CN117157483A - 用于通过氢加注装置对交通工具进行加注的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于通过氢加注装置(6)加注交通工具(4)的方法，具有以下步骤：建立所述氢加注装置和所述交通工具之间的通信连接，将氢输送装置与所述交通工具的箱(10)耦合并且加注所述交通工具，检测在加注时在所述氢加注装置中通过所述氢输送装置输送的氢流的第一氢压力，在加注时检测交通工具中接收的氢流的第二氢压力，求取所述第一氢压力与所述第二氢压力之间的偏差，和改变所述交通工具中的传感器特性曲线，以便如果偏差超过第一阈值，则校正所述第二氢压力的检测。

Description

用于通过氢加注装置对交通工具进行加注的方法

技术领域

本发明涉及一种用于通过氢加注装置对交通工具进行加注的方法以及一种用于通过氢加注装置对交通工具进行加注的系统。

背景技术

此外，在SAE J2601中描述了在对具有氢箱的车辆加注氢时的现有技术。在此例如阐述了在车辆与加注装置之间通信的情况下，在加注过程之前从车辆一次性地传输一表格，该表格包含作为用于加注过程的目标压力的在加注过程之前氢箱中的环境温度和出口压力的函数。加注装置例如可以由此求取和实施加注计划。布置在燃料电池系统或外围设备中的传感器受由制造或使用寿命决定的公差的影响。在复杂的系统，例如燃料电池系统中，不利的公差链可能导致功能中的缺陷。

发明内容

在例如借助燃料电池系统以氢运行的交通工具中，用于检测氢箱中的压力的精确的压力传感器用于减小公差链是有意义的。

本发明的任务是实现一种改善这样的压力传感器的精度的方法。

该任务通过用于通过氢加注装置对交通工具进行加注的方法来解决。有利的实施方式和扩展方案能够由从属权利要求和下面的说明得出。

提出一种用于通过氢加注装置对交通工具进行加注的方法，所述方法具有以下步骤：建立氢加注装置与交通工具之间的通信连接、将氢输出装置与交通工具的箱耦合和加注所述交通工具，在加注时在加注装置中检测通过氢输出装置输出的氢流的第一氢压力、在加注时在交通工具中检测接收的氢流的和/或箱的第二氢压力、求取第一氢压力和第二氢压力之间的偏差，以及如果偏差超过阈值，则改变交通工具中的传感器特性曲线以校正第二氢压力的检测。

通信连接的建立例如可以包括将交通工具与氢加注装置通过无线网络或其它无线电连接进行连接。可以考虑，氢加注装置为此具有允许交通工具与氢加注装置之间的数据连接的基础设施或与该基础设施耦合。特别突出的是无线连接，借助该无线连接可以防止氢加注装置和交通工具之间的接触。尤其必须避免金属接触，因为该金属接触在引导氢的装置附近在形成火花时会导致爆炸危险。通信连接优选是双向的，使得在加注过程期间能够沿两个方向传输数据和参数。

氢输出装置与箱的耦合可以包括箱盖的打开和箱长管的接合。可以考虑，在打开箱盖和/或插入箱长管时建立数据连接。然而，对此替代地可以在该时间点已经建立了数据连接。

燃料电池系统可以在高压区域中、例如在箱上或在箱附近具有至少一个第二压力传感器。在加注期间，与第二压力传感器耦合的控制单元可以与加注装置通信。因为加注装置在加注期间测量压力，可以将该值与在交通工具侧进行的压力测量交换和比较。由此可以通过第二压力传感器校正压力测量值的过量偏差，使得一个校正值、校正项或多个校正值保存在相关的第二压力传感器或控制单元中并且在输出第二氢压力时被考虑。因此适配传感器特性曲线并且生成更精确的测量值。

可以考虑，在每个加注过程中一次或多次地执行该方法。在多次执行的情况下，可以为此考虑不同的变型，这些变型进一步地在下面实施。除了减小在燃料电池系统的调节中的公差链以外，也可以降低维护成本。原则上，所使用的传感器可以成本更低地实现，因为这些传感器可以在加注过程中进行校准或者说适配。传感器信号在整个使用寿命期间的漂移可以通过根据本发明的方法来补偿。

在一个有利的实施方式中，在开始加注之后一次性地执行第一和第二氢压力的检测。偏差的求取以及必要时传感器特性曲线的改变例如可以在加注过程开始时进行。在稳定的氢流开始之后，可以在加注装置和交通工具中分别检测氢压力。当然也可以考虑，偏差的求取仅在一定时间之后才执行，在预定的时间间隔已经输出稳定的氢流之后。该方法步骤也可以在加注过程结束之前不久实施。

