車輛著火時指示氫罐狀態(tài)的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在車輛著火時指示氫罐狀態(tài)的設(shè)備和方法，更具體地，涉及這樣一種指示氫罐狀態(tài)的設(shè)備和方法，其在燃料電池車輛內(nèi)著火時告知駕駛員，從而有助于滅火以及生命救援活動。
【背景技術(shù)】
[0002]氫燃料電池車輛是使用氫作為燃料利用氫和氧反應(yīng)所產(chǎn)生的電荷來驅(qū)動電動機的車輛。氫儲存系統(tǒng)被設(shè)置在氫燃料電池車輛內(nèi)，并且已使用700巴(bar)的高壓氫儲存系統(tǒng)，該系統(tǒng)在目前具有最高的商業(yè)性能。氫儲存系統(tǒng)將氧和氫供應(yīng)至電池堆以產(chǎn)生電力，并且供應(yīng)至電池堆的氫的壓力是約0.3巴。
[0003]通常，約0.3巴的氫利用兩步解壓過程供應(yīng)至電池堆。也就是，高壓氫儲存罐的約700巴壓力的氫使用高壓調(diào)節(jié)器被減壓至約10巴的壓力，然后通過設(shè)置在電池堆前端的低壓調(diào)節(jié)器將氫再減壓至0.3巴，最后，將減壓氫供應(yīng)至電池堆。然而，儲存在氫儲存罐內(nèi)的具有約700巴高壓的氫會非常危險。
[0004]具體地，主要問題在于，在燃料電池車輛著火時氫會造成火災(zāi)或爆炸。例如，在燃料電池車輛內(nèi)部和外部著火時因溫度增加導(dǎo)致罐內(nèi)壓力增加、并且壓力增加到規(guī)定的內(nèi)部壓力(regulated internal pressure)或更大壓力時，罐會爆炸。因此，在燃料電池車輛著火、并且滅火人員試圖抑制(例如，撲滅)火情，或者第三者試圖救援車輛內(nèi)的駕駛員乘客時，無法獲得關(guān)于氫罐的準(zhǔn)確信息，因此增大了二次事故的可能性。
[0005]在本【背景技術(shù)】部分所公開的上述信息僅用于增強對本發(fā)明背景的理解，因此其可能包含并不構(gòu)成本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于解決上述與現(xiàn)有技術(shù)關(guān)聯(lián)的問題，并且通過視覺地和/或聽覺地告知氫儲存罐內(nèi)的氫是否耗盡(例如，消散)而實現(xiàn)安全滅火和生命救援活動。
[0007]本發(fā)明提供一種在車輛著火時指示氫罐狀態(tài)的設(shè)備，該設(shè)備可包括:氫儲存罐；熱壓釋放裝置(TPRD)，其被設(shè)置在氫儲存罐的閥內(nèi)；傳感器，其被配置成用于檢測從氫儲存罐中排放的氫的流量；以及控制器，其被配置成用于確定傳感器所檢測的排放的氫的流量是否在預(yù)定參考流量范圍內(nèi)，并且在傳感器所檢測的排放的氫的流量在預(yù)定參考流量范圍內(nèi)時傳輸警告信號。參考流量范圍可被設(shè)定成約30克/秒(g/sec)至約70g/SeC的范圍。
[0008]控制器還可被配置成，在所檢測的排放的氫的流量在預(yù)定參考流量范圍內(nèi)時，傳輸警告信號并且操作報警裝置。另外，報警裝置可以是選自喇叭、防盜報警裝置、緊急警告燈以及車前燈中的一個或多個的裝置。當(dāng)傳感器所檢測的排放的氫的流量超過預(yù)定參考流量范圍時，控制器可被配置成用于傳輸禁止進入信號(access prohibit1n signal)。另夕卜，傳感器可以是安裝在氫儲存罐的出口處的流量傳感器或壓力傳感器。
[0009]本發(fā)明還提供一種在車輛著火時指示氫罐狀態(tài)的方法。該方法可包括:通過控制器在燃料電池車輛著火時使用傳感器檢測從氫儲存罐排放的氫的流量；通過控制器比較所檢測的排放的氫的流量與預(yù)定的參考流量范圍；以及在所檢測的排放的氫的流量在預(yù)定參考流量范圍內(nèi)時通過控制器傳輸警告信號。參考流量范圍可以是約30克/秒(g/sec)至約70g/sec的范圍。
