本發明涉及燃料電池,尤其涉及一種燃料電池發動機的在線維護方法及系統。
背景技術:
1、氫能作為一種取之不盡、用之不竭的清潔能源載體,產業發展呈加速發展趨勢。氫燃料電池在氫能產業鏈中占據至關重要的能量轉換地位。無污染、零排放的特點促使汽車產業成為燃料電池最重要的應用場景和最具市場化潛力的應用方向。隨著燃料電池發動機在汽車產業市場的推廣,降低其維護成本就顯得尤為重要。
2、現有燃料電池發動機維護方案可參見中國專利cn111114391b、cn113705839b等,其需要布設大量的傳感器,維護保養成本過高。目前維護保養規則的主要依據是行駛里程和運營時間,例如2萬公里或1年等。對于運行環境良好的燃料電池的用戶,造成了不必要的支出浪費。并且,維護過程較為繁瑣,成本高,導致用戶維保意識薄弱。若缺乏維保,氫燃料電池發動機長期運行后,其可靠性和耐久性明顯變差,導致用戶的體驗感不佳。
技術實現思路
1、鑒于上述的分析,本發明實施例旨在提供一種燃料電池發動機的在線維護方法及系統,用以解決現有技術維護成本過高、用戶體驗不佳的問題。
2、一方面,本發明實施例提供了一種燃料電池發動機的在線維護方法,包括如下步驟:
3、s1.在燃料電池發動機制備階段,對于每一可在線更換的發動機維保件,分別在發動機內部布設用于單獨監測該發動機維保件實時狀態的傳感裝置,并配備該發動機維保件的備用件;
4、s2.在燃料電池發動機啟動或運行時,通過所述傳感裝置監測燃料電池發動機中相應發動機維保件的實時狀態;
5、s3.根據每一發動機維保件的實時狀態,確定該發動機維保件對于燃料電池發動機的影響程度,進而確定總發動機報警等級;
6、s4.控制燃料電池發動機調整至與所述總發動機報警等級匹配的發動機狀態后,將影響程度超過設定值的發動機維保件均替換相應的備用件,以使燃料電池發動機支持整車運行至目標服務站。
7、上述技術方案的有益效果如下:提供了一種低維護成本的燃料電池發動機的在線維護方法。通過傳感裝置采集數據確定可在線更換的發動機維保件是否需要維保,并能夠有效地適應不同運行環境的燃料電池發動機產品,能夠有效降低維護成本。通過不同報警等級的出發,能夠促進燃料電池使用者主動維保的意識,保障燃料電池發動機運行的耐久性。用戶體驗佳,降低了開發風險和成本。
8、基于上述方法的進一步改進,步驟s1進一步包括如下子步驟:
9、s11.在燃料電池發動機設計階段,確定可在線更換的發動機易損部件,作為發動機維保件;
10、s12.對于每一發動機維保件,確定能夠唯一表征該發動機維保件實時狀態的發動機參數;
11、s13.在燃料電池發動機制備階段,對于每一發動機維保件,分別在發動機內部布設用于單獨監測該發動機維保件實時狀態的傳感裝置,以監測相應的發動機參數。
12、進一步,所述發動機維保件包括空氣系統中的空濾、熱管理系統中去離子罐、熱管理系統中水濾中的至少兩種;并且,
13、所述空濾包括物理過濾濾芯和化學過濾濾芯。
14、進一步,所述發動機維保件同時包括空氣系統中的空濾、熱管理系統中去離子罐、熱管理系統中水濾;并且,
15、步驟s13中,在空濾、空壓機之間布設有毒氣體探測器用于監測空氣系統中化學過濾濾芯的實時狀態,以及,在空濾、空壓機之間或在空濾的物理過濾濾芯上布設負壓傳感器用于監測空氣系統中物理過濾濾芯的實時狀態,以及,在熱管理系統的去離子罐中接入電導率儀的探極用于監測熱管理系統中去離子罐的實時狀態,以及,在熱管理系統的水泵的供電端布設電壓傳感器用于監測熱管理系統中水濾的實時狀態。
16、進一步,步驟s2進一步包括如下子步驟:
17、s21.通過有毒氣體探測器的數據,獲得燃料電池的空氣端進氣成分及各進氣成分的比例,用于表征空氣系統中化學過濾濾芯的實時狀態;
18、s22.通過負壓傳感器的數據,獲得空濾濾芯上粉塵堆積量,用于表征空氣系統中物理過濾濾芯的實時狀態;
