CN115149051A - 用于监测和控制来自燃料电池发动机的排放物的***和方法 - Google Patents

Abstract

本公开总体上涉及监测和控制由车辆和/或动力系的燃料电池发动机中的燃料电池或燃料电池堆产生的排放物。

Description

用于监测和控制来自燃料电池发动机的排放物的***和方法

技术领域

本公开涉及用于监测和控制由车辆和/或动力系的发动机中的燃料电池或燃料电池堆产生的排放物的***和方法。

背景技术

使用诸如燃料电池发动机的发动机以用于它们的功率需求的车辆和/或动力系在具有不同地理、形态和监管条件的地方操作。在一些地方，政府或其他监管机构可对法律上允许被任何车辆和/或动力系使用和/或禁止被任何车辆和/或动力系使用的排放物的水平、浓度和/或量的规定施加限制。在其他情况下，监管机构可以提供公众可用的和/或已知的排放标准或排出标准，诸如在其地理区内和/或在不同时间段内将容许的从车辆和/或动力系释放的化学品和/或化合物的量。

在许多车辆和/或动力系中，使用氢气或基于氢气的燃料的燃料电池发动机自由地将化学品和/或化合物(例如氢气)排放到大气或周围环境中，而没有对被释放的氢气的量或浓度的任何监督和/或限制。对于一些车辆和/或动力系，可能存在对由燃料电池发动机排放到大气中的化学品和/或化合物(例如，氢气)的最小限度的监督或没有监督。在许多情况下，在燃料电池发动机的被释放到大气中的排放物中的化学品和/或化合物(例如，氢气)的浓度是未知的。

氢气是具有宽可燃性范围(例如，按体积计约4%至约75%，以及其中包含的任何特定百分比)和相对低的点火能量(例如，约0.02毫焦耳)的可燃气体。基于氢气的性质，对于各种应用需要安全要求。中国的2020年燃料电池车辆的安全准则要求，在使用氢气或基于氢气的燃料的燃料电池发动机的排放物中的氢气的连续浓度在三(3)秒的时间段内小于约4%。安全准则还要求在使用氢气或基于氢气的燃料的燃料电池发动机的排放物中的氢气的瞬态浓度小于约8%，而与评估或调查的任何时间段无关。然而，车辆和/或动力系通常不具有允许控制、监测和/或管理燃料电池发动机产生的排放物中的氢气的***。本说明书提供了用于确定、监测、控制和/或管理由用于为车辆和/或动力系提供功率的燃料电池发动机产生的排放物中的氢气浓度的***和方法。

发明内容

在一个方面，本公开涉及一种用于监测和控制由车辆和/或动力系中的燃料电池发动机产生的排放物的控制***。该控制***包括：排出物混合器，在该排出物混合器中，来自燃料电池发动机的被清除的氢气在被释放到周围环境之前与空气混合；清除阀，该清除阀将被清除的氢气从燃料电池发动机传送到排出物混合器；氢气流量传感器，该氢气流量传感器检测到排出物混合器的氢气流量；氢气浓度传感器，该氢气浓度传感器检测排出物混合器中的氢气浓度；空气压缩机，该空气压缩机将空气传送到燃料电池发动机中；背压阀，该背压阀将空气从燃料电池传送到排出物混合器中；以及控制器，该控制器与清除阀、背压阀、氢气流量传感器、氢气浓度传感器和空气压缩机通信，以将提供给车辆和/或动力系的功率控制在符合监管的氢气浓度。

在本***的一个实施例中，控制器设定清除阀的清除延迟时间和/或宽度时间，并且氢气流量传感器可以位于清除阀的前面或后面。在其他实施例中，控制器基于清除阀的清除延迟时间和/或宽度时间确定来自燃料电池发动机的氢气的体积。

