DE102022208158A1 - Vorrichtung und verfahren zum abtasten eines wasserstofflecks für ein brennstoffzellenfahrzeug - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum abtasten eines wasserstofflecks für ein brennstoffzellenfahrzeug Download PDF

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Abstract

In einem Aspekt sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abtasten eines Wasserstofflecks für ein Brennstoffzellenfahrzeug offenbart. Die Vorrichtung weist einen Prozessor auf, der konfiguriert ist, um ein Ventil eines Wasserstofftanks zu steuern, wobei der Prozessor einen Brennstoffzustand (SOF) des Wasserstofftanks bei geschlossenen Ventil und einen SOF des Wasserstofftanks bei geöffnetem Ventil berechnen kann und basierend auf den berechneten SOFs bestimmen kann, ob ein Wasserstoffleck aufgetreten ist.

Description

  • HINTERGRUND
  • Technisches Gebiet der Offenbarung
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abtasten eines Wasserstofflecks für ein Brennstoffzellenfahrzeug.
  • Hintergrund
  • Ein Brennstoffzellenfahrzeug treibt einen Motor unter Verwendung von Elektrizität an, die erhalten wird, indem Wasserstoff mit Sauerstoff in der Luft zur Reaktion gebracht wird. In diesem Brennstoffzellenfahrzeug sind ein Brennstoffzellensystem, ein Motor, eine Batterie und ein Wasserstoffspeichersystem montiert. Wenn ein Wasserstoffleck in dem Wasserstoffspeichersystem aufgetreten ist, während das Fahrzeug und eine Steuerung mit Leistung versorgt werden, erfasst das Brennstoffzellenfahrzeug das Wasserstoffleck basierend auf einer Kombination von Signalen von einem Sensor zum Abtasten eines Wasserstofflecks und einer peripheren elektronischen Vorrichtung, um Sicherheit zu gewährleisten.
  • Ein bestehendes Schema zum Abtasten eines Wasserstofflecks kann das Wasserstoffleck jedoch nicht erfassen, obwohl das Wasserstoffleck aufgetreten ist, sofern nicht das Fahrzeug und die Steuerung mit Leistung versorgt werden. Nachdem das Wasserstoffleck aufgrund eines irreversiblen Ereignisses beendet wird, kann der bereits ausgetretene Wasserstoff ferner nicht erfasst werden, selbst wenn die Steuerung mit Leistung versorgt wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
  • Die vorliegende Offenbarung erfolgte zum Lösen der oben erwähnten Problemen, die sich bei den bestehenden Technologien ereignen, während durch die bestehenden Technologien erzielte Vorteile intakt gehalten werden.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung liefert eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abtasten eines Wasserstofflecks für ein Brennstoffzellenfahrzeug, die ein Wasserstoffleck abtasten können, wenn eine Steuerung eines Wasserstoffspeichersystems nicht mit Leistung versorgt wird.
  • Die durch die vorliegende Offenbarung zu lösenden technischen Probleme sind nicht auf die zuvor erwähnten Probleme beschränkt und jegliche anderen technischen Probleme, die hierin nicht erwähnt werden, werden von jemandem mit Fähigkeiten in der Technik, zu der die vorliegende Offenbarung gehört, anhand der folgenden Beschreibung eindeutig verstanden werden.
  • Nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Vorrichtung zum Abtasten eines Wasserstofflecks für ein Brennstoffzellenfahrzeug einen Prozessor auf, der zum Steuern eines Ventils eines Wasserstofftanks konfiguriert ist, wobei der Prozessor zum Berechnen eines Brennstoffzustands (SOF; engl. state of fuel) des Wasserstofftanks bei geschlossenem Ventil und eines SOF des Wasserstofftanks bei geöffnetem Ventil und zum Bestimmen, ob ein Wasserstoffleck aufgetreten ist, basierend auf den berechneten SOFs konfiguriert ist.
  • Die Vorrichtung kann ferner einen Detektor aufweisen, der zum Erfassen von Wasserstoffzustandsinformationen unter Verwendung von zumindest einem Temperatursensor, einem Drucksensor, einem Massesensor und/oder einem Strömungssensor konfiguriert ist.
  • Der Prozessor kann zum Berechnen der SOFs unter Verwendung einer Temperatur und eines Drucks des Wasserstoffs konfiguriert sein, die durch den Temperatursensor und den Drucksensor gemessen werden.
  • Der Prozessor kann zum Berechnen der SOFs unter Verwendung einer Masse des Wasserstoffstoffs konfiguriert sein, die durch den Massesensor gemessen wird.
  • Der Prozessor kann zum Berechnen der SOFs basierend auf einer Temperaturveränderung gemäß einer Strömung des Wasserstoffs konfiguriert sein, die durch den Strömungssensor abgetastet wird.
  • Der Prozessor kann zum Berechnen eines ersten SOF bei geschlossenem Ventil und Speichern des ersten SOF, Bestimmen, ob ein Wasserstoffspeichersystem und das Fahrzeug eine Diagnosebeginnbedingung erfüllen, wenn das Ventil geöffnet ist, und bei der Bestimmung, dass die Diagnosebeginnbedingung erfüllt wird, Berechnen eines zweiten SOF und Speichern des berechneten zweiten SOF konfiguriert sein.
  • Der Prozessor kann konfiguriert sein, um zu bestimmen, dass die Diagnosebeginnbedingung erfüllt wird, wenn keine Störung bzw. kein Ausfall des Ventils und des Sensors vorliegt, wenn der SOF des Wasserstofftanks gleich einer vorbestimmten Bezugsbrennstoffmenge oder größer als dieselbe ist und wenn eine Parkzeitdauer innerhalb einer vorbestimmten Parkzeitdauer liegt.
  • Der Prozessor kann konfiguriert sein, um den ersten SOF mit dem zweiten SOF zu vergleichen und zu diagnostizieren, dass das Wasserstoffleck aufgetreten ist, wenn eine Differenz zwischen dem ersten und zweiten SOF größer als ein vorbestimmter Bezugswert oder gleich demselben ist.
  • Der Prozessor kann konfiguriert sein, um den ersten SOF mit dem zweiten SOF zu vergleichen und zu diagnostizieren, dass das Wasserstoffleck aufgetreten ist, wenn ein Verhältnis zwischen dem ersten SOF und dem zweiten SOF kleiner als ein vorbestimmtes Verhältnis oder gleich demselben ist.
  • Der Prozessor kann konfiguriert sein, um bei der Bestimmung, dass das Wasserstoffleck aufgetreten ist, eine Warnmeldung auszugeben und beim Ausgeben der Warnmeldung einen Ausfall- bzw. Fehlercode auf einer Anzeige anzuzeigen und zu verhindern, dass ein Brennstoffzellensystem startet.
  • Nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist ein Verfahren zum Abtasten eines Wasserstofflecks für ein Brennstoffzellenfahrzeug das Berechnen eines SOF eines Wasserstofftanks bei geschlossenem Ventil des Wasserstofftanks und eines SOF des Wasserstofftanks bei geöffnetem Ventil des Wasserstofftanks durch einen Prozessor, der dafür konfiguriert ist, und Bestimmen, ob das Wasserstoffleck aufgetreten ist, basierend auf den berechneten SOFs durch den Prozessor auf.
  • Das Berechnen der SOFs kann das Erfassen einer Temperatur und eines Drucks des Wasserstoffs durch den dafür konfigurierten Prozessor und Berechnen der SOFs unter Verwendung der Temperatur und des Drucks des Wasserstoffs durch den Prozessor aufweisen.
  • Das Berechnen der SOFs kann das Erfassen einer Masse des Wasserstoffs durch den dafür konfigurierten Prozessor und Berechnen der SOFs unter Verwendung der Masse des Wasserstoffs durch den Prozessor aufweisen.
  • Das Berechnen der SOFs kann das Erfassen einer Strömung des Wasserstoffs durch den dafür konfigurierten Prozessor und Berechnen der SOFs basierend auf einer Temperaturveränderung gemäß der Strömung des Wasserstoffs durch den Prozessor aufweisen.
  • Das Berechnen des SOF kann das Berechnen und Speichern eines ersten SOF bei geschlossenem Ventil durch den dafür konfigurierten Prozessor, Bestimmen, ob ein Wasserstoffspeichersystem und das Fahrzeug eine Diagnosebeginnbedingung erfüllen, wenn das Ventil geöffnet ist, durch den Prozessor und Berechnen und Speichern eines zweiten SOF, wenn die Diagnosebeginnbedingung erfüllt wird, durch den Prozessor aufweisen.
  • Das Bestimmen, ob das Wasserstoffspeichersystem und das Fahrzeug die Diagnosebeginnbedingung erfüllen, kann das Bestimmen aufweisen, ob das Wasserstoffspeichersystem und das Fahrzeug die Diagnosebeginnbedingung erfüllen, wenn kein Ausfall des Ventils und des Sensors vorliegt, wenn der SOF des Wasserstofftanks gleich einer vorbestimmten Bezugsbrennstoffmenge oder größer als dieselbe ist und wenn eine Parkzeitdauer innerhalb einer vorbestimmten Parkzeitdauer liegt.
  • Das Bestimmen, ob das Wasserstoffleck aufgetreten ist, kann das Vergleichen des ersten SOF mit dem zweiten SOF durch den dafür konfigurierten Prozessor und Diagnostizieren, dass das Wasserstoffleck aufgetreten ist, wenn eine Differenz zwischen dem ersten SOF und dem zweiten SOF größer als ein vorbestimmter Bezugswert oder gleich demselben ist, durch den Prozessor aufweisen.
  • Das Bestimmen, ob das Wasserstoffleck aufgetreten ist, kann das Vergleichen des ersten SOF mit dem zweiten SOF durch den dafür konfigurierten Prozessor und Diagnostizieren, dass das Wasserstoffleck aufgetreten ist, wenn ein Verhältnis zwischen dem ersten SOF und dem zweiten SOF kleiner als ein vorbestimmtes Verhältnis oder gleich demselben ist, durch den Prozessor aufweisen.
  • Das Verfahren zum Abtasten eines Wasserstofflecks für das Brennstoffzellenfahrzeug kann ferner das Ausgeben einer Warnmeldung durch den Prozessor aufweisen, wenn bestimmt wird, dass das Wasserstoffleck aufgetreten ist. Das Ausgeben der Warnmeldung kann das Anzeigen eines Fehlercodes auf einer Anzeige durch den Prozessor und Verhindern, dass das Brennstoffzellensystem startet, durch den Prozessor enthalten.
  • Andere Aspekte werden unten offenbart.
  • Figurenliste
  • Die oben erwähnten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen offensichtlicher sein, in welchen:
    • 1 ein Konfigurationsdiagramm, das ein Wasserstoffspeichersystem zeigt, nach beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist;
    • 2 ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zum Abtasten eines Wasserstofflecks für ein Brennstoffzellenfahrzeug veranschaulicht, nach beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist;
    • 3 ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Abtasten eines Wasserstofflecks für ein Brennstoffzellenfahrzeug veranschaulicht, nach beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist;
    • 4 ein Graph, der ein Beispiel einer Logikoperation zum Abtasten eines Wasserstofflecks zeigt, nach beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist; und
    • 5 ein Blockdiagramm, das ein Rechensystem zeigt, das ein Verfahren zum Abtasten eines Wasserstofflecks ausführt, nach beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Nachstehend werden einige beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Bezug auf die beispielhaften Zeichnungen detailliert beschrieben werden. Beim Hinzufügen der Bezugsnummern zu den Komponenten jeder Zeichnung sollte beachtet werden, dass die identische oder äquivalente Komponente durch die identische Nummer bezeichnet wird, selbst wenn dieselben in anderen Zeichnungen gezeigt sind. Ferner wird beim Beschreiben der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine detaillierte Beschreibung der verwandten bekannten Konfiguration oder Funktion weggelassen werden, wenn bestimmt wird, dass dieselbe das Verständnis der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beeinträchtigt.
  • Beim Beschreiben der Komponenten der beispielhaften Ausführungsformen nach der vorliegenden Offenbarung können Ausdrücke, wie beispielsweise erster/erste/erstes, zweiter/zweite/zweites, A, B, (a), (b) und dergleichen, verwendet werden. Diese Ausdrücke sollen lediglich die Komponenten von anderen Komponenten unterscheiden und die Ausdrücke beschränken nicht das Wesen, die Ordnung oder Reihenfolge der Komponenten. Sofern nicht anderweitig definiert, haben alle Ausdrücke, einschließlich technischer und wissenschaftlicher Termini, die hierin verwendet werden, die gleiche Bedeutung, die im Allgemeinen von jemandem mit gewöhnlichen Fähigkeiten in der Technik, zu der diese Offenbarung gehört, verstanden wird. Ferner wird klar sein, dass Ausdrücke, wie beispielsweise jene, die in allgemein verwendeten Wörterbüchern definiert sind, interpretiert werden sollten, eine Bedeutung zu haben, die mit der Bedeutung derselben in dem Kontext der relevanten Technik übereinstimmt, und nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinn interpretiert werden, sofern nicht ausdrücklich so hierin definiert.