19、s23.通過電導率儀的數據,獲得熱管理系統的去離子罐的吸附離子量,用于表征熱管理系統中去離子罐的實時狀態;
20、s24.通過電壓傳感器的數據,獲得熱管理系統中水泵的供電電壓信號,用于表征熱管理系統中水濾的實時狀態。
21、進一步,步驟s3進一步包括如下子步驟:
22、s31.根據每一發動機維保件的實時狀態,確定該發動機維保件對于燃料電池發動機的影響程度;其中,每一發動機維保件對于燃料電池發動機的影響程度均分為四個級別,即零級、一級、二級、三級;其中,零級表征當前時刻該發動機維保件對于燃料電池發動機運行不構成影響,一級表征當前時刻該發動機維保件輕度影響燃料電池發動機運行,二級表征當前時刻該發動機維保件中度影響燃料電池發動機運行,三級表征當前時刻該發動機維保件重度影響燃料電池發動機運行;
23、s32.將影響程度最高級別,作為總發動機報警等級,并發出相應的發動機報警。
24、進一步,步驟s4進一步包括如下子步驟:
25、s41.識別總發動機報警等級是否為三級;若是,發出三級報警信號,并控制發動機燃料電池發動機調整至最小功率輸出模式,將影響程度超過零級的發動機維保件均替換相應的備用件,返回并重新執行步驟s2;否則,執行下一步;
26、s42.識別總發動機報警等級是否為二級;若是,發出二級報警信號,并控制發動機燃料電池發動機調整至限制功率輸出模式,將影響程度超過零級的發動機維保件均替換相應的備用件,返回并重新執行步驟s2;否則,執行下一步;
27、s43.識別總發動機報警等級是否為一級;若是,發出一級報警信號,并控制發動機燃料電池發動機工作模式不變,將影響程度超過零級的發動機維保件均替換相應的備用件,返回并重新執行步驟s2;否則,執行下一步;
28、s44.清除所有報警信號,控制整車正常運行,以保證燃料電池搭載的整車能夠運行到服務站。
29、進一步,步驟s31進一步包括子步驟:
30、s311.對于每一發動機維保件,獲取其相應的傳感裝置數據;
31、s312.識別所述傳感裝置數據是否高于高級報警限值;若是,確定該發動機維保件對于燃料電池發動機的影響程度為三級,否則,執行下一步;
32、s313.識別所述傳感裝置數據是否高于中級報警限值且小于等于高級報警限值;若是,確定該發動機維保件對于燃料電池發動機的影響程度為二級,否則,執行下一步;
33、s312.識別所述傳感裝置數據是否高于保養初級目標值且小于等于中級報警限值;若是,確定該發動機維保件對于燃料電池發動機的影響程度為一級,否則,確定該發動機維保件對于燃料電池發動機的影響程度為零級。
34、進一步,一級報警信號、二級報警信號、三級報警信號分別通過不同的顏色和閃動頻率的信號燈輸出。
35、另一方面,本發明實施例提供了一種上述方法對應的燃料電池發動機的在線維護系統,包括可在線更換的發動機維保件、備用件、傳感裝置、在線維護控制器;其中,
36、對于每一發動機維保件,分別在發動機內部布設用于單獨監測該發動機維保件實時狀態的傳感裝置,并配備該發動機維保件的備用件;
37、在線維護控制器,用于在燃料電池發動機啟動或運行時,通過所述傳感裝置監測燃料電池發動機中相應發動機維保件的實時狀態;以及,根據每一發動機維保件的實時狀態,確定該發動機維保件對于燃料電池發動機的影響程度,進而確定總發動機報警等級;以及,控制燃料電池發動機調整至與所述總發動機報警等級匹配的發動機狀態后,將影響程度超過設定值的發動機維保件均替換相應的備用件,以使燃料電池發動機支持整車運行至目標服務站。
38、提供
技術實現要素:
部分是為了以簡化的形式來介紹對概念的選擇,它們在下文的具體實施方式中將被進一步描述。發明內容部分無意標識本發明的重要特征或必要特征,也無意限制本發明的范圍。