CN112758882B - 燃料电池车中冷却液的加注方法及加注装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种燃料电池车中冷却液的加注方法及加注装置，其包括：与冷却液箱相连用于输送冷却液的主管路，以及设于主管路上的加注水泵；流量计，设于主管路上，用于检测冷却液的输送量；液位传感器，设于膨胀罐中，用于检测膨胀罐中的冷却液液位；加注控制器，所述加注水泵、流量计均与所述加注控制器相连，且加注控制器与车载控制器信号相连，液位传感器、车载水泵均与车载控制器相连。本发明通过结合车载水泵排气控制，实现自动化的冷却液加注，其降低了FCV车型的冷却液加注时间，降低总装厂现场操作人员的操作难度，提升车辆下线调试节奏、提高生产效率。

Description

燃料电池车中冷却液的加注方法及加注装置
技术领域
本发明涉及燃料电池车生产领域，特别是涉及一种燃料电池车中冷却液的加注方法及加注装置。
背景技术
针对燃料电池车(Fuel Cell Vehicle，包括乘用车、物流车以及公交客运等车型)，热管理***对于燃料电池发动机(Fuel Cell Engine，以下简称FCE)的动力性、经济性、耐久、安全等性能均有决定性影响。而总装厂在进行冷却液加注时，快速加注、排气则是很关键的一环，对整车下线、调试、运行均有很大影响。由于FCE的特殊构成，部分类型的FCE不适用真空加注，这使得目前大多数FCE车辆在加注冷却液时只能采取原始的人工灌水方式，耗时费力，效率低下，严重影响车辆下线节奏。
因此需要一种可高效加注冷却液的方法及装置。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种燃料电池车中冷却液的加注方法及加注装置，用于解决现有技术中冷却液加注效率低的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种燃料电池车中冷却液的加注方法，其包括：
1)启动加注水泵以向FCE热管理***中加注冷却液，且实时检测所加冷却液的流量、以及膨胀罐中的液位是否为低液位，当膨胀罐中的液位为低液位时输出低液位信号，检测低液位信号是否消失，若消失持续第一时间后则关闭加注水泵，同时检测冷却液的当前加注量与标定加注量是否相匹配，若是则加注完成，若否则执行步骤2)；
2)启动车载水泵并且控制车载水泵进行排气，同时检测是否有低液位信号出现，若出现则循环步骤1)，若无则继续排气，直至排气完成、执行排气完成后程序，排气完成后程序具体为：关闭车载水泵，同时检测冷却液的当前加注量与标定加注量是否相匹配，若是则加注完成，若否则运行加注水泵，直至检测冷却液的当前加注量与标定加注量相匹配，加注完成。
优选的，所述步骤2)排气中车载水泵的具体控制过程为：
a)所述车载水泵以初始转速运行以进行排气，并且同时检测低液位信号消失时间，当无低液位信号出现且消失时间持续超过预设的第二时间时，检测所述车载水泵的当前转速是否为最大转速值，若是则进入步骤b)，若否则进入步骤c)；当低液位信号出现时，则循环步骤1)；其中，第二时间大于第一时间；
b)所述车载水泵以最大转速值持续运行，若低液位信号出现则循环步骤1)；若低液位信号未出现，且持续未出现的时间超过预设的第三时间，则排气完成执行所述排气完成后程序；
c)增加车载水泵的转速，且每隔第四时间车载水泵的转速增加一次，每次增加预设转速值后车载水泵运行第四时间过程中检测低液位信号是否出现，若未出现则继续增加，直至车载水泵的当前转速为最大转速值，进入步骤b)；若出现则循环所述步骤1)。
优选的，所述步骤c)中，所述车载水泵每次增加的预设转速值为1000rpm。
优选的，所述步骤2)中，关闭车载水泵前，检测燃料电池车的进出水压是否与预设水压标定值匹配，若匹配则排气完成、关闭车载水泵；若不匹配则继续运转车载水泵。
优选的，在进行所述步骤1)之前，先在加注***中选取当前所加注燃料电池车的车型，调用当前所加注燃料电池车的车型所对应的所述标定加注量。
优选的，所述冷却液的当前加注量与标定加注量相匹配具体指：冷却液的当前加注量与标定加注量的差值小于额定差值，所述额定差值为100ml。
本发明还提供一种燃料电池车中冷却液的加注装置，所述燃料电池车中冷却液的加注装置用于实现上述燃料电池车中冷却液的加注方法，其包括：与冷却液箱相连用于输送冷却液的主管路，以及设于主管路上的加注水泵；
流量计，设于主管路上，用于检测冷却液的输送量；