  • Es ist klar, dass der Ausdruck „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-“ oder ein anderer ähnlicher Ausdruck, der hierin verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen enthält, wie beispielsweise Personenkraftwagen, die Geländefahrzeuge (SUV), Busse, Lastwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge enthalten, Wasserfahrzeuge, die eine Vielzahl von Booten und Schiffen enthalten, Luftfahrzeuge und Ähnliches, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und Fahrzeuge mit anderen alternativen Brennstoffen enthält (z.B. Brennstoffe, die aus anderen Rohstoffen als Erdöl gewonnen werden). Wie hierin bezeichnet, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Leistungsquellen aufweist, wie beispielsweise sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch betriebene Fahrzeuge.
  • Die hierin verwendete Terminologie dient nur zum Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und soll die Offenbarung nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen enthalten, sofern der Kontext dies nicht anderweitig klar erkennen lässt. Diese Ausdrücke sollen lediglich eine Komponente von einer anderen Komponente unterscheiden und die Ausdrücke beschränken nicht das Wesen, die Reihenfolge oder Ordnung der Bestandteile. Ferner wird klar sein, dass die Ausdrücke „weist auf“ und/oder „aufweisend“, wenn in dieser Beschreibung verwendet, das Vorhandensein der genannten Merkmale, ganzen Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bauteile spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder den Zusatz von einem/einer oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen derselben ausschließen. Wie hierin verwendet, enthält der Ausdruck „und/oder“ jedes beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren der assoziierten, aufgelisteten Elemente. Sofern nicht ausdrücklich gegenteilig beschrieben, wird das Wort „aufweisen“ und Variationen, wie beispielsweise „weist auf“ oder „aufweisend“, überall in der Beschreibung verstanden werden, den Einschluss der genannten Elemente, aber nicht den Ausschluss irgendwelcher anderer Elemente zu implizieren. Zudem bedeuten die Ausdrücke „-einheit“, „-er“ bzw. „einrichtung“, „-or" bzw. „-vorrichtung" und „-modul", die in der Beschreibung beschrieben sind, Einheiten zum Verarbeiten von zumindest einer Funktion und Operation und dieselben können durch Hardwarekomponenten oder Softwarekomponenten und Kombinationen derselben implementiert werden.
  • Zwar wird eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben, eine Vielzahl von Einheiten zum Durchführen des beispielhaften Prozesses zu verwenden, aber es ist klar, dass die beispielhaften Prozesse auch durch ein Modul oder eine Vielzahl von Modulen durchgeführt werden können. Zudem ist klar, dass sich der Ausdruck Steuerung/Steuereinheit auf eine Hardwarevorrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor enthält und insbesondere programmiert ist, um die hierin beschriebenen Prozesse auszuführen. Der Speicher ist zum Speichern der Module konfiguriert und der Prozessor ist insbesondere zum Ausführen der Module konfiguriert, um einen oder mehrere Prozesse durchzuführen, die weiter unten beschrieben werden.
  • Ferner kann die Steuerlogik der vorliegenden Offenbarung als nicht-transitorische computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Datenträger ausgeführt werden, der ausführbare Programmbefehle enthält, die durch einen Prozessor, eine Steuerung oder Ähnliches ausgeführt werden. Beispiele computerlesbarer Datenträger enthalten ROM, RAM, Compact-Disc-ROMs (CD-ROMs), Magnetbänder, Disketten, Flash-Laufwerke, Chipkarten und optische Datenspeichervorrichtungen, sind aber nicht darauf beschränkt. Das computerlesbare Medium kann auch in netzwerkgekoppelten Computersystemen verteilt sein, so dass das computerlesbare Medium auf verteilte Weise gespeichert und ausgeführt wird, z.B. durch einen Telematikserver oder ein Controller Area Network (CAN).
  • Sofern nicht speziell angegeben oder aus dem Kontext offensichtlich, ist der Ausdruck „ca.“, wie hierin verwendet, als innerhalb eines Bereiches einer normalen Toleranz in der Technik, beispielsweise innerhalb von 2 Standardabweichungen des Mittelwertes, zu verstehen. „Ca.“ kann als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des genannten Wertes verstanden werden. Wenn nicht anderweitig aus dem Kontext klar, sind alle hierin gelieferten numerischen Werte durch den Ausdruck „ca.“ modifiziert.
  • 1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das ein Wasserstoffspeichersystem zeigt, nach beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
  • In Bezug auf 1 kann ein Wasserstoffspeichersystem 100 Wasserstoff zuführen, um elektrische Energie in einem Brennstoffzellenstapel in einem Brennstoffzellenfahrzeug zu erzeugen. Das Wasserstoffspeichersystem 100 kann einen Wasserstofftank 110, ein Ventil 120, einen Temperatursensor 130, eine Reguliereinrichtung 140, einen ersten Drucksensor 150, einen zweiten Drucksensor 160 und eine Steuerung (oder eine Wasserstoffspeichersystem-Steuerung) 170 aufweisen.
  • Der Wasserstofftank 100 kann in demselben Wasserstoff speichern, der als Brennstoff für das Brennstoffzellenfahrzeug verwendet wird. Der Wasserstofftank 110 kann Wasserstoffgas speichern, das unter hohem Druck komprimiert wird. Der Wasserstofftank 110 kann aus einem kohlenstofffaserverstärkten Verbundstoff bestehen, der dem hohen Druck standhalten kann. Zwar werden in der Zeichnung drei Wasserstofftanks 110 gezeigt, montiert zu sein, aber eine Ausgestaltung ist nicht darauf beschränkt und kann sich ändern. Beispielsweise können zumindest ein, zwei oder vier Wasserstofftanks 110 montiert werden.
  • Das Ventil 120 kann einen Strömungsweg des Wasserstoffgases von dem Wasserstofftank 110 zu einem Brennstoffzellenstapel (nicht gezeigt) öffnen oder absperren. Das Ventil 120 agiert als ein Tankventil, das an einem Auslassende des Wasserstofftanks 110 installiert ist, und kann gemäß einem Befehl von der Steuerung 170 geschlossen oder geöffnet werden. Das Ventil 120 kann als Magnetventil implementiert werden.
  • Der Temperatursensor 130 kann in dem Wasserstofftank 110 installiert sein und eine Temperatur des in dem Wasserstofftank 110 gespeicherten Wasserstoffs messen. Der Temperatursensor 130 kann die gemessenen Temperaturinformationen zu der Steuerung 170 übertragen. Der Temperatursensor 130 kann zu jeder Zeit Leistung empfangen.
