燃料電池車輛用離子過濾器壽命感知裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種燃料電池車輛用離子過濾器壽命感知裝置，其用于檢測燃料電池的離子過濾器濾筒的更換壽命。該裝置包括：主體部，其安裝在離子過濾器內(nèi)并且內(nèi)部填充有離子樹脂；檢查器，其設(shè)置在主體部內(nèi)并且位置基于離子樹脂的體積而變化；以及彈性部件，其設(shè)置在主體部中的第一側(cè)端與檢查器之間，以通過彈性在主體部內(nèi)推壓檢查器。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及燃料電池車輛用離子過濾器壽命感知裝置，且更具體地，涉及一種檢測燃料電池離子過濾器濾筒的更換壽命的燃料電池車輛用離子過濾器壽命感知裝置。
技術(shù)介紹
近來，可減少能量消耗和環(huán)境污染的環(huán)保型電動(dòng)車輛已得到多方面發(fā)展，例如包括燃料電池車輛和混合動(dòng)力車輛的環(huán)保型電動(dòng)車輛。燃料電池車輛為使用由氫和氧的電化學(xué)反應(yīng)生成的電力作為能量源的車輛。混合動(dòng)力車輛為在高速行駛或上坡行駛時(shí)使用內(nèi)燃機(jī)而在低速行駛或停車時(shí)使用電力作為能量源的車輛。通常，現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)車輛由驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)力通過化石燃料與空氣中的氧在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的爆炸反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能而生成，而燃料電池車輛由電能驅(qū)動(dòng)，該電能通過經(jīng)高壓氫罐或重整器供應(yīng)的氫與經(jīng)空氣渦輪壓縮機(jī)供應(yīng)的空氣中的氧在燃料電池堆內(nèi)的電化學(xué)反應(yīng)生成。換言之，燃料電池系統(tǒng)是將燃料的能量直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置，并且是包括一對(duì)由電解質(zhì)置于其間的陽極和陰極構(gòu)成的電極，并通過電離的燃料氣的電化學(xué)反應(yīng)獲得電和熱的系統(tǒng)。聚合物電解質(zhì)膜燃料電池可具有高電流密度、低運(yùn)行溫度、低腐蝕和減少的電解質(zhì)損失，因此已開始發(fā)展成為用于軍事用途或宇宙飛船的動(dòng)力源。然而，近來，聚合物電解質(zhì)膜燃料電池可具有高輸出密度并可由于簡化裝置而模塊化，因此，已積極地進(jìn)行對(duì)于應(yīng)用聚合物電解質(zhì)膜燃料電池作為車輛動(dòng)力源的研究。燃料電池系統(tǒng)包括：配置成從反應(yīng)氣體的電化學(xué)反應(yīng)生成電能的燃料電池堆；配置成將作為燃料的氫供應(yīng)至燃料電池堆的氫供應(yīng)裝置；將包括作為電化學(xué)反應(yīng)所需的氧化劑的氧的空氣供應(yīng)至燃料電池堆的空氣供應(yīng)裝置；以及配置成將作為燃料電池堆的電化學(xué)反應(yīng)的副產(chǎn)物的熱散發(fā)至外部，以最優(yōu)地調(diào)節(jié)燃料電池堆的運(yùn)行溫度并執(zhí)行水管理功能的熱和水管理系統(tǒng)。在該配置中，熱和水管理系統(tǒng)包括離子過濾器，其中離子過濾器從循環(huán)經(jīng)過燃料電池堆然后排出的冷卻水中去除金屬離子，以便延長燃料電池的壽命并使燃料電池系統(tǒng)穩(wěn)定。換言之，燃料電池車輛的離子過濾器設(shè)置在堆冷卻水回路上執(zhí)行離子過濾，以防止由對(duì)應(yīng)于100kW的高輸出堆引起的電擊，從而確保系統(tǒng)的電穩(wěn)定性。例如，離子樹脂安裝在濾筒內(nèi)部，以去除并管理與存在于堆冷卻水中的陽離子/陰離子的量的增加成比例增加的電導(dǎo)率，使得電導(dǎo)率等于或小于預(yù)定水平，從而提高車輛的絕緣穩(wěn)定性。因此，離子過濾器的內(nèi)部包括基本上過濾掉包含在冷卻水中的離子的離子樹脂，并且在燃料電池堆中循環(huán)并排出的冷卻水進(jìn)入離子過濾器，以通過離子過濾器中的離子樹脂去除金屬離子，然后再次在燃料電池堆中循環(huán)，從而適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)堆冷卻水內(nèi)的離子性即電導(dǎo)率。同時(shí)，堆冷卻水的電導(dǎo)率由電導(dǎo)率傳感器來測量。具體地，當(dāng)由電導(dǎo)率傳感器測量的電導(dǎo)率等于或大于基準(zhǔn)值時(shí)，更換離子過濾器濾筒以將堆冷卻水中的電導(dǎo)率管理為等于或小于預(yù)定水平。例如，電導(dǎo)率由電導(dǎo)率傳感器測量，并且冷卻水電導(dǎo)率信號(hào)通過控制器局域網(wǎng)(CAN)通信周期性地傳送至燃料電池控制單元(FCU)，以確定是否更換離子過濾器濾筒。然而，在前述電導(dǎo)率傳感器感測方法的情況下，電導(dǎo)率傳感器的體積增大并且成本(每個(gè)100,000)增加，因此電導(dǎo)率傳感器感測方法在布局方面和經(jīng)濟(jì)性方面是不利的。此外，當(dāng)電導(dǎo)率傳感器和CAN通信不良時(shí)，消費(fèi)者可能難以確定離子過濾器濾筒的更換時(shí)間。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種燃料電池車輛用離子過濾器壽命感知裝置，其通過利用離子樹脂的體積減少原理感知燃料電池離子過濾器濾筒的更換壽命來改善車輛的維護(hù)。