[0010]該方法還可包括通過控制器操作報警裝置。報警裝置可包括選自喇叭、防盜報警裝置、緊急警告燈以及車前燈中的一個或多個的裝置。此外，該方法可包括通過控制器，作為比較排放的氫的流量與參考流量范圍的結(jié)果，當(dāng)所檢測的排放的氫的流量超過(例如，大于)參考流量范圍時，傳輸禁止進入信號。另外，傳感器可包括被配置成用于檢測氫儲存罐內(nèi)的壓力的壓力傳感器，并且氫的流量的檢測可包括:通過控制器使用由壓力傳感器所檢測的罐內(nèi)壓力值來檢測排放的氫的流量。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，用于指示氫罐狀態(tài)的設(shè)備和方法基于氫儲存罐閥一側(cè)的流量，可更簡單地確定TPRD是否膨脹，基于TPRD膨脹的確定來確定罐內(nèi)是否存在壓力，并且在著火時告知車輛外的用戶和滅火人員(例如，消防員)罐內(nèi)是否存在壓力，這可確保滅火和生命救援活動期間的安全性。因此，根據(jù)本發(fā)明的用于警告氫罐的安全性的設(shè)備和方法可以防止因車輛著火導(dǎo)致的二次事故的發(fā)生。
【附圖說明】
[0012]現(xiàn)在將參考附圖所示的本發(fā)明的某些示例性實施例詳細(xì)描述本發(fā)明的以上和其他特征，其中附圖僅以例示的方式給出，因此并非限制本發(fā)明，其中:
[0013]圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例示出當(dāng)車輛著火時用于警告氫罐的安全性的設(shè)備的示意性配置的示例性圖解；以及
[0014]圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例示出當(dāng)車輛著火時用于警告氫罐的安全性的方法的示意性操作的示例性流程圖。
[0015]應(yīng)該理解，附圖不一定按比例繪制，其展示例示本發(fā)明基本原理的各種特征的稍微簡化的表示。如在此所公開的本發(fā)明的具體設(shè)計特征，包括，例如具體尺寸、方向、位置和形狀，將由特定的預(yù)期應(yīng)用和使用環(huán)境部分確定。在附圖中，附圖標(biāo)記貫穿所有附圖指代本發(fā)明的相同或等同零件。
【具體實施方式】
[0016]應(yīng)該理解，如在此使用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或其他類似的術(shù)語總體上包括機動車輛，諸如包括運動型多功能汽車(SUV)、公共汽車、貨車、各種商用車輛的乘用車，包括各種船只和艦船的水運工具，飛行器等等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、插電式混合動力電動車輛、氫動力車輛和其他替代燃料車輛(例如源自石油之外的資源的燃料)。如在此所提到的，混合動力車輛為具有兩種或兩種以上動力源的車輛，例如由汽油和電力兩者提供動力的車輛。
[0017]盡管示例性實施例被描述為使用多個單元執(zhí)行示例性程序，但應(yīng)該理解的是，可還通過一個或多個模塊執(zhí)行示例性程序。另外，應(yīng)該理解，術(shù)語控制器/控制單元是指包括存儲器和處理器的硬件裝置。存儲器被配置成用于儲存模塊，并且處理器被具體地配置成用于執(zhí)行所述模塊以執(zhí)行以下進一步描述的一個或多個程序。
[0018]此外，本發(fā)明的控制邏輯可實施為在計算機可讀介質(zhì)上的非暫時性計算機可讀媒介，其中計算機可讀介質(zhì)包含由處理器、控制器/控制單元等執(zhí)行的可執(zhí)行程序指令。計算機可讀介質(zhì)的示例包括但不限于ROM、RAM、光盤(CD)-ROM、磁帶、軟盤、閃存驅(qū)動器、智能卡和光數(shù)據(jù)存儲器設(shè)備。計算機可讀存儲介質(zhì)也可分布在聯(lián)網(wǎng)的計算機系統(tǒng)中，使得計算機可讀介質(zhì)以分布式儲存并且執(zhí)行，例如，通過遠(yuǎn)程信息處理服務(wù)器或控制器局域網(wǎng)(CAN)。