  • Die Reguliereinrichtung 140 kann Wasserstoffgas mit einem hohen Druck (z.B. 70 MPa (700 Bar)), das von dem Wasserstofftank 110 ausgegeben wird, in ein Wasserstoffgas mit einem vorbestimmten niedrigen Druck umwandeln. Die Reguliereinrichtung 140 kann dem Brennstoffzellenstapel (nicht gezeigt) den drucklosen Wasserstoff bzw. Wasserstoff mit herabgesetztem Druck (depressurized hydrogen) zuführen.
  • Der erste Drucksensor 150 kann auf einem Rohr (Brennstoffversorgungsleitung) montiert werden, das den Wasserstofftank 110 mit der Reguliereinrichtung 140 verbindet. Der erste Drucksensor 150 kann einen Druck des Wasserstoffs in dem Rohr messen. Mit anderen Worten kann der erste Drucksensor 150 einen Druck (Wasserstoffdruck) des in die Reguliereinrichtung 140 strömenden Wasserstoffs messen. Der erste Drucksensor 150 kann als Hochdrucksensor implementiert werden.
  • Der zweite Drucksensor 160 kann auf einem Rohr montiert werden, das mit einer Ausgangsseite der Reguliereinrichtung 140 verbunden ist. Der zweite Drucksensor 160 kann einen Druck des durch die Reguliereinrichtung 140 dekomprimierten Wasserstoffs messen. Der zweite Drucksensor 160 kann als Mitteldrucksensor implementiert werden.
  • Die Steuerung 170 kann sich auf eine Wasserstoffspeichersystem-Managementeinheit (HMU; engl. Hydrogen storage system Management Unit) beziehen und alle Operationen des Wasserstoffspeichersystems 100 steuern. Wenn die Steuerung 170 ein Aufwachsignal in einem Zustand empfängt, in dem derselben keine Leistung zugeführt wird, kann die Steuerung 170 aufwachen und eine Logik zum Abtasten eines Wasserstofflecks durchführen. Das Aufwachsignal kann von einem Komparator (nicht gezeigt) empfangen werden. Der Komparator kann eine Außenlufttemperatur mit einer Innentemperatur des Wasserstofftanks vergleichen, die durch den Temperatursensor 130 gemessen wird. Wenn eine Abweichung zwischen der Innentemperatur und der Außenlufttemperatur größer als ein vorbestimmtes Niveau ist, kann der Komparator das Aufwachsignal ausgeben.
  • Die Steuerung 170 kann das Öffnen und Schließen des Ventils 120 gemäß einem Antriebszyklus steuern, um Wasserstoff zu dem Brennstoffzellenstapel (nicht gezeigt) zuzuführen oder abzusperren. Die Steuerung 170 kann einen Wasserstoffzustand des Wasserstoffspeichersystems 100 unter Verwendung von zumindest dem Temperatursensor 130, dem ersten Drucksensor 150 und/oder dem zweiten Drucksensor 160 überwachen. Die Steuerung 170 kann einen Ausfall des Wasserstoffspeichersystems 100 basierend auf dem Überwachungsergebnis diagnostizieren. Wenn der Ausfall diagnostiziert wird, kann die Steuerung 170 eine ausfallsichere Operation an dem diagnostizierten Ausfall durchführen. Die Steuerung 170 kann zumindest einen Prozessor aufweisen. Der zumindest eine Prozessor kann zumindest ein Application Specific Integrated Circuit (ASIC; zu Deutsch: anwendungsspezifische integrierte Schaltung), einen Digital Signal Processor (DSP; zu Deutsch: digitaler Signalprozessor), ein Programmable Logic Device (PLD; zu Deutsch: programmierbare Logikvorrichtung), ein Field Programmable Gate Array (FPGA; zu Deutsch: feldprogrammierbares Gatearray), eine Central Processing Unit (CPU; zu Deutsch: zentrale Verarbeitungseinheit), einen Mikrocontroller und/oder einen Mikroprozessor enthalten.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zum Abtasten eines Wasserstofflecks für ein Brennstoffzellenfahrzeug veranschaulicht, nach beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
  • In Bezug auf 2 kann eine Vorrichtung 200 zum Abtasten eines Wasserstofflecks für das Brennstoffzellenfahrzeug einen Detektor 210, einen Speicher 220, eine Ausgabevorrichtung 230 und einen Prozessor 240 (die in 1 gezeigte Steuerung 170) aufweisen.
  • Der Detektor 210 kann Wasserstoffstatusinformationen bzw. Wasserstoffzustandsinformationen des Wasserstoffspeichersystems 100 erfassen. Der Detektor 210 kann die Wasserstoffzustandsinformationen unter Verwendung von zumindest einem der Sensoren, wie beispielsweise ein Temperatursensor, ein Drucksensor, ein Massesensor oder ein Strömungssensor, erhalten. Die Wasserstoffzustandsinformationen können Informationen, wie beispielsweise eine Temperatur, ein Druck, eine Masse und Strömung (Strömungsrate) des Wasserstoffs, aufweisen.
  • Der Speicher 220 kann in demselben die Wasserstoffzustandsinformationen und/oder einen Zustand des Brennstoffes (SOF) und dergleichen speichern. Der Speicher 220 kann in demselben die Logik zum Abtasten eines Wasserstofflecks speichern. Der Speicher 220 kann ein nichttransitorisches Speichermedium sein, das in demselben Anweisungen speichert, die durch den Prozessor 240 ausgeführt werden. Der Speicher 220 kann zumindest ein Speichermedium der Speichermedien, wie beispielsweise ein Flash-Speicher, eine Festplatte, ein Solid State Disk (SSD; zu Deutsch: Halbleiterfestplatte), eine Secure-Digital-Karte (SD-Karte) ein Radom Access Memory (RAM; zu Deutsch:
    • Direktzugriffsspeicher), ein Static Random Access Memory (SRAM; zu Deutsch: statischer Direktzugriffsspeicher), ein Read Only Memory (ROM; zu Deutsch: Festwertspeicher), ein Programmable Read Only Memory (PROM; zu Deutsch:
      • programmierbarer Festwertspeicher), ein Electrically Erasable and Programmable ROM (EEPROM; zu Deutsch: elektrisch löschbares und programmierbares ROM) und ein Erasable and Programmable ROM (EPROM; zu Deutsch: löschbares und programmierbares ROM), aufweisen.