在本***的一个实施例中，控制器通过改变空气压缩机的速度来调节空气流量。在其他实施例中，控制器调节背压阀开度。

在本***的一个实施例中，氢气浓度传感器检测排出物混合器中的氢气浓度。在一个实施例中，当氢气浓度传感器检测到氢气浓度大于符合监管的氢气浓度时，则控制器增加空气压缩机速度并调节背压阀的开度以增加空气流量，或者调节清除阀的清除延迟时间和宽度时间以减少通过清除阀的被清除的氢气的体积。在另一个实施例中，当氢气浓度传感器检测到氢气浓度小于符合监管的氢气浓度时，则控制器降低空气压缩机速度并调节背压阀的开度以降低空气流量，或者调节清除阀的清除延迟时间和宽度时间以增加通过清除阀的被清除的氢气的体积。

在本***的一个实施例中，控制器与电流传感器通信以检测堆的操作电流。

在另一方面，本公开涉及一种监测和控制车辆和/或动力系中的燃料电池发动机的氢气排放物浓度的方法。该方法包括设定清除阀的清除延迟时间和/或宽度时间，计算通过清除阀的被清除的氢气的体积，确定从空气压缩机排出到燃料电池发动机中的空气量，在排出物混合器中混合被清除的空气和被清除的氢气以形成排出物，通过使用氢气浓度传感器监测在排出物混合器中形成的排出物中的被清除的氢气的浓度，以及从排出物混合器释放排出物。

附图说明

当参考附图阅读以下具体实施方式时，本发明的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解，在附图中，相同的附图标记在所有图中表示相同的部件，其中：

图1是车辆和/或动力系中用于监测和控制燃料电池发动机产生的排放物的***的一个实施例的示意图。

图2是示出计算装置的一个实施例的框图，该计算装置包括与用于监测和控制由燃料电池发动机产生的排放物的***的各种部件通信的控制器。

具体实施方式

本公开涉及用于确定、监测、控制和/或管理来自车辆和/或动力系的排放物的***(例如，控制***)和方法。本公开还提供了一种***和方法，用于基于车辆和/或动力系的不同操作条件将不同气体和/或颗粒的排放物浓度保持在不同目标值下。任何流体可以是车辆和/或动力系的排放物，包括但不限于一氧化二氮、碳氢化合物、一氧化碳、二氧化碳和/或氢气。

本***或方法的车辆和/或动力系可由发动机提供功率。任何发动机都可以包括在本发明中。在示例性实施例中，发动机可以是燃料电池发动机。在另一实施例中，发动机可以是混合动力发动机，其除了其他功率源(例如，电池、内燃发动机、风力涡轮机等)之外还具有至少一个燃料电池发动机。在另一个实施例中，发动机基本上由一个或多个燃料电池发动机构成。

本***和方法的燃料电池发动机包括一个或多个燃料电池或一个或多个燃料电池堆。燃料电池或燃料电池堆可以是任何类型的燃料电池。例如，燃料电池和/或燃料电池堆可以包括但不限于磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、质子交换膜燃料电池(也称为聚合物交换膜燃料电池(PEMFC))和固体氧化物燃料电池(SOFC)。在一个实施例中，燃料电池或燃料电池堆是PEMFC。

燃料电池发动机可以由燃料提供功率。本公开的燃料可以是本领域已知的为车辆和/或动力系提供功率的任何燃料。在一些实施例中，燃料是氢气(H₂)或基于氢气的燃料。在其他实施例中，燃料可以是碳氢化合物燃料、天然气、汽油等。

在说明性实施例中，图1示出了用于监测和控制车辆和/或动力系102的燃料电池发动机110的排出物中的氢气排放物浓度的***100。用于为燃料电池发动机110提供功率的氢气108作为被清除的氢气112从燃料电池发动机110中排出，通过清除阀180进入排出物混合器150，在该处被清除的氢气112与从燃料电池发动机110中排出的被清除的空气114混合。被清除的氢气112和被清除的空气114在排出物混合器150中混合以形成被释放到周围环境中的排出物116。清除阀180可位于燃料电池发动机110内部的燃料电池或燃料电池堆出口处，或者位于燃料电池发动机110外部或外部上。氢气流量传感器170可以位于清除阀180的前面或后面。

进入的空气106通过空气压缩机120被送入燃料电池发动机110。然后，空气106通过背压阀140从燃料电池发动机110排出。被清除的空气114在通过背压阀140之后进入排出物混合器150。排出物混合器150中的氢气浓度传感器160用于确定被释放到周围环境中的排出物116中的被清除的氢气112的浓度。