液位传感器，设于膨胀罐中，用于检测膨胀罐中的冷却液液位；
加注控制器，所述加注水泵、流量计均与所述加注控制器相连，且加注控制器与车载控制器信号相连，液位传感器、车载水泵均与车载控制器相连。
优选的，所述主管路上设有控制主管路通断的电磁阀，所述电磁阀与所述加注控制器相连。
优选的，所述主管路与燃料电池车的冷却液注入管相连，冷却液注入管上设有单向阀。
优选的，所述燃料电池车中冷却液的加注装置还包括与加注控制器相连的显示控制面板。
如上所述，本发明的燃料电池车中冷却液的加注方法及加注装置，具有以下有益效果：其通过结合车载水泵排气控制，实现自动化的冷却液加注，其降低了FCV车型的冷却液加注时间，降低总装厂现场操作人员的操作难度，提升车辆下线调试节奏、提高生产效率。
附图说明
图1显示为本发明的燃料电池车中冷却液的加注装置示意图。
图2显示为本发明加注控制器控制原理框图。
图3显示为本发明的燃料电池车中冷却液的加注方法流程图。
元件标号说明
100 加注***
102 流量计
103 加注控制器
104 加注水泵
105 冷却液箱
106 显示控制面板
107 主管路
201 膨胀罐
202 单向阀
203 车载水泵
204 电加热器
205 燃料电池发动机
206 排气管
207 补水管
208 液位传感器
209 车载控制器
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明提供一种燃料电池车中冷却液的加注装置，所述燃料电池车中冷却液的加注装置用于实现燃料电池车中冷却液的自动加注，其通过加注***100与集成于FCE的热管理***配合实现，包括：见图1及图2所示，
与冷却液箱105相连用于输送冷却液的主管路107，以及设于主管路107上的加注水泵104；
流量计102，设于主管路107上，用于检测冷却液的输送量；
液位传感器208，设于膨胀罐201中，用于检测膨胀罐201中的冷却液液位；
加注控制器103，所述加注水泵104、流量计102及液位传感器208均与所述加注控制器103相连，且加注控制器103与车载控制器209信号相连，车载控制器与车载水泵相连。
本发明通过设置加注控制器103，其与燃料电池车自身的车载控制器209可信号相连，以此可获取车内膨胀罐201中冷却液的液位信息，针对液位信息来调控加注水泵104加注冷却液，同时结合车载水泵203运行进行排气，实现高效率的冷却液自动化加注，其降低了FCV车型的冷却液加注时间，降低总装厂现场操作人员的操作难度，提升车辆下线调试节奏、提高生产效率。
其中图1中的100为加注***，其为独立设于燃料电池车外的机构，其主要用于燃料电池车中冷却液的自动加注；集成于燃料电池发动机FCE205的热管理***，其为现有燃料电池车上的集成***，主要通过燃料电池发动机控制器FCU(也即上述车载控制器)进行控制，其主要用于控制FCE、电加热器PTC204、车载水泵203等，膨胀罐201通过补水管207连接至热管理***回路，用于对热管理***的补水、排气。散热器通过排气管206与膨胀罐201相连，车载水泵203用于驱动水流，以将FCE内部热量带出。电加热器PTC204用于对水流进行加热，以满足冬季时FCE对水温升高的需求。
为避免冷却液对加注水泵104进行冲击，本实施例中在主管路107上设有控制主管路107通断的电磁阀101，所述电磁阀101与所述加注控制器103相连；冷却液流动方向指为前方，本实施例中将电磁阀101设于加注水泵104的前方。加注水泵104启动时，应先打开电磁阀101后启动加注水泵104，而关闭时则应先关闭加注水泵104后再关闭电磁阀101，以减轻水流急停对加注水泵104产生的冲击。
本实施例中主管路107与燃料电池车的冷却液注入管相连，冷却液注入管上设有单向阀202，避免燃料电池车内的冷却液逆流。
为便于实现对不同车型进行加注，本实施例中燃料电池车中冷却液的加注装置还包括与加注控制器103相连的显示控制面板106，显示控制面板106可显示车型选择界面，对车型进行选择，以此可调用加注控制器内存储的与该车型对应的各参数数据，如标定加注量等。
由于FCE对冷却液的特殊要求，本实施例中上述主管路107需使用干净无污染的硅胶管，电磁阀101的阀体等金属部件需为SUS316L材质，冷却液箱105需要是不会对冷却液产生污染的PP或其他许可材质。
本发明还提供一种燃料电池车中冷却液的加注方法，其可采用上述燃料电池车中冷却液的加注装置来实现，包括：