  • Die Ausgabevorrichtung 230 kann ein Ausfalldiagnoseergebnis (z.B. einen Fehlercode) als visuelle Informationen und/oder akustische Informationen ausgeben. Beispielsweise kann die Ausgabevorrichtung 230 das Ausfalldiagnoseergebnis unter Verwendung eines Telematiksystems (TMS), wie beispielsweise Blue Link, ausgeben, so dass einem Benutzer ein Alarm bzw. eine Warnmeldung bereitgestellt werden kann. Die Ausgabevorrichtung 230 kann eine Anzeige und ein Tonausgabemodul aufweisen. Die Anzeige kann zumindest eine Anzeigevorrichtung der Anzeigevorrichtungen, wie beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige (LCD; engl. liquid crystal display), eine Dünnschichttransistor-Flüssigkristallanzeige (TFT-LCD; engl. thin-film transistor liquid crystal display), eine organische Lumineszenzdioden-Anzeige (OLED-Anzeige; engl. organic light-emitting diode display) und eine Gerätegruppe etc., aufweisen. Das Tonausgabemodul kann einen Empfänger, einen Lautsprecher und/oder einen Summer und dergleichen aufweisen.
  • Der Prozessor 240 kann basierend auf einem Vergleichsergebnis zwischen den Wasserstoffzustandsinformationen in dem Wasserstoffspeichersystem 100 vor und nach dem Starten des Brennstoffzellensystems bestimmen, ob das Wasserstoffleck aufgetreten ist. Der Prozessor 240 kann das Ventil 120 des Wasserstofftanks 110 in Abhängigkeit von dem Antriebszyklus in einen geschlossenen Zustand schalten. Der Prozessor 240 kann einen SOF (erster SOF) unmittelbar nach dem Schließen des Ventils in einem unmittelbar vorherigen Antriebszyklus erhalten (berechnen) und den ersten SOF in dem Speicher 220 speichern. Der Prozessor 240 kann den ersten SOF unter Verwendung der Wasserstoffzustandsinformationen berechnen, die durch den Detektor 210 erfasst werden.
  • Der Prozessor 240 kann das Ventil 120 des Wasserstofftanks 110 gemäß einem gegenwärtigen Antriebszyklus öffnen. Mit anderen Worten kann der Prozessor 240 die Wasserstoffzufuhr in dem gegenwärtigen Antriebszyklus starten.
  • Der Prozessor 240 kann bestimmen, ob eine Diagnosebeginnbedingung erfüllt wird, nachdem das Ventil 120 des Wasserstofftanks 110 geöffnet wird. Wenn keine Funktionsstörung des Ventils 120 und des ersten Drucksensors 150 vorliegt und der SOF in dem Wasserstofftank 110 gleich einer vorbestimmten Bezugsbrennstoffmenge (z.B. 10%) oder größer als dieselbe ist und die Parkzeit innerhalb einer Bezugsparkzeit (z.B. 72 Stunden) liegt, kann der Prozessor 240 bestimmen, dass die Diagnosebeginnbedingung erfüllt wird. Die Bezugskraftstoffmenge kann als ein Niveau der Brennstoffmenge festgelegt werden, das unter Berücksichtigung eines Sensorfehlers garantiert werden kann. Die Bezugsparkzeit kann festgelegt werden, um eine Fehlerfassung aufgrund einer SOF-Schwankung aufgrund des Wasserstofflecks zu verhindern.
  • Der Prozessor 240 kann einen zweiten SOF berechnen, wenn die Bedingung zum Beginnen mit der Diagnose erfüllt wird. Der Prozessor 240 kann den zweiten SOF unter Verwendung der Wasserstoffzustandsinformationen berechnen, die durch den Detektor 210 erfasst werden. Beispielsweise kann der Prozessor 240 den zweiten SOF unter Verwendung der Temperatur und des Drucks des Wasserstoffs berechnen. Bei einem anderen Beispiel kann der Prozessor 240 den zweiten SOF unter Verwendung der Masse des Wasserstoffs berechnen. In diesem Zusammenhang kann der Prozessor 240 die Masse des Wasserstoffs, die durch einen Massesensor gemessen wird, oder die Masse des Wasserstoffs, die unter Verwendung der Temperatur und des Drucks des Wasserstoffs berechnet wird, verwenden. Bei einem anderen Beispiel kann der Prozessor 240 den zweiten SOF unter Verwendung einer Temperaturveränderung gemäß einer Strömungsrate des Wasserstoffs berechnen. Der Prozessor 240 kann den zweiten SOF zu einem Zeitpunkt berechnen, zu dem eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, nachdem das Ventil 120 geöffnet wird, und dann den zweiten SOF in dem Speicher 220 speichern. Die vorbestimmte Zeitdauer kann eine Zeitdauer sein, für die das Rohr mit einem Druck nach dem Öffnen des Ventils 120 ausreichend versorgt wird, und beispielsweise 2 Sekunden betragen.
  • Der Prozessor 240 kann den ersten SOF mit dem zweiten SOF vergleichen und basierend auf dem Vergleichsergebnis diagnostizieren, ob ein Ausfall vorliegt. Der Prozessor 240 kann bestimmen, dass eine große Menge des Wasserstofflecks aufgetreten ist, wenn ein SOF-Verhältnis zwischen dem ersten SOF und dem zweiten SOF, das heißt zweiter SOF/erster SOF, kleiner als ein vorbestimmten Verhältnis, beispielsweise 2/3, ist. Der Prozessor 240 kann bestimmen, dass eine große Menge des Wasserstoffaustritts aufgetreten ist, wenn eine Abweichung (Differenz) zwischen dem ersten SOF und dem zweiten SOF größer als ein vorbestimmter Bezugswert oder gleich demselben ist.
  • Der Prozessor 240 kann einen Fehlercode auf der Anzeige anzeigen, wenn der Ausfall diagnostiziert wird. Der Prozessor 240 kann verhindern, dass das Brennstoffzellensystem startet, und kann Informationen, die das Wasserstoffleck indizieren, wie beispielsweise ein Piepton, eine Warnmeldung etc., an die Ausgabevorrichtung 230 ausgeben.
  • Der Prozessor 240 kann das Brennstoffzellensystem normal starten, sofern nicht der Ausfall diagnostiziert wird. Mit anderen Worten kann der Prozessor 240 ein normales Starten des Brennstoffzellensystems zulassen, wenn derselbe bestimmt, dass der Ausfall des Wasserstoffspeichersystems 100 nicht diagnostiziert wird.
  • Der Prozessor 240 kann die Logik zum Abtasten eines Wasserstofflecks durchführen, wenn sich der SOF des Wasserstofftanks 110 nicht in einem überladenen Zustand befindet. Das heißt, wenn der SOF des Wasserstofftanks 110 in dem überladenen Zustand ist, kann der Prozessor 240 die Logik zum Abtasten eines Wasserstofflecks nicht durchführen.