排出物116可以包括任何流体。流体可以包括气体、液体、蒸汽等。典型的排出物流体包括但不限于氢气、氮气、氧气和水蒸气。

在一个实施例中，用于监测和控制燃料电池发动机110的排出物中的氢气排放物浓度的***100包括控制器190。控制器190控制***100以及***部件中的一个或多个并与***100以及***部件中的一个或多个通信，所述***部件包括但不限于燃料电池发动机110。在一个实施例中，控制器190可以控制和/或管理燃料电池发动机110、背压阀140、排出物混合器150、氢气流量传感器170、空气压缩机120以及***和方法的其他部件。在另一实施例中，控制器190可控制和/或管理清除阀180。

例如，控制器190可控制和/或管理清除阀180的清除延迟时间和/或宽度时间，以确定进入排出物混合器150的被清除的氢气112的量。控制器190可以设定清除阀180的清除延迟时间和/或宽度时间。控制器190可以基于清除阀180的设定清除延迟时间和/或宽度时间计算通过清除阀180的被清除的氢气112的体积。

在一个实施例中，用于监测和控制燃料电池发动机110的排出物116中的氢气排放物浓度的***100中的控制器190可以使用氢气流量传感器170来监测通过清除阀180的氢气112的清除体积。控制器190可以从氢气浓度传感器160接收或获得关于排出物混合器150中的氢气112的浓度的信息。在一些实施例中，控制器可以确定或计算通过清除阀180的被清除的氢气112的体积、量或浓度。

在其他实施例中，由控制器190获得的数据或信息提供关于氢气排放物浓度目标的信息。在其他实施例中，由控制器190获得的信息基于地理和/或监管规则和准则提供指令，以调节氢气浓度水平。在一些实施例中，由控制器获得的信息可以是基于包括控制器190和/或由控制器190管理的车辆和/或动力系102的地理位置和/或性能状态的符合监管的氢气浓度水平。

例如，在一些实施例中，控制器190可以调节通过燃料电池发动机110的空气106的流量以便稀释氢气浓度。控制器190还可通过调节空气压缩机120的速度和/或管理背压阀140的开度来调节空气106的流量。因此，控制器190还可确定从燃料电池发动机110排出到排出物混合器150中的被清除的空气114的量，以便调节、管理和/或控制来自车辆和/或动力系102的氢气排放。

如果由氢气浓度传感器160测量的氢气浓度高于基于地理和/或监管规则的排放物浓度目标，则控制器190还可以调节进入空气106、被清除的空气114或被清除的氢气112的流量。例如，控制器190可以通过调节清除阀180来增加空气压缩机120的速度、调节背压阀140的开度和/或减少氢气的清除体积。相反，如果氢气浓度小于基于地理和/或监管规则的排放物浓度目标，则控制器190可以通过调节清除阀180来降低空气压缩机120的速度、调节背压阀140的开度和/或增加氢气的清除体积。

在一个实施例中，控制器190可以从电流传感器130获得关于车辆和/或动力系102的功率需求的信息。该信息可帮助控制器190管理背压阀140、清除阀180和/或空气压缩机120的运行。车辆和/或动力系102的功率需求可以确定燃料电池发动机110所需的燃料(例如，基于氢气的燃料) 108的量。在一些实施例中，控制器190可以从电流传感器130接收或获得关于车辆和/或动力系102在给定时间段内的功率需求的信息。

在一个实施例中，控制器190可以使用闭环反馈***来确定、控制、监测和/或管理车辆和/或动力系102的燃料电池发动机110的排出物中的氢气排放物浓度。在其他实施例中，控制器190可以使用来自外部源(未示出)的信息来确定燃料电池发动机110、清除阀180、背压阀140和/或空气压缩机120以及其他***部件的运行。