1)启动加注水泵104以向FCE的热管理***中加注冷却液，且实时检测所加冷却液的流量、以及膨胀罐201中的液位是否为低液位，当膨胀罐201中的液位为低液位时输出低液位信号，检测低液位信号是否消失，若消失持续第一时间后则关闭加注水泵104，同时检测冷却液的当前加注量与标定加注量是否相匹配，若是则加注完成，若否则执行步骤2)；
2)启动车载水泵203并且控制车载水泵203进行排气，同时检测是否有低液位信号出现，若出现则循环步骤1)，若无则继续排气，直至排气完成、执行排气完成后程序，排气完成后程序具体为：关闭车载水泵203，同时检测冷却液的当前加注量与标定加注量是否相匹配，若是则加注完成，若否则运行加注水泵，直至检测冷却液的当前加注量与标定加注量相匹配，加注完成。
本发明控制加注水泵104的启闭，结合车载水泵203的运行控制，自动实现膨胀罐201进行加注冷却液，同时进行排气，以此实现了冷却液的自动化加注，其降低了FCV车型的冷却液加注时间，降低总装厂现场操作人员的操作难度，提升车辆下线调试节奏、提高生产效率。
为提高排气速率，本实施例中所述步骤2)排气中车载水泵203的具体控制过程为：
a)所述车载水泵203以初始转速运行以进行排气，并且同时检测低液位信号消失时间，当无低液位信号出现且消失时间持续超过预设的第二时间时，检测所述车载水泵203的当前转速是否为最大转速值，若是则进入步骤b)，若否则进入步骤c)；当低液位信号出现时，则循环步骤1)；其中，第二时间大于第一时间；
b)所述车载水泵203以最大转速值持续运行，若低液位信号出现则循环步骤1)；若低液位信号未出现，且持续未出现的时间超过预设的第三时间，则排气完成执行所述排气完成后程序；
c)增加车载水泵203的转速，且每隔第四时间车载水泵的转速增加一次，每次增加预设转速值后车载水泵运行第四时间过程中检测低液位信号是否出现，若未出现则继续增加，直至车载水泵的当前转速为最大转速值，进入步骤b)；若出现则循环所述步骤1)。
本实施例通过阶梯型的提升车载水泵203转速，以此完成排气，提高冷却液加注效率。
作为燃料电池车中冷却液的加注方法的一具体实施例，其可包括以下具体步骤：见图3所示，
1)车型选择，在加注***中选取当前所加注燃料电池车的车型，本实施例通过显示控制面板106进入车型加注界面，在车型加注界面中进行车型选择，调用当前所加注燃料电池车的车型所对应的标定加注量，以及对应的各参数，如预设转速值等；
2)启动加注水泵104以向FCE的热管理***中加注冷却液，且通过上述流量计102实时检测所加冷却液的流量、以及通过上述液位传感器208检测膨胀罐中201的液位是否为低液位，当膨胀罐201中的液位为低液位时液位传感器208输出低液位信号，低液位信号消失且持续第一时间(本实施例中第一时间为5s，其也可以为0s)后，则关闭加注水泵104，同时检测冷却液的当前加注量与标定加注量是否相匹配，若是则加注完成，若否则执行步骤3)；
3)启动车载水泵203进行排气，关闭加注水泵104，车载水泵203以初始转速(本实施例中初始转速为2500rpm)运行以进行排气，并且同时车载控制器209检测低液位信号消失时间，并且传输给上述加注控制器103，当无低液位信号出现且消失时间持续超过预设的第二时间(本实施例中第二时间可为15s)时，检测所述车载水泵203的当前转速是否为最大转速值，若是则进入步骤4)，若否则进入步骤5)；当低液位信号出现时，则循环步骤2)；其中，第二时间大于第一时间；
4)车载水泵203以最大转速值持续运行，若低液位信号出现则循环步骤1)；若低液位信号未出现，且持续未出现的时间超过预设的第三时间(本实施例中第三时间可为3min，或者为1min、2min)，则关闭车载水泵203，对比冷却液的当前加注量与标定加注量是否相匹配，若否则运行加注水泵，直至检测冷却液的当前加注量与标定加注量相匹配，加注完成，若是则加注完成、关闭加注水泵；其中，在关闭车载水泵前需检测排气是否完成，本实施例中检测FCE进出水压是否与预设水压标定值匹配，若匹配则排气完成、关闭车载水泵；若不匹配则继续运转车载水泵；
5)增加车载水泵203的转速，且每隔第四时间(本实施例中第三时间可为1min，其还可以为30s、2min等)车载水泵的转速增加一次，每次增加预设转速值后车载水泵203运行第四时间过程中检测低液位信号是否出现，若未出现则继续增加，直至车载水泵203的当前转速为最大转速值，进入步骤4)；若出现则循环步骤2)。