  • 3 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Abtasten eines Wasserstofflecks für ein Brennstoffzellenfahrzeug veranschaulicht, nach beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
  • In Bezug auf 3 kann der Prozessor 240 bei S100 das Ventil 120 des Wasserstofftanks 110 gemäß dem Antriebszyklus schließen und den SOF, das heißt den ersten SOF, unmittelbar nach dem Schließen des Ventils 120 des Wasserstofftanks 110 speichern. Der Prozessor 240 kann das Ventil 120 des Wasserstofftanks 110, das heißt das Tankventil, von einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand zu einem Endzeitpunkt des unmittelbar vorherigen Antriebszyklus schalten. In diesem Zusammenhang kann der Prozessor 240 den SOF (der erste SOF) des Wasserstofftanks 110 unmittelbar nach dem Schließen des Ventils in dem unmittelbar vorherigen Antriebszyklus berechnen und den ersten SOF in dem Speicher 220 speichern.
  • Der Prozessor 240 kann das Ventil 120 des Wasserstofftanks 110 gemäß dem Antriebszyklus bei S110 öffnen. Der Prozessor 240 kann das Ventil 120 öffnen, wenn der gegenwärtige Antriebszyklus beginnt.
  • Der Prozessor 240 kann bei S120 bestimmen, ob das Wasserstoffspeichersystem 100 und das Fahrzeug die Diagnosebeginnbedingung erfüllen. Der Prozessor 240 kann bestimmen, dass die Diagnosebeginnbedingung erfüllt wird, wenn keine Funktionsstörung in dem Ventil 120 und dem Sensor, wie beispielsweise der erste Drucksensor 150, des Wasserstoffspeichersystems 100 vorliegt, wenn der SOF größer als eine voreingestellte Bezugsbrennstoffmenge oder gleich derselben ist und wenn die Parkzeitdauer innerhalb einer voreingestellten Parkzeitdauer liegt. Wenn zumindest eine der folgenden Bedingungen nicht erfüllt wird: eine Bedingung, dass kein Ausfall des Ventils 120 und des ersten Drucksensors 150 des Wasserstoffspeichersystems 100 vorliegt, eine Bedingung, dass der SOF gleich der vorbestimmten Bezugsbrennstoffmenge oder größer als dieselbe ist, und eine Bedingung, dass die Parkzeitdauer innerhalb der vorbestimmten Parkzeitdauer liegt, kann der Prozessor 240 bestimmen, dass die Diagnosebeginnbedingung nicht erfüllt wird.
  • Der Prozessor 240 kann bei S130 den zweiten SOF berechnen, wenn die Diagnosebeginnbedingung erfüllt wird. Der Prozessor 240 kann den SOF unmittelbar nach dem Öffnen des Ventils 120 des Wasserstofftanks 110 berechnen und den berechneten SOF in dem Speicher 220 speichern. Der Prozessor 240 kann Informationen über den Wasserstoffzustand des Wasserstoffspeichersystems 100 durch den Detektor 210 erhalten. Die Wasserstoffzustandsinformationen können zumindest eine Information der Informationen, wie beispielsweise die Temperatur, der Druck, die Masse oder die Strömung des Wasserstoffs, aufweisen. Der Prozessor 240 kann den SOF unter Verwendung der Temperatur und des Drucks desselben berechnen. Ferner kann der Prozessor 240 den SOF unter Verwendung der Masse des Wasserstoffs berechnen. Ferner kann der Prozessor 240 den SOF basierend auf der Temperaturveränderung gemäß der Strömung des Wasserstoffs berechnen.
  • Der Prozessor 240 kann bei S140 den ersten SOF und den zweiten SOF miteinander vergleichen und eine Ausfalldiagnose basierend auf dem Vergleichsergebnis durchführen. Der Prozessor 240 kann den Ausfall diagnostizieren, wenn das Verhältnis zwischen dem ersten SOF und dem zweiten SOF kleiner als ein vorbestimmtes Verhältnis oder gleich demselben ist. Hingegen kann der Prozessor 240 einen Nichtausfall diagnostizieren, wenn das Verhältnis zwischen dem ersten SOF und dem zweiten SOF das vorbestimmte Verhältnis überschreitet. Der Prozessor 240 vergleicht den ersten SOF und den zweiten SOF miteinander. Wenn eine Differenz zwischen denselben größer als ein vorbestimmtes Niveau ist, kann der Prozessor 240 bestimmen, dass eine große Menge des Wasserstofflecks aufgetreten ist.
  • Wenn der Prozessor 240 den Ausfall diagnostiziert, kann der Prozessor 240 bei S150 das Diagnoseergebnis ausgeben und verhindern, dass das Brennstoffzellensystem startet. Der Prozessor 240 kann den Fehlercode auf der Anzeige anzeigen und einen Warnton und dergleichen durch den Lautsprecher ausgeben. Ferner kann der Prozessor 240 eine Warnmeldung an die Ausgabevorrichtung 230 ausgeben, die indiziert, dass die große Menge des Wasserstofflecks aufgetreten ist.
  • Wenn der Ausfall nicht diagnostiziert wird, kann der Prozessor 240 bei S160 einen normalen Start des Brennstoffzellensystems ermöglichen. Der Prozessor 240 kann das Wasserstoffspeichersystem 100 steuern, um den Brennstoffzellenstapel mit dem Wasserstoff zu versorgen, wenn das Wasserstoffspeichersystem 100 nicht versagt. Folglich kann der Brennstoffzellenstapel unter Verwendung des von dem Wasserstoffspeichersystem 100 als Brennstoff zugeführten Wasserstoffs elektrische Energie erzeugen.
  • Wenn bei S120 die Bedingung zum Beginnen mit der Diagnose nicht erfüllt wird, kann der Prozessor 240 bei S170 das Diagnostizieren des Ausfalls beenden. Der Prozessor 240 kann die Ausfalldiagnose nicht durchführen, wenn bestimmt wird, dass die Diagnosebeginnbedingung nicht erfüllt wird.