然而，优选地，多次执行第一和第二氢压力的检测和偏差的求取。例如可以在不同时间检测多个氢压力值，然后将这些氢压力值相互比较。由此，各个测量可以相互支持并且进行可信度检验。氢压力的双向检测不必强制地完全同步进行。可以考虑，在加注装置和交通工具中按照预给定的模式检测氢压力并且以设有时间戳的方式存储，随后对氢压力进行比较。所述氢压力可以逐个地或同时被传递或记录，以便将其临时地或以在加注过程之后收集的方式进行比较。与各个测量值相关联的时间戳允许单个的、双向检测的测量值的分配。

例如可以在经过预定的等待时间之后重复偏差的求取和/或第一和第二氢压力的检测。尤其，氢压力的检测可以以规则或不规则的时间间隔或预给定的时间模式执行。

偏差的求取和/或第一和第二氢压力的检测也可以在经历预定的压力变化水平之后重复。在加注时可以经历多个例如在加注计划中指定的压力等级。在达到确定的压力等级时可以执行氢压力的双向检测，其中，将所述测量值中的一个或多个相互比较。

特别有利地，将第二氢压力从交通工具传递给加注装置，其中，加注装置求取偏差。可以由此出发，即加注装置中的压力传感器比交通工具中的压力传感器更准确，因为加注装置执行对加注过程的精确控制。因此，已经在加注过程期间反正连续地执行第一氢压力的检测，使得记录第二氢压力和比较仅需要对加注装置中的软件程序稍作修改，并且可能已经存在必要的器件。在确定氢压力的不可容忍的偏差时，加注装置可以向交通工具发送相应的信号，该信号可以车载地实施。

对此替代地，当然，交通工具也可以构造为用于求取偏差。加注装置可以将检测到的第一氢压力值传递给交通工具，在那里然后求取偏差，以便从中适配传感器特性曲线。

在一个有利的实施方式中，所述方法包括：如果偏差超过高于第一阈值的第二阈值，则发出警告信号。第二阈值可以被定义为，超过该阈值必须解释为传感器故障。因此，警告信号可以理解为维护提示，该维护提示被传递给交通工具并且在那里以预定的方式被处理。可以有意义的是，在发出警告信号之后这样地继续进行加注过程，使得采取更安全的工作模式。

如果在加注过程之后求取偏差并且改变传感器特性曲线，则是特别有利的。然后可以检测和比较多个氢压力，从这些氢压力中能够求取对应地不同的偏差和更广泛的改变参数。作为在加注过程结束时或之后的最后步骤，可以适配传感器特性曲线。

所述方法还可以包括计算或估计加注装置和交通工具(即布置在其中的箱)之间的压力损失的步骤。压力损失可以在第二控制单元中建模或保存，或者由加注装置在加注开始时求取或传输。

交通工具和/或加注装置可以构造为用于在每个加注过程中执行所述方法。然后，始终适配交通工具中的传感器特性曲线。

与此类似地，本发明还涉及一种用于对交通工具加注氢的系统，该系统包括加注装置，其具有氢输送装置、第一连接单元、第一压力传感器和第一控制单元；包括第二连接单元和第二控制单元，用于集成到交通工具中，其中，第一压力传感器与第一控制单元耦合并且构造为用于检测通过氢输送装置输出的氢流的第一氢压力，其中，第二控制单元构造为用于接收由交通工具中的第二压力传感器检测到的氢流的和/或交通工具中的箱的第二氢压力，并且其中，第一控制单元和第二控制单元中的一个构造为用于求取第一氢压力和第二氢压力之间的偏差，并且如果该偏差超过第一阈值，则改变交通工具中的传感器特性以校正第二氢压力的检测。

此外，第一控制单元和第二控制单元中的所述一个可以构造为，如果偏差超过高于第一阈值的第二阈值，则发出警告信号。

此外，系统或包含在其中的部件构造为用于实施上述方法步骤中的一个、多个或任意的方法步骤。

附图说明

下面根据附图与本发明的优选实施例的描述一起详细示出改进本发明的另外的措施。

附图示出了：

图1：用于加注交通工具的系统的示意图。

图2：根据本发明的用于加注交通工具的方法的示意图。

具体实施方式

图1示意性地示出用于加注交通工具4的系统2。在所示的情况中，交通工具4例如是巴士，在巴士中，氢通过燃料电池(未示出)被用于产生电流。系统2具有加注装置6，该加注装置具有箱长管8作为氢输送装置。该箱长管能够与交通工具4耦合，以便与交通工具4内部的箱10处于流体连接中。氢加注装置6还具有第一控制单元12，该第一控制单元与第一连接单元14连接。

第一连接单元14能够与交通工具4的第二连接单元16通信。这可以或者直接地、即作为点对点连接进行或者通过相应的基础设施进行。第二连接单元16与第二控制单元18耦合。因此，第一控制单元12和第二控制单元18可以相互通信。