优选的，所述冷却液的当前加注量与标定加注量相匹配具体指：冷却液的当前加注量与标定加注量的差值小于额定差值，所述额定差值为100ml；为便于实施，冷却液的当前加注量与标定加注量间具有额定差值，两者可以不完全相同。
为便于控制，本实施例中所述车载水泵每次增加的预设转速值为1000rpm；其也可以为其他转速值，如500rpm、1500rpm，转速值越小则调控到最大转速所需时间越长，但易于控制排气。
综上所述，本发明的燃料电池车中冷却液的加注方法及加注装置，其通过结合车载水泵排气控制，实现自动化的冷却液加注，其降低了FCV车型的冷却液加注时间，降低总装厂现场操作人员的操作难度，提升车辆下线调试节奏、提高生产效率。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种燃料电池车中冷却液的加注方法，其特征在于，包括：
1)启动加注水泵以向FCE热管理***中加注冷却液，且实时检测所加冷却液的流量、以及膨胀罐中的液位是否为低液位，当膨胀罐中的液位为低液位时输出低液位信号，检测低液位信号是否消失，若消失持续第一时间后则关闭加注水泵，同时检测冷却液的当前加注量与标定加注量是否相匹配，若是则加注完成，若否则执行步骤2)；
2)启动车载水泵并且控制车载水泵进行排气，同时检测是否有低液位信号出现，若出现则循环步骤1)，若无则继续排气，直至排气完成、执行排气完成后程序，排气完成后程序具体为：关闭车载水泵，同时检测冷却液的当前加注量与标定加注量是否相匹配，若是则加注完成，若否则运行加注水泵，直至检测冷却液的当前加注量与标定加注量相匹配，加注完成。
2.根据权利要求1所述的燃料电池车中冷却液的加注方法，其特征在于，所述步骤2)排气中车载水泵的具体控制过程为：
a)所述车载水泵以初始转速运行以进行排气，并且同时检测低液位信号消失时间，当无低液位信号出现且消失时间持续超过预设的第二时间时，检测所述车载水泵的当前转速是否为最大转速值，若是则进入步骤b)，若否则进入步骤c)；当低液位信号出现时，则循环步骤1)；其中，第二时间大于第一时间；
b)所述车载水泵以最大转速值持续运行，若低液位信号出现则循环步骤1)；若低液位信号未出现，且持续未出现的时间超过预设的第三时间，则排气完成执行所述排气完成后程序；
c)增加车载水泵的转速，且每隔第四时间车载水泵的转速增加一次，每次增加预设转速值后车载水泵运行第四时间过程中检测低液位信号是否出现，若未出现则继续增加，直至车载水泵的当前转速为最大转速值，进入步骤b)；若出现则循环所述步骤1)。
3.根据权利要求2所述的燃料电池车中冷却液的加注方法，其特征在于：所述步骤c)中，所述车载水泵每次增加的预设转速值为1000rpm。
4.根据权利要求1所述的燃料电池车中冷却液的加注方法，其特征在于：所述步骤2)中，关闭车载水泵前，检测燃料电池车的进出水压是否与预设水压标定值匹配，若匹配则排气完成、关闭车载水泵；若不匹配则继续运转车载水泵。
5.根据权利要求1所述的燃料电池车中冷却液的加注方法，其特征在于：在进行所述步骤1)之前，先在加注***中选取当前所加注燃料电池车的车型，调用当前所加注燃料电池车的车型所对应的所述标定加注量。
6.根据权利要求1所述的燃料电池车中冷却液的加注方法，其特征在于：所述冷却液的当前加注量与标定加注量相匹配具体指：冷却液的当前加注量与标定加注量的差值小于额定差值，所述额定差值为100ml。
7.一种燃料电池车中冷却液的加注装置，其特征在于：所述燃料电池车中冷却液的加注装置用于实现如权利要求1至权利要求6任一项所述的燃料电池车中冷却液的加注方法，其包括：与冷却液箱相连用于输送冷却液的主管路，以及设于主管路上的加注水泵；
流量计，设于主管路上，用于检测冷却液的输送量；
液位传感器，设于膨胀罐中，用于检测膨胀罐中的冷却液液位；
加注控制器，所述加注水泵、流量计均与所述加注控制器相连，且加注控制器与车载控制器信号相连，液位传感器、车载水泵均与车载控制器相连。
8.根据权利要求7所述的燃料电池车中冷却液的加注装置，其特征在于：所述主管路上设有控制主管路通断的电磁阀，所述电磁阀与所述加注控制器相连。
9.根据权利要求7所述的燃料电池车中冷却液的加注装置，其特征在于：所述主管路与燃料电池车的冷却液注入管相连，冷却液注入管上设有单向阀。
10.根据权利要求7所述的燃料电池车中冷却液的加注装置，其特征在于：所述燃料电池车中冷却液的加注装置还包括与加注控制器相连的显示控制面板。
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