在一个实施例中，用于监测和控制燃料电池发动机110的排出物中的氢气排放物浓度的***100中的控制器190可与***100的部件通信。例如，控制器可以使用一种或多种通信技术(例如，有线、无线和/或电力线通信)和相关协议(例如，以太网、无线带宽®、蓝牙®、Wi-Fi®、WiMAX、3G、4G LTE、5G等)与燃料电池发动机110、氢气浓度传感器160、氢气流量传感器170、背压阀140、清除阀180、电流传感器130和/或空气压缩机120通信。在一个实施例中，用于监测和控制燃料电池发动机110的排出物中的氢气排放物浓度的***100中的控制器190可以实时地或自动地与氢气浓度传感器160、氢气流量传感器170、背压阀140、清除阀180、所述130和空气压缩机120通信，以影响车辆和/或动力系102中的燃料电池发动机110的运行。

在一个实施例中，用于监测和控制燃料电池发动机110的排出物中的氢气排放物浓度的***100中的控制器190存在于包括燃料电池发动机110的车辆和/或动力系102上。在其他实施例中，用于监测和控制燃料电池发动机110的排出物中的氢气排放物浓度的***100中的控制器190不存在于包括燃料电池发动机110的车辆和/或动力系102上。在一些实施例中，用于监测和控制燃料电池发动机110的排出物中的氢气排放物浓度的***100中的控制器190远程地、自动地、编程地、***地或本地地***作和/或启动。在一些另外的实施例中，用于监测和控制燃料电池发动机110的排出物中的氢气排放物浓度的***100中的控制器190在车辆和/或动力系102上***作和/或启动，诸如由用户或操作者操作和/或启动。

在一个实施例中，用于监测和控制燃料电池发动机110的排出物中的氢气排放物浓度的***100中的控制器190可以满足包括燃料电池发动机110的车辆和/或动力系102的功率需求，同时还与车辆和/或动力系102操作所在的地理区域的排放标准和/或规定一致。在一些实施例中，控制器190可以最初用一组初步指令编码(例如，在机器可读存储介质上编码)，该组初步指令可以要求初步处理操作以基于诸如地理位置、操作时间和/或车辆和/或动力系102的功率需要的标准准备用于执行的指令。

初步处理可以包括将指令与由控制器190获得的存在的其他数据组合，将指令转换成不同格式，执行压缩、解压缩、加密和/或解密，组合包括指令的不同部分的多个文件，将指令与诸如库、操作***等的装置上存在的其他代码集成，或类似操作。

在一个实施例中，用于监测和控制燃料电池发动机110的排出物中的氢气排放物浓度的***100可以在车辆和/或动力系102中实现，以在车辆和/或动力系102进入受限或受管制的地理区域之前实现监管就绪或监管符合性。在一些实施例中，当车辆和/或动力系102接近受限区域、在受限区域附近、进入受限区域、怠速、停靠、停放和/或离开受限区域时，用于监测和控制燃料电池发动机110的排出物中的氢气排放物浓度的***100可以在车辆和/或动力系102中实现。本方法或***的受限或受管制的区域可以是具有特定排放规定、限制和/或禁止的任何地理区或地理区域。

在一个实施例中，在一些情况下，用于监测和控制车辆和/或动力系102中的燃料电池发动机110的排放物中的氢气排放物浓度的***100中的控制器190可以被实现为与存在于包括燃料电池发动机110的车辆和/或动力系102上或外部的硬件、固件、软件或其任何组合通信。可以使用任何一种或多种通信技术(例如，有线或无线通信)和相关协议(例如，以太网、无线带宽®、Wi-Fi®, 蓝牙®、WiMAX、3G、4G LTE、5G等)将信息传送到控制器190以实现这种通信。

在说明性实施例中，如图2中所示，控制器190可以在计算装置210中。计算装置210可以被实施为能够执行本文所描述的功能的任何类型的计算或计算机装置，包括但不限于服务器(例如，独立的、机架安装的、刀片式等)、网络设备(例如，物理的或虚拟的)、高性能计算装置、网页设备、分布式计算***、计算机、基于处理器的***、多处理器***、智能电话、平板计算机、膝上型计算机、笔记本计算机和移动计算装置。

计算装置210可以包括输入/输出(I/O)子***202、存储器204、处理器206、数据存储装置208、通信子***212、控制器190和显示器214。在其他实施例中，计算装置210可以包括附加的和/或替代的部件，诸如通常在计算机中找到的那些部件(例如，各种输入/输出装置)。在其他实施例中，说明性部件中的一个或多个可以被并入另一部件中，或者以其他方式形成另一部件的一部分。例如，存储器204或其部分可以被并入处理器206中。

