在于包含以下步骤：步骤一：通过体积流量计采集氢气的气体体积V，温度传感器采集氢气的温度T；步骤二：记录初始的氢气充气质量m0，当不知道初始氢气充气质量时，第一压力表测量储氢罐初始氢气压力P0，然后通过计算公式m0＝P0V0M/RT计算得到氢气初始质量m0，其中V0为储氢罐储存体积，M为氢气气体摩尔质量，R为通用气体常数；步骤三：使用一段时间t之后，体积流量计采集使用的氢气体积为Vt，将氢气的体积代入质量计算公式mt＝PVtM/RT计算得到损耗的氢气质量mt，其中P为体积流量计的气体压强，取值为0.2MPa，从而剩余氢气质量m1＝m0-mt；步骤四：计算剩余氢气可行使距离，使用一段时间t之后，读取里程表行使距离为S1，消耗的氢气质量为mt，从而剩余氢气质量m1，根据比例mt/S1＝m1/S2计算得到剩余氢气可行使距离S2。进一步地，所述温度T为时间t内的平均温度。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：结构简单、成本低廉并且计量准确，利用已有的较为便宜的体积流量计改进可以避免 使用昂贵的质量流量计，推导式气体质量流量计对小分子气体无法测量，该设计装置可以在不使用昂贵质量流量计的情况下，精确测出氢气的消耗量；双稳压阀的使用可以维持压力的精确稳定而且第一个稳压阀的使用可以满足溢流式稳压阀溢流出的气体回流，带回流管的设计可以保证在使用精度较高的溢流式稳压阀时不排放危险气体，现在测量气体燃料余量的方法，大多采用重量法，虽然利用加速度与重量传感器可以测出燃料余量，但是在爬坡加速时测量数据会产生偏差，与实际余量不符，而利用本方法不会产生此种偏差，即一般只通过看还剩余多少气压来看是否要加氢，而本方法不仅能得到瞬时耗氢量与平均耗氢量，即Kg/100Km，而且还可通过计得到剩余氢气的重量(Kg)，以及按当前耗氢量，还可行驶多少距离(Km)。附图说明图1是本专利技术的氢燃料电池车耗氢量实时显示装置示意图。具体实施方式下面结合附图并通过实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术并不局限于以下实施例。如图所示，本专利技术的一种氢燃料电池车耗氢量实时显示装置，包含氢燃料电池1、供氢管路2、稳压机构、体积流量计3、温度传感器4和显示模块5，供氢管路2一端与储氢罐连接，供氢管路2另一端与氢燃料电池1连接，稳压机构、体积流量计3和温度传感器4沿 供气方向依次设置在供氢管路2上，显示模块5为计算核心用于将氢气体积换算为氢气质量，体积流量计3与显示模块5通信连接用于测量氢燃料电池消耗的氢气体积，温度传感器4与显示模块5通信连接用于采集氢气温度信息。稳压机构调整压力为0.2MPa。稳压机构包含普通稳压阀6、溢流式稳压阀7和回流管8，普通稳压阀6输出端与溢流式稳压阀7输入端连接，回流管8一端与溢流式稳压阀7的溢流出口连接，回流管8另一端与普通稳压阀6和溢流式稳压阀之间7供氢管路2连通。显示模块5包含单片机和显示屏单片机用于运算采集到的体积温度数据，显示屏用于显示运算结果。供氢管路2上设置有第一压力表9和第二压力表10，第一压力表9设置在供氢管路2进口端部，第二压力表10设置在供氢管路2出口端部。两个压力表的是用是为了检测管路中的压力值，其中第一压力表9用于检测直接从储氢罐流入到供氢管道中的氢气压力，可以帮助使用者了解估测储氢罐的状态，如该压力减少过快，则考虑储氢罐是否有泄漏等等；第二压力表10是用于检测供入到燃料电池组的压力值是否为0.2MPa，这也是输入燃料电池实际压力。该数值也用于最终计算瞬时耗氢量、可行驶里程等。该装置是在传统体积流量计的基础上改进的，温度传感器的利用可以得到温度影响的修正影响因数，而且燃料电池的供气压力是一定的0.2MPa，稳压阀的使用可以保证供气压力维持在0.2MPa，而且根据精度值较高的溢流式稳压阀与氢气不可泄露的特点将溢流出去的氢气回流与另一个普通减压式稳流阀配合使用，可以在保持压力的情 况下保持精度。经过严格控制压力的氢气气体流经体积流量计，可以得到流入到燃料电池的氢气体积，然后利用该压力条件下测到的氢气状态的实验质量，并且利用体积流量计的外接端口连接到装有单片机的显示屏上，计算以后实现实时耗氢量的显示功能。该装置可以帮助驾驶者及时观测储氢罐中的燃料余量，并根据行驶状态及路况计算出燃料电池车可行里程，这对于普通驾驶者是必要的。因为现在加氢站不是很多，这种显示装置的实现可以及时提醒驾驶者加氢以满足后续驾驶。而且利用体积流量计改装的这种显示装置可以避免使用昂贵的质量流量计，双稳流阀以及温度传感器的使用可以保证该装置的测试精度。一种氢燃料电池车耗氢量实时检测方法，包含以下步骤：步骤一：通过体积流量计采集氢气的气体体积V，温度传感器采集氢气的温度T；步骤二：记录初始的氢气充气质量m0，当不知道初始本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氢燃料电池车耗氢量实时显示装置，其特征在于：包含氢燃料电池、供氢管路、稳压机构、体积流量计、温度传感器和显示模块，供氢管路一端与储氢罐连接，供氢管路另一端与氢燃料电池连接，稳压机构、体积流量计和温度传感器沿供气方向依次设置在供氢管路上，显示模块为计算核心用于将氢气体积换算为氢气质量，体积流量计与显示模块通信连接用于测量氢燃料电池消耗的氢气体积，温度传感器与显示模块通信连接用于采集氢气温度信息。

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池车耗氢量实时显示装置，其特征在于：包含氢燃料电池、供氢管路、稳压机构、体积流量计、温度传感器和显示模块，供氢管路一端与储氢罐连接，供氢管路另一端与氢燃料电池连接，稳压机构、体积流量计和温度传感器沿供气方向依次设置在供氢管路上，显示模块为计算核心用于将氢气体积换算为氢气质量，体积流量计与显示模块通信连接用于测量氢燃料电池消耗的氢气体积，温度传感器与显示模块通信连接用于采集氢气温度信息。2.按照权利要求1所述的氢燃料电池车耗氢量实时显示装置，其特征在于：所述稳压机构调整压力为0.2MPa。3.按照权利要求1或2所述的氢燃料电池车耗氢量实时显示装置，其特征在于：所述稳压机构包含普通稳压阀、溢流式稳压阀和回流管，普通稳压阀输出端与溢流式稳压阀输入端连接，回流管一端与溢流式稳压阀的溢流出口连接，回流管另一端与普通稳压阀和溢流式稳压阀之间供氢管路连通。4.按照权利要求1所述的氢燃料电池车耗氢量实时显示装置，其特征在于：所述显示模块包含单片机和显示屏，单片机用于运算采集到的体积温度数据，显示屏用于显示运算结果。5.按照权利要求1所述的氢燃料电池车耗氢量实时显示装置，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国钧，陈靓，戴国平，焦玉全，周兴旺，陈敏，王冰，黄明宇，
申请(专利权)人：南通科技职业学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32