  • 4 ist ein Graph, der ein Beispiel einer Logikoperation zum Abtasten eines Wasserstofflecks zeigt, nach beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
  • In Bezug auf 4 wird, wenn das Ventil 120 des Wasserstofftanks 110 geschlossen ist, der SOF des Wasserstofftanks 110 konstant gehalten, während der Wasserstoffdruck in einer Hochdruckleitung (Brennstoffversorgungsleitung), wie durch den ersten Drucksensor 150 gemessen, eine plötzliche Abnahme aufweist. Unmittelbar nachdem das Ventil 120 des Wasserstofftanks 110 geöffnet wird, wird danach der SOF des Wasserstofftanks 110 schnell verringert. In diesem Zusammenhang kann der Prozessor 240 den ersten SOF unmittelbar nach dem Schließen des Ventils 120 des Wasserstofftanks 110 mit dem zweiten SOF unmittelbar nach dem Öffnen des Ventils 120 des Wasserstofftanks 110 vergleichen. Der Prozessor 240 kann diagnostizieren, dass eine große Menge des Wasserstofflecks aufgetreten ist, wenn die Differenz zwischen dem ersten SOF und dem zweiten SOF größer als ein vorbestimmtes Niveau oder gleich demselben ist. Der Prozessor 240 kann eine Warnmeldung an die Ausgabevorrichtung 230 ausgeben, die indiziert, dass das Wasserstoffleck aufgetreten ist.
  • 5 ist ein Blockdiagramm, das ein Rechensystem zeigt, das ein Verfahren zum Abtasten eines Wasserstofflecks ausführt, nach beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
  • In Bezug auf 5 kann ein Rechensystem 1000 zumindest einen Prozessor 1100, einen Speicher 1300, eine Benutzeroberflächen-Eingabevorrichtung 1400, eine Benutzeroberflächen-Ausgabevorrichtung 1500, einen Speicher 1600 und eine Netzwerkschnittstelle 1700 aufweisen, die über einen Bus 1200 miteinander verbunden sind.
  • Der Prozessor 1100 kann eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) oder eine Halbleitervorrichtung sein, die in dem Speicher 1300 und/oder dem Speicher 1600 gespeicherte Anweisungen verarbeitet. Der Speicher 1300 und der Speicher 1600 können verschiedene Arten flüchtiger oder nichtflüchtiger Speichermedien aufweisen. Beispielsweise kann der Speicher 1300 ein ROM (Read Only Memory) 1310 und RAM (Random Access Memory) 1320 aufweisen.
  • Folglich können die Operationen des Verfahrens oder der Algorithmus, die/der in Verbindung mit den hierin offenbarten beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wurden, direkt in Hardware oder einem Softwaremodul, das durch den Prozessor 1100 ausgeführt wird, oder in einer Kombination derselben verkörpert werden. Das Softwaremodul kann sich auf einem Speichermedium (d.h. der Speicher 1300 und/oder der Speicher 1600), wie beispielsweise ein RAM, ein Flash-Speicher, ein ROM, ein EPROM, ein EEPROM, ein Register, eine Festplatte, eine Wechselplatte und ein CD-ROM, befinden. Das beispielhafte Speichermedium ist mit dem Prozessor 1100 gekoppelt, der Informationen von dem Speichermedium lesen und auf dasselbe schreiben kann. Bei einem anderen Verfahren kann das Speichermedium mit dem Prozessor 1100 integral sein. Der Prozessor 1100 und das Speichermedium können sich in einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) befinden. Die ASIC kann sich innerhalb des Benutzerendgerätes befinden. In einem anderen Verfahren können sich der Prozessor 1100 und das Speichermedium als Einzelkomponenten in dem Benutzerendgerät befinden.
  • Die voranstehende Beschreibung ist lediglich für den technischen Gedanken der vorliegenden Offenbarung veranschaulichend und verschiedene Modifikationen und Änderungen können von jemandem mit Fähigkeiten in der Technik vorgenommen werden, ohne von den wesentlichen Charakteristiken der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Daher sollen die beispielhaften Ausführungsformen, die in der vorliegenden Offenbarung offenbart sind, den technischen Gedanken der vorliegenden Offenbarung nicht beschränken, sondern die vorliegende Offenbarung veranschaulichen, und der Bereich des technischen Gedankens der vorliegenden Offenbarung ist nicht durch die Ausführungsformen beschränkt. Der Bereich der vorliegenden Offenbarung sollte ausgelegt werden, durch den Bereich der beiliegenden Ansprüche gedeckt zu sein, und alle technischen Gedanken, die innerhalb des Bereiches der Ansprüche liegen, sollten ausgelegt werden, in dem Bereich der vorliegenden Offenbarung enthalten zu sein.
  • Nach der vorliegenden Offenbarung kann der Ausfall bzw. die Störung, wie beispielsweise eine große Menge des Wasserstofflecks, nicht nur in dem Betriebszustand der Steuerung, sondern auch in dem Nichtbetriebszustand der Steuerung erfasst werden. Folglich können ein Sicherheitsdiagnoseniveau des Wasserstoffspeichersystems und die Zuverlässigkeit des Systems erhöht werden.
  • Nach der vorliegenden Offenbarung erfasst die Vorrichtung beim Auftreten eines Wasserstofflecks während des Parkens ferner das Leck und gibt eine Warnmeldung aus, so dass ein Fahrer das Leck erkennen kann, und führt eine ausfallsichere Funktion gemäß dem Auftreten des Wasserstofflecks durch, wobei dadurch Sicherheitsunfälle verhindert werden, die anderenfalls aufgrund des Wasserstofflecks auftreten können, wenn die Steuerung nicht wirkt.
  • Zwar wurde die vorliegende Offenbarung im Vorstehenden in Bezug auf beispielshafte Ausführungsformen und die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt, sondern kann durch jemanden mit Fähigkeiten in der Technik, zu der die vorliegende Offenbarung gehört, verschieden modifiziert und geändert werden, ohne von dem Wesen und Bereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, die in den folgenden Ansprüchen beansprucht sind.