处理器206可以被实施为能够执行本文所描述的功能的任何类型的处理器。例如，处理器206可以被实施为单核或多核处理器、数字信号处理器、微控制器或其他处理器或处理/控制电路。存储器204可以被实施为能够执行本文所描述的功能的任何类型的易失性或非易失性存储器或数据存储装置。

在操作中，存储器204可以存储在计算装置210的操作期间使用的各种数据和软件，诸如操作***、应用、程序、库和驱动器。存储器204经由I/O子***202通信地耦合到处理器206，所述I/O子***可以实施为用于促进与处理器206、存储器204以及计算装置210的其他部件的输入/输出操作的电路和/或部件。

例如，I/O子***202可以被实施为或以其他方式包括用于促进输入/输出操作的存储器控制器中枢、输入/输出控制中枢、传感器中枢、主机控制器、固件装置、通信链路(即，点对点链路、总线链路、导线、电缆、光导、印刷电路板迹线等)和/或其他部件和子***。

在一个实施例中，存储器204可以直接耦合到处理器206，例如经由集成存储器控制器中枢。另外，在一些实施例中，I/O子***202可以形成片上***(SoC)的一部分，并且连同处理器206、存储器204和/或计算装置210的其他部件一起被并入在单个集成电路芯片上。

数据存储装置208可以被实施为被配置用于短期或长期存储数据的任何类型的一个或多个装置，诸如例如存储器装置和电路、存储器卡、硬盘驱动器、固态驱动器或其他数据存储装置。计算装置210还包括通信子***212，其可以被实施为能够实现计算装置210和其他远程装置之间的通信的任何通信电路、装置或其集合。通信子***212可以被配置为使用任何一种或多种通信技术(例如，有线或无线通信)和相关联的协议(例如，以太网、无线带宽®、蓝牙®、Wi-Fi®、WiMAX、3G、4G LTE、5G等)来实现这样的通信。

计算装置210的显示器214可以被实施为能够显示数字信息的任何类型的显示器，诸如液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)、等离子体显示器、阴极射线管(CRT)或其他类型的显示装置。在一些实施例中，显示器214可以耦合到或以其他方式包括触摸屏或其他输入装置。

计算装置210还可以包括任何数量的附加输入/输出装置、接口装置、硬件加速器和/或其他***装置。用于监测和控制车辆和/或动力系102中的燃料电池发动机110的氢气排放物浓度的***100的计算装置210可以被配置成用于管理数据和协调整个车辆和/或动力系102的通信的单独的子***。在一些实施例中，控制器190还可以控制车辆和/或动力系102的附加方面的操作功能和/或性能，包括但不限于阀、致动器、传感器、存储箱(例如，水存储箱、燃料存储箱)、电池、空气供应、电动机、发电机和传动系。

在一个实施例中，如图1中所示，用于监测和控制车辆和/或动力系102中的燃料电池发动机110的氢气排放物浓度的方法可以包括设定清除阀180的清除延迟时间和/或宽度时间，基于清除阀180的设定清除延迟时间和/或宽度时间计算通过清除阀180的被清除的氢气112的体积，或者使用氢气流量传感器170检测被清除的氢气112的体积，确定从燃料电池发动机110排出到排出物混合器150中的被清除的空气114的量，以及使用氢气浓度传感器160监测排出物混合器150和释放到周围环境中的排出混合物116中的被清除的氢气112的浓度。

在一个实施例中，用于监测和控制车辆和/或动力系102中的燃料电池发动机110的氢气排放物浓度的方法可以包括减少、增加、打开、关闭或调节阀、传感器、开口、致动器等，以控制离开燃料电池发动机110的被清除的氢气112和被清除的空气114的量。在一些实施例中，用于监测和控制车辆和/或动力系102中的燃料电池发动机110的氢气排放物浓度的方法可以包括减少、增加、打开、关闭或调节阀、传感器、开口、致动器等，以控制进入燃料电池发动机110的氢气108和空气106的量。

