[发明专利]用于感测燃料电池电动车辆的充氢状态的系统和方法

说明书

提供了用于感测燃料电池电动车辆的充氢状态的系统和方法。该系统包括红外发射单元，该红外发射单元发射用于感测在充氢时打开的燃料门的燃料门感测红外信号以及用于感测连接到车辆的充氢入口的充氢站侧充氢喷嘴的喷嘴感测红外信号。红外接收单元接收然后在燃料门上反射的燃料门感测红外信号，并且接收从红外发射单元发射然后在充氢喷嘴上反射的喷嘴感测红外信号。控制器在感测到燃料门的打开状态和充氢喷嘴的充氢入口连接状态时确定车辆正在充氢。

技术领域

本公开涉及用于感测燃料电池电动车辆的充氢状态的系统和方法，并且更具体地涉及用于感测充氢状态的系统和方法，所述系统和方法更精确地感测氢是否被充入燃料电池电动车辆。

背景技术

通常，燃料电池电动车辆是使用燃料电池堆作为车辆的主要动力源的车辆，并且通过利用在燃料电池堆中产生的电能驱动电动机来驱动。燃料电池堆使氢(其是由包括氢罐的氢气供应装置供应的燃料气体)与空气中的氧(其是由包括鼓风机或压缩机的空气供应装置供应的氧化剂气体)发生电化学反应以产生电能。

在燃料电池电动车辆中，氢以安全和紧凑的方式作为燃料储存。已经开发了各种储氢技术，以满足车辆里程和安全性的增加。在各种储氢技术中，通常在重量轻、高强度并且能够承受高压的氢罐中充氢，确保乘车空间并确保足够的行驶距离，氢罐被广泛使用，其可以在350巴或700巴规格的高压下进行充氢。

如上所述，由于燃料电池电动车辆使用氢作为燃料，所以需要安装用于储存氢的储氢系统，并且目前经常安装的是在当前商业化水平上最高的700巴的高压储氢系统。燃料电池电动车辆在充氢站周期性地充氢，在这种情况下，氢在高压状态下被加压，以被充入车辆的氢罐中。特别是在700巴的高压储氢系统中，充氢时氢压力上升直至875巴，允许温度高至85℃。

为了确保充氢时的安全性，需要调整充氢速度，相应地，充氢站与车辆在关闭充氢的情况下彼此通信，并且诸如储氢系统中的压力或温度的数据(其是在车辆中测量的)经由其间的通信而被提供至充氢站。特别地，尽管可以在充氢站和车辆之间执行有线或无线通信，但是近来已经使用了由作为无线通信协议的SAE J2799建立的红外线通信。

在进行充氢时，车辆的起动受到限制以保护驾驶员、乘客和充氢站的工作人员，因此需要用于感测车辆中的充氢情况的技术。更具体地说，作为目前商用燃料电池电动车辆的储氢技术，高压储氢是独特的，并且通过使用充氢站和车辆的储氢系统之间的压差来进行高压充氢。

为了在高压下进行充氢，提供了在充氢站和车辆之间传输高压氢气的路径。在充氢过程中，作为车辆的充氢入口的插座与充氢站的喷嘴彼此接合，并且当实现精确接合时，高压氢气从充氢站的分配器通过高压软管、喷嘴和插座流向车辆的储氢系统。特别地，在由于驾驶员的误操作或驾驶员的疏忽而使车辆发生闯动(rushing)的情况下，喷嘴破损或高压软管与车辆之间的连接器分离，从而导致可能的高压氢气泄漏。

因此，在燃料电池电动车辆中，需要通过确定当前是否在车辆中充氢然后在充氢时限制车辆起动来防止这种危险，并且因此，需要能够准确感测燃料电池电动车辆中是否充氢的技术。

本部分公开的上述信息仅仅是为了增强对本发明背景的理解，因此其中可能包含不构成本国本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明提供一种用于感测充氢状态的系统和方法，其更准确地感测氢是否被充入燃料电池电动车辆。

在一个方面，本发明提供了一种用于感测燃料电池电动车辆的充氢状态的系统，该系统可以包括：红外发射单元，被配置为发射用于感测在充氢时打开的燃料门的燃料门感测红外信号以及用于感测连接到车辆的充氢入口的充氢站侧充氢喷嘴的喷嘴感测红外信号；红外接收单元，被配置为接收从所述红外发射单元发射然后在燃料门上反射的所述燃料门感测红外信号，并且接收从所述红外发射单元发射然后在充氢喷嘴上反射的所述喷嘴感测红外信号；和控制器，被配置为响应于通过所述红外接收单元感测到所述燃料门的打开状态和所述充氢喷嘴的充氢入口连接状态，确定所述车辆正在充氢。