    • 100
    WASSERSTOFFSPEICHERSYSTEM
    110
    WASSERSTOFFTANK
    120
    VENTIL
    130
    TEMPERATURSENSOR
    140
    REGULIEREINRICHTUNG
    150
    ERSTER DRUCKSENSOR
    160
    ZWEITER DRUCKSENSOR
    170
    STEUERUNG
    200
    VORRICHTUNG ZUM ABTASTEN EINES WASSERSTOFFLECKS
    210
    DETEKTOR
    220
    SPEICHER
    230
    AUSGABEVORRICHTUNG
    240
    PROZESSOR
    1000
    RECHENSYSTEM
    1100
    PROZESSOR
    1200
    BUS
    1300
    SPEICHER
    1400
    BENUTZEROBERFLÄCHEN-EINGABEVORRICHTUNG
    1500
    BENUTZEROBERFLÄCHEN-AUSGABEVORRICHTUNG
    1600
    SPEICHER
    1700
    NETZWERKSCHNITTSTELLE

Claims (19)

  1. Vorrichtung zum Abtasten eines Wasserstofflecks für ein Brennstoffzellenfahrzeug, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: einen Prozessor, der zum Steuern eines Ventils eines Wasserstofftanks konfiguriert ist, wobei der Prozessor zu Folgendem konfiguriert ist: Berechnen eines Brennstoffzustands (SOF) des Wasserstofftanks bei geschlossenem Ventil und eines SOF des Wasserstofftanks bei geöffnetem Ventil; und Bestimmen, ob ein Wasserstoffleck aufgetreten ist, basierend auf den berechneten SOFs.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung ferner einen Detektor zum Erfassen von Wasserstoffzustandsinformationen unter Verwendung von zumindest einem Temperatursensor, einem Drucksensor, einem Massesensor und/oder einem Strömungssensor aufweist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Prozessor zum Berechnen der SOFs unter Verwendung einer Temperatur und eines Drucks des Wasserstoffs konfiguriert ist, die durch den Temperatursensor und den Drucksensor gemessen werden.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Prozessor zum Berechnen der SOFs unter Verwendung einer Masse des Wasserstoffs konfiguriert ist, die durch den Massesensor gemessen wird.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Prozessor zum Berechnen der SOFs basierend auf einer Temperaturveränderung gemäß einer Strömung des Wasserstoffs konfiguriert ist, die durch den Strömungssensor abgetastet wird.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Prozessor zu Folgendem konfiguriert ist: Berechnen eines ersten SOF, wenn das Ventil geschlossen ist, und Speichern des ersten SOF; Bestimmen, ob ein Wasserstoffspeichersystem und das Fahrzeug eine Diagnosebeginnbedingung erfüllen, wenn das Ventil geöffnet ist; bei der Bestimmung, dass die Diagnosebeginnbedingung erfüllt wird, Berechnen eines zweiten SOF und Speichern des berechneten zweiten SOF.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um zu bestimmen, dass die Diagnosebeginnbedingung erfüllt wird, wenn kein Ausfall des Ventils und Sensors vorliegt, wenn der SOF des Wasserstofftanks gleich einer vorbestimmten Bezugsbrennstoffmenge oder größer als dieselbe ist und wenn eine Parkzeitdauer innerhalb einer vorbestimmten Parkzeitdauer liegt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um den ersten SOF mit dem zweiten SOF zu vergleichen und zu diagnostizieren, dass das Wasserstoffleck aufgetreten ist, wenn eine Differenz zwischen dem ersten und zweiten SOF größer als ein vorbestimmter Bezugswert oder gleich demselben ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um den ersten SOF mit dem zweiten SOF zu vergleichen und zu diagnostizieren, dass das Wasserstoffleck aufgetreten ist, wenn ein Verhältnis zwischen dem ersten SOF und dem zweiten SOF kleiner als ein vorbestimmtes Verhältnis oder gleich demselben ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Prozessor zu Folgendem konfiguriert ist: Ausgeben einer Warnmeldung bei der Bestimmung, dass das Wasserstoffleck aufgetreten ist; und beim Ausgeben der Warnmeldung Anzeigen eines Fehlercodes auf einer Anzeige und Verhindern, dass ein Brennstoffzellensystem startet.
  11. Verfahren zum Abtasten eines Wasserstofflecks für ein Brennstoffzellenfahrzeug, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Berechnen eines SOF eines Wasserstofftanks, wenn ein Ventil des Wasserstofftanks geschlossen ist, und eines SOF eines Wasserstofftanks, wenn ein Ventil des Wasserstofftanks geöffnet ist, durch einen Prozessor; und Bestimmen, ob ein Wasserstoffleck aufgetreten ist, basierend auf den berechneten SOFs durch den Prozessor.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Berechnen der SOFs Folgendes aufweist: Erfassen einer Temperatur und eines Drucks des Wasserstoffs durch den Prozessor; und Berechnen der SOFs unter Verwendung der Temperatur und des Drucks des Wasserstoffs durch den Prozessor.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Berechnen der SOFs Folgendes aufweist: Erfassen einer Masse des Wasserstoffs durch den Prozessor; und Berechnen der SOFs unter Verwendung der Masse des Wasserstoffs durch den Prozessor.
  14. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Berechnen der SOFs Folgendes aufweist: Erfassen einer Strömung des Wasserstoffs durch den Prozessor; und Berechnen der SOFs basierend auf einer Temperaturveränderung gemäß der Strömung des Wasserstoffs durch den Prozessor.
  15. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Berechnen des SOF Folgendes aufweist: Berechnen und Speichern eines ersten SOF, wenn das Ventil geschlossen ist, durch den Prozessor; Bestimmen, ob ein Wasserstoffspeichersystem und das Fahrzeug eine Diagnosebeginnbedingung erfüllen, wenn das Ventil geöffnet ist, durch den Prozessor; und Berechnen und Speichern eines zweiten SOF, wenn die Diagnosebeginnbedingung erfüllt wird, durch den Prozessor.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Bestimmen, ob das Wasserstoffspeichersystem und das Fahrzeug die Diagnosebeginnbedingung erfüllen, Folgendes aufweist: Bestimmen, ob das Wasserstoffspeichersystem und das Fahrzeug die Diagnosebeginnbedingung erfüllen, wenn kein Ausfall des Ventils und Sensors vorliegt, wenn der SOF des Wasserstofftanks gleich einer vorbestimmten Bezugsbrennstoffmenge oder größer als dieselbe ist und wenn eine Parkzeitdauer innerhalb einer vorbestimmten Parkzeitdauer liegt.
  17. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Bestimmen, ob das Wasserstoffleck aufgetreten ist, Folgendes aufweist: Vergleichen des ersten SOF mit dem zweiten SOF durch den Prozessor; und Diagnostizieren, dass das Wasserstoffleck aufgetreten ist, wenn eine Differenz zwischen dem ersten SOF und dem zweiten SOF größer als ein vorbestimmter Bezugswert oder gleich demselben ist, durch den Prozessor.
  18. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Bestimmen, ob das Wasserstoffleck aufgetreten ist, Folgendes aufweist: Vergleichen des ersten SOF mit dem zweiten SOF durch den Prozessor; und Diagnostizieren, dass das Wasserstoffleck aufgetreten ist, wenn ein Verhältnis zwischen dem ersten SOF und dem zweiten SOF kleiner als ein vorbestimmtes Verhältnis oder gleich demselben ist, durch den Prozessor.
  19. Verfahren nach Anspruch 11, ferner aufweisend: Ausgeben einer Warnmeldung durch den Prozessor, wenn bestimmt wird, dass das Wasserstoffleck aufgetreten ist, wobei das Ausgeben der Warnmeldung Folgendes aufweist: Anzeigen eines Fehlercodes auf einer Anzeige durch den Prozessor; und Verhindern, dass ein Brennstoffzellensystem startet, durch den Prozessor.
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