在一个实施例中，用于监测和控制车辆和/或动力系102中的燃料电池发动机110的氢气排放物浓度的方法可以是反馈回路。在一些实施例中，用于监测和控制车辆和/或动力系102中的燃料电池发动机110的氢气排放物浓度的方法还可以使用和/或管理氢气排放物浓度。这些氢气排放物浓度可以基于氢气排放物浓度目标、度量或准则，所述氢气排放物浓度目标、度量或准则取决于地理和/或监管规则和限制，并且相应地调节空气106的流量或速度和/或氢气108的流量。

充分详细地描述了上述实施例，以使本领域技术人员能够实践所要求保护的内容，并且要理解的是，可以利用其他实施例，并且可以在不脱离权利要求的精神和范围的情况下做出逻辑、机械和电气改变。因此，具体实施方式不应被理解为限制性的。

如本文所使用的，以单数叙述且前面有词语“一”或“一个”的元件或步骤应理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确地陈述了这种排除。

此外，对当前描述的主题的“一个实施例”的引用不旨在被解释为排除也结合了所叙述的特征的附加实施例的存在。单位、测量值和/或值的指定数值范围包括所有数值、单位、测量值和/或范围，基本上由所有数值、单位、测量值和/或范围构成，或由所有数值、单位、测量值和/或范围构成，所述数值、单位、测量值和/或范围包括那些范围和/或端点或在那些范围和/或端点内，无论那些数值、单位、测量值和/或范围是否在本公开中明确指定。

除非另外定义，否则本文所使用的技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。如本文所使用的，术语“第一”、“第二”、“第三”等不表示任何顺序或重要性，而是用于将一个元件与另一个元件区分开。术语“或”和“和/或”意指包括性的，并且意指所列出的项中的任一个或全部。此外，术语“连接”和“耦合”不限于物理或机械连接或耦合，并且可以包括电气连接或耦合，无论是直接还是间接的。

此外，除非明确地相反地陈述，否则“包括（comprising）”、“包括（including）”或“具有”带特定性质的一个元件或多个元件的实施例可包括不具有该性质的附加的这种元件。术语“包括（comprising）”或“包括（comprises）”是指包括性的组合物、化合物、制剂或方法，并且不排除另外的元素、组分和/或方法步骤。术语“包括（comprising）”还指本公开的组合物、化合物、制剂或方法实施例，其是包括性的并且不排除另外的元素、组分或方法步骤。短语“由…构成（consisting of）”或“由…构成（consists of）”是指排除任何附加的元素、组分或方法步骤的存在的化合物、组合物、制剂或方法。

术语“由…构成（consisting of）”还指本公开的化合物、组合物、制剂或方法，其排除任何附加的元素、组分或方法步骤的存在。短语“基本上由…构成（consistingessentially of）”或“基本上由…构成（consists essentially of）”是指组合物、化合物、制剂或方法，其包括不会实质上影响组合物、化合物、制剂或方法的特性的附加的元素、组分或方法步骤。短语“基本上由…构成（consisting essentially of）”还指本公开的组合物、化合物、制剂或方法，其包括不会实质上影响组合物、化合物、制剂或方法步骤的特性的附加的元素、组分或方法步骤。

如本文在整个说明书和权利要求书中所使用的近似语言可应用于修饰任何定量表示，所述定量表示可容许在不导致其相关的基本功能改变的情况下进行改变。因此，由诸如“约”和“基本上”的一个或多个术语修饰的值不限于所指定的精确值。在一些情况下，近似语言可对应于用于测量该值的仪器的精度。在此以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制可以组合和/或互换。这样的范围被识别并包括其中包含的所有子范围，除非上下文或语言另有指示。

如本文所使用的，术语“可以”和“可以是”指示在一组情况内发生的可能性；拥有指定的性质、特性或功能；和/或通过表达与所限定的动词相关联的能力、性能或可能性中的一个或多个来限定另一动词。因此，“可以”和“可以是”的使用指示所修饰的术语显然是适当的、能够的或适合于所指示的能力、功能或使用，同时考虑到在一些情况下，所修饰的术语有时可能是不适当的、不能够的或不合适的。