[0019]在此使用的術(shù)語僅是為描述特定實施例的目的，并非旨在限制本發(fā)明。如在此使用的單數(shù)形式“一種/個”和“該”也旨在包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另有清楚說明。應(yīng)進一步理解，當(dāng)在本說明書中使用時，術(shù)語“包括”和/或“包含”，指所述特征、整數(shù)、步驟、操作、要素，和/或部件的存在，但不排除一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、要素、部件，和/或其組合的存在或添加。如在此使用的術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)所列術(shù)語的任何或全部組合。
[0020]除非特別說明或明顯來自文本，否則如本文所用的術(shù)語“約”應(yīng)被理解為在本領(lǐng)域的正常公差范圍內(nèi)，例如，在平均值的2個標(biāo)準(zhǔn)偏差內(nèi)。“約”可理解成在所述值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%或0.01% 內(nèi)。除非另從上下文中清楚得知，否則本文所提供的所有數(shù)字值由術(shù)語“約”修飾。
[0021]在下文中，將詳細(xì)參考本發(fā)明的各種示例性實施例，本發(fā)明的示例在附圖中示出并且在以下描述。盡管本發(fā)明將結(jié)合示例性實施例進行描述，但應(yīng)該理解，本說明書并非旨在將本發(fā)明限定到那些示例性實施例。相反，本發(fā)明不僅旨在覆蓋示例性實施例，而且旨在覆蓋可包括在如權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)的各種替換、修改、等同物和其他實施例。
[0022]本發(fā)明提供在車輛著火時用于指示氫罐的狀態(tài)的設(shè)備和方法，以及通過監(jiān)控安裝在氫儲存罐的電磁閥內(nèi)的熱壓釋放裝置(TPRD)是否膨脹并且確定罐內(nèi)是否存在壓力而將氫罐的狀態(tài)告知外部的方法。
[0023]目前，規(guī)制燃料電池車輛的車輛法規(guī)，諸如EC79/2009、全球性技術(shù)法規(guī)(GTR)以及韓國汽車管理法認(rèn)為，燃料電池車輛內(nèi)著火時為相當(dāng)危險的情況，并且明確規(guī)定，當(dāng)著火時應(yīng)當(dāng)經(jīng)TPRD連續(xù)不中斷地排放罐內(nèi)的壓力。因此，TPRD被安裝在附接至罐的電磁閥內(nèi)，并且當(dāng)TPRD檢測到預(yù)定溫度或較大時，TPRD被配置成將罐的壓力機械地排放至罐的外部。
[0024]具體地，當(dāng)排放罐的壓力時，可以輸出基于車輛的最外側(cè)約4厘米至約6厘米的火焰，并且即便罐內(nèi)的氫因TPRD膨脹而被排放，外部用戶或滅火人員也無法確定罐內(nèi)側(cè)的氫是否被排放。因此，本發(fā)明提供用于識別罐內(nèi)的氫是否被異常排放(例如，不充分地排放)并警告和告知外部用戶或滅火人員在氫排放前罐內(nèi)是否存在氫或在氫排放后罐內(nèi)的氫是否耗盡的技術(shù)。
[0025]以下將參考附圖詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的在車輛著火時用于警告氫罐的安全性的設(shè)備和方法。
[0026]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的當(dāng)車輛著火時用于指示氫罐狀態(tài)的設(shè)備的示意性配置的示例性圖示。該設(shè)備可包括安裝在氫儲存罐內(nèi)并且在特定條件下操作的TPRD。TPRD可被安裝在氫儲存罐的電磁閥內(nèi)并且可被配置成在著火時氫儲存罐暴露至火焰時用于排放內(nèi)部氣體。例如，TPRD可包括熔斷金屬，并且可被配置成通過在隨著罐被暴露至火焰而金屬熔化時打開閥來排放氫儲存罐內(nèi)的氫氣。
[0027]參考圖1，該設(shè)備還