根據(jù)本專利技術(shù)的示例性實(shí)施例，燃料電池車輛用離子過濾器壽命感知裝置可包括：安裝在離子過濾器內(nèi)并且內(nèi)部填充有離子樹脂的主體部；設(shè)置在主體部內(nèi)并且位置基于離子樹脂的體積而變化的檢查器；以及設(shè)置在主體部中的一側(cè)(例如，第一側(cè))端與檢查器之間，從一側(cè)向另一側(cè)推壓檢查器的彈性部件。主體部的一部分或全部可形成為透明。檢查器可由熒光材料制成，并可形成為維持檢查器的周圍與主體部的內(nèi)部之間的氣密性(例如，密封)。主體部中的以檢查器為基準(zhǔn)的另一側(cè)(例如，第二側(cè))可填充有離子樹脂，并且主體部中的另一側(cè)可包括篩網(wǎng)部件，用于防止所填充的離子樹脂泄漏。檢查器可配置成識(shí)別離子過濾器的濾筒的更換時(shí)間，并且主體部可顯示有用于濾筒的更換的檢查器的移動(dòng)位置。根據(jù)本專利技術(shù)的另一示例性實(shí)施例，安裝在燃料電池堆中的燃料電池車輛用離子過濾器壽命感知裝置可包括：配置成安裝在離子過濾器內(nèi)位于燃料電池堆的冷卻水通道上，并且內(nèi)部填充有離子樹脂的主體部；可移動(dòng)地設(shè)置在主體部內(nèi)并且位置基于離子樹脂的體積而變化的檢查器；以及設(shè)置在主體部中的一側(cè)端與檢查器之間，通過彈性從一側(cè)向另一側(cè)推壓檢查器的彈性部件。主體部可安裝在離子過濾器內(nèi)由透明材料制成的上蓋覆蓋，并且因此可從外部識(shí)別。附圖說明從以下結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)說明中，本專利技術(shù)的以上和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更加顯而易見。圖1是示意性地示出根據(jù)本專利技術(shù)的示例性實(shí)施例的燃料電池車輛用離子過濾器壽命感知裝置安裝在離子過濾器內(nèi)的示例性使用狀態(tài)圖；圖2是示出根據(jù)本專利技術(shù)的示例性實(shí)施例的燃料電池車輛用離子過濾器壽命感知裝置的示例性視圖；圖3是示出根據(jù)本專利技術(shù)的示例性實(shí)施例的燃料電池車輛用離子過濾器壽命感知裝置中去除主體部的主要部分的示例性視圖；并且圖4是示出根據(jù)本專利技術(shù)的示例性實(shí)施例的燃料電池車輛用離子過濾器壽命感知裝置中的離子樹脂的強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂的示例性視圖。附圖中各元件的附圖標(biāo)記1：離子過濾器3：上蓋10：主體部11：透明部20：檢查器30：彈性部件具體實(shí)施方式應(yīng)該理解的是，本文所使用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或者其他類似術(shù)語包括通常的機(jī)動(dòng)車輛，諸如包括運(yùn)動(dòng)型多功能車(SUV)、客車、貨車、各種商用車輛在內(nèi)的載客車輛，包括各種艇和船在內(nèi)的水運(yùn)工具，以及航空器等等，并且包括混合動(dòng)力車輛、電動(dòng)車輛、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛、氫動(dòng)力車輛和其他替代燃料車輛(例如，從石油之外的資源取得的燃料)。如本文所提到的，混合動(dòng)力車輛為具有兩種或更多種動(dòng)力源的車輛，例如具有汽油動(dòng)力和電動(dòng)力兩者的車輛。雖然示例性實(shí)施例被描述為使用多個(gè)單元來執(zhí)行示例性處理，但應(yīng)該理解的是，示例性處理也可由一個(gè)或多個(gè)模塊執(zhí)行。另外，應(yīng)該理解的是，術(shù)語控制器/控制單元指的是包括存儲(chǔ)器和處理器的硬件裝置。存儲(chǔ)器被配置成存儲(chǔ)模塊，并且處理器被專門配置成執(zhí)行所述模塊，以本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種燃料電池車輛的離子過濾器壽命感知裝置，包括：主體部，其安裝在離子過濾器內(nèi)并且內(nèi)部填充有離子樹脂；檢查器，其設(shè)置在所述主體部內(nèi)并且位置基于所述離子樹脂的體積而變化；以及彈性部件，其配置在所述主體部中的第一側(cè)端與所述檢查器之間，以在所述主體部內(nèi)推壓所述檢查器。

【技術(shù)特征摘要】
2014.12.12 KR 10-2014-01796041.一種燃料電池車輛的離子過濾器壽命感知裝置，包括：
主體部，其安裝在離子過濾器內(nèi)并且內(nèi)部填充有離子樹脂；
檢查器，其設(shè)置在所述主體部內(nèi)并且位置基于所述離子樹脂的體
積而變化；以及
彈性部件，其配置在所述主體部中的第一側(cè)端與所述檢查器之間，
以在所述主體部內(nèi)推壓所述檢查器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子過濾器壽命感知裝置，其中所述主
體部的一部分或全部形成為透明。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子過濾器壽命感知裝置，其中所述檢
查器由熒光材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子過濾器壽命感知裝置，其中所述檢
查器形成為維持所述檢查器的周圍與所述主體部的內(nèi)部之間的氣密
性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子過濾器壽命感知裝置，其中所述主
體部中的以所述檢查器為...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：樸勛雨，羅盛煜，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國別省市：韓國;KR