要理解的是，上述描述旨在是说明性的，而不是限制性的。例如，上面所描述的实施例(和/或其方面)可以单独地、一起地或彼此组合地使用。此外，在不脱离本文所阐述的主题的教导的范围的情况下，可以进行许多修改以使特定的情况或材料适应本文所阐述的主题的教导。虽然本文所描述的材料的尺寸和类型旨在限定所公开的主题的参数，但它们绝不是限制性的，而是示例性实施例。在阅读以上描述之后，许多其他实施例对于本领域的技术人员将是显而易见的。因此，本文所描述主题的范围应当参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。

本书面说明书使用示例来公开本文所阐述的主题的若干实施例，包括最佳模式，并且还使本领域普通技术人员能够实践所公开的主题的实施例，包括制作和使用装置或***以及执行方法。本文所描述的主题的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域普通技术人员想到的其他示例。如果这种其他示例具有与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差异的等同结构元件，则这种其他示例旨在处于权利要求的范围内。

虽然本文仅已经示出和描述了本发明的某些特征，但是本领域技术人员将想到许多修改和变化。因此，要理解的是，所附权利要求旨在涵盖落入本发明的真实精神内的所有这种修改和改变。

Claims (10)

1.一种用于监测和控制由车辆和/或动力系中的燃料电池发动机产生的排放物的控制***，包括：

排出物混合器，在所述排出物混合器中，来自所述燃料电池发动机的被清除的氢气在被释放之前与空气混合，

清除阀，其将被清除的氢气从所述燃料电池发动机传送到所述排出物混合器，

用于确定进入所述排出物混合器的被清除的氢气的流量的氢气流量传感器，

用于监测所述排出物混合器中的被清除的氢气的浓度的氢气浓度传感器，

空气压缩机，其将空气传送到所述燃料电池发动机中，

背压阀，其将空气从所述燃料电池传送到所述排出物混合器中，以及

控制器，其与所述清除阀、所述背压阀、所述氢气流量传感器、所述氢气浓度传感器和所述空气压缩机通信，以便以符合监管的氢气浓度向所述车辆和/或动力系提供功率。

2.根据权利要求1所述的***，其中，所述控制器设定所述清除阀的清除延迟时间和/或宽度时间，并且其中所述氢气流量传感器能够位于所述清除阀的前面或后面。

3.根据权利要求2所述的***，其中，所述控制器基于所述清除阀的清除延迟时间和/或宽度时间确定来自所述燃料电池发动机的氢气体积。

4.根据权利要求1所述的***，其中，所述控制器通过改变所述空气压缩机的速度来调节空气流量。

5.根据权利要求1所述的***，其中，所述控制器调节所述背压阀开口的开度。

6.根据权利要求1所述的***，其中，所述氢气浓度传感器检测所述排出物混合器中的氢气浓度。

7.根据权利要求6所述的***，其中，当所述氢气浓度传感器检测到所述氢气浓度大于所述符合监管的氢气浓度时，则所述控制器增加所述空气压缩机速度，调节所述背压阀的开度，调节清除延迟时间，或调节所述清除阀的宽度时间，以减少通过所述清除阀的被清除的氢气的体积。

8.根据权利要求6所述的***，其中，当所述氢气浓度传感器检测到所述氢气浓度小于所述符合监管的氢气浓度时，则所述控制器降低所述空气压缩机速度，调节所述背压阀的开度，调节清除延迟时间，或调节所述清除阀的宽度时间，以增加通过所述清除阀的被清除的氢气的体积。

9.根据权利要求1所述的***，其中，所述控制器与电流传感器通信。

10.一种监测和控制车辆和/或动力系中的燃料电池发动机的氢气排放物浓度的方法，包括：

设定清除阀的清除延迟时间和/或宽度时间，

计算通过所述清除阀的被清除的氢气的体积或流量，

确定从空气压缩机传送到所述燃料电池发动机中的空气量，

在排出物混合器中混合被清除的空气和被清除的氢气以形成排出物，

使用氢气浓度传感器监测在所述排出物混合器中形成的排出物中的被清除的氢气的浓度，以及

从所述排出物混合器释放所述排出物。

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