加注装置6具有第一压力传感器20，该第一压力传感器与第一控制单元12耦合并且构造为用于检测被引导到箱长管8中的氢质量流的第一氢压力。在交通工具4中与此对应地设置第二压力传感器22，该第二压力传感器与箱10和第二控制单元18耦合并且构造为用于检测第二氢压力。该第二氢压力在通过加注装置6加注时升高。由于压力平衡，第一氢压力相当于第二氢压力。因此，理想地，第一压力传感器20和第二压力传感器22的测量值是相同的。由于老化和磨损，第二压力传感器22尤其逐渐变得不精确。第一控制单元12和第二控制单元18中的一个构造为用于求取第一氢压力和第二氢压力之间的偏差并且如果该偏差超过第一阈值，则改变交通工具4中的传感器特性曲线以校正第二氢压力的检测。由此改善第二压力传感器22的精度并且补偿传感器误差。此外，第一控制单元12和第二控制单元18中的所述一个可以构造为，如果偏差超过高于第一阈值的第二阈值，则发出警告信号。这在极端偏差的情况下是特别有意义的。

图2示出用于通过氢加注装置6加注交通工具4的方法。该方法具有在氢加注装置6和交通工具4之间建立24通信连接、将氢输送装置8与交通工具4的箱10耦合26和加注28交通工具的步骤。在加注期间，检测30在加注装置6中通过氢输送装置8输出的氢流的第一氢压力。同时，在此之前或之后，在交通工具中检测32第二氢压力。求取34第一氢压力与第二氢压力之间的偏差。如果偏差超过第一阈值，则改变36交通工具4中的传感器特性曲线以校正第二氢压力的检测。如果偏差超过第二阈值，则还发出38警告信号。在此，第二阈值超过第一阈值并且例如可以是两倍大、三倍大或更大。

检测30或32可以多次进行。此外，检测到的第二氢压力还可以被传递40给加注装置6，以便在那里求取偏差。可以考虑，例如以确定的时间间隔、在经历确定的压力等级之后或以其它模式彼此独立地和多次地检测氢压力。第二氢压力值可以在各检测之后直接传递给加注装置6或在加注过程之后收集。为了明确地识别各检测时间，各个氢压力值示例性地分别设有时间戳。在加注装置6中检测到的第一氢压力值也可以设有时间戳。因此，在同步测量或在加注期间经历离散的压力水平的情况下可以将各个压力值相互比较。

Claims (10)

1.一种用于通过氢加注装置(6)加注交通工具(4)的方法，具有以下步骤：

-建立(24)所述氢加注装置(6)和所述交通工具(4)之间的通信连接，

-将氢输送装置(8)与所述交通工具(4)的箱(10)耦合(26)并且加注所述交通工具(4)，

-在加注(28)时在所述氢加注装置(6)中检测(30)通过所述氢输送装置(8)输出的氢流的第一氢压力，

-在加注(28)时在所述交通工具(4)中检测(32)接收的氢流的和/或所述箱(10)的第二氢压力，

-求取(34)所述第一氢压力与所述第二氢压力之间的偏差，和

-如果所述偏差超过第一阈值，则改变(36)所述交通工具(4)中的传感器特性曲线以校正所述第二氢压力的检测。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中，在开始所述加注(28)之后一次性地执行所述第一和第二氢压力的检测(30、32)。

3.根据权利要求1所述的方法，

其中，多次执行所述第一和第二氢压力的检测(30，32)和所述偏差的求取(34)。

4.根据权利要求3所述的方法，

其中，在预定的等待时间结束之后重复所述偏差的求取(34)和/或所述第一和第二氢压力的检测(30、32)。

5.根据权利要求3或4所述的方法，

其中，在经历预定的压力变化水平之后重复所述偏差的求取(34)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其中，将所述第二氢压力从所述交通工具(4)传送给所述加注装置(6)，并且

其中，所述加注装置(6)求取(34)所述偏差。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还具有：

-如果所述偏差超过高于所述第一阈值的第二阈值，则发出(38)警告信号。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其中，在所述加注过程之后进行所述偏差的求取(34)和所述传感器特性曲线的改变(36)。

9.一种用于对交通工具加注氢的系统(2)，具有：

-加注装置(6)，所述加注装置具有氢输出装置(8)、第一连接单元(14)、第一压力传感器(20)和第一控制单元(12)，

-第二连接单元(16)和第二控制单元(18)，用于集成到交通工具(4)中，

其中，所述第一压力传感器(20)与所述第一控制单元(12)耦合并且构造为用于检测通过所述氢输出装置(8)输出的氢流的第一氢压力，

其中，所述第二控制单元(18)构造为用于接收由所述交通工具(4)中的第二压力传感器(22)检测到的氢流的或所述交通工具(4)中的箱(10)的第二氢压力，和

其中，所述第一控制单元(12)和所述第二控制单元(18)中的一个构造为用于求取所述第一氢压力和所述第二氢压力之间的偏差，并且，如果所述偏差超过第一阈值，则改变所述交通工具(4)中的传感器特性曲线以校正所述第二氢压力的检测。

10.根据权利要求9所述的系统(2)，其中，所述第一控制单元(12)和所述第二控制单元(18)中的所述一个构造为，如果所述偏差超过高于所述第一阈值的第二阈值，则发出警告信号。