CN108232242A - 一种燃料电池汽车专用的氢管理系统及其控制方法 - Google Patents

一种燃料电池汽车专用的氢管理系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的是一种燃料电池汽车专用的氢管理系统，包括若干个氢瓶、装设在氢瓶上的瓶阀、主氢阀、整车控制器、氢管理系统控制器，瓶阀上设有温度传感器和压力传感器，瓶阀与主氢阀以及燃料电池系统之间通过管路相连接，该瓶阀与主氢阀之间的管路上设有管路压力传感器，该瓶阀与该管路压力传感器之间的管路上设有减压阀，还包括氢泄露传感器，该氢泄露传感器用于检测容易发生氢泄露的位置是否出现氢泄露。本发明还同时披露了一种燃料电池汽车专用的氢管理系统的控制方法。本发明通过监测氢气温度、压力以及浓度，根据整车需求控制用氢，同时判断供氢系统状态，划分故障类别，如过温、过压、氢泄露等故障，针对不同故障等级，控制供氢阀门的通断，保证用氢安全及乘客安全。

Description

一种燃料电池汽车专用的氢管理系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及的是新能源汽车生产领域，更具体地说是一种燃料电池汽车专用的氢管理系统及其控制方法。
背景技术
在能源危机共识下，燃料电池汽车是全球范围内公认的可有效缓解危机替代传统燃油车的最佳解决方案，其中，氢燃料电池是实现车辆使用阶段“零排放”、全生命周期“低排放”的重要技术路径，也是未来汽车产业发展的趋势。因此，如何安全用氢是业内关注的焦点之一，安全的氢管理尤为重要，本发明提出了一种氢管理系统控制方案，根据氢气的温度，压力以及浓度等，判断用氢是否安全，控制氢气的使用，确保车辆用氢安全，也确保乘客安全。
发明内容
本发明公开的是一种燃料电池汽车专用的氢管理系统及其控制方法，其主要目的在于克服现有技术存在的上述不足和缺点。
本发明采用的技术方案如下：
一种燃料电池汽车专用的氢管理系统，包括若干个氢瓶、装设在氢瓶上的瓶阀、主氢阀、整车控制器、氢管理系统控制器，所述瓶阀上设有温度传感器和压力传感器，所述瓶阀与主氢阀以及燃料电池系统之间通过管路相连接，该瓶阀与主氢阀之间的管路上设有管路压力传感器，该瓶阀与该管路压力传感器之间的管路上设有减压阀，还包括氢泄露传感器，该氢泄露传感器用于检测容易发生氢泄露的位置是否出现氢泄露；所述整车控制器与所述氢管理系统控制器相控制连接，所述瓶阀、主氢阀、温度传感器、压力传感器以及氢泄露传感器分别与所述氢管理系统控制器控制连接。
一种燃料电池汽车专用的氢管理系统的控制方法，所述控制方法包括以下具体步骤：
步骤一：氢管理系统通电并得到唤醒信号，触发唤醒并通过芯片进行自锁；
步骤二：若整车处于静止未上电状态，且检测到置换信号及整车要求瓶阀开启信号时，进入置换模式，并实时监控氢管理系统状态；
步骤三：若整车处于静止未上电状态，且检测到加氢信号，则进入加氢模式，并实时监控氢管理系统状态；
步骤四：若氢管理系统无故障或为轻微故障，则判断钥匙牌ON档或Start档，当钥匙是ON档时，则进入开机补气模式；若氢管理系统的故障等级大于轻微故障，则进入故障处理模式；
步骤五：开机补气完成后，若整车要求使用氢时，氢管理系统控制瓶阀开启，若整车要求开启主氢阀时，氢管理系统控制主氢阀开启；
步骤六：在用氢过程中，氢管理系统进行实时监控，同时出现故障时，故障处理同步骤四；
步骤七：若整车要求下电，则停止用氢，氢管理系统控制关闭供氢阀门，并进入瓶阀故障检测模式，即检测瓶阀是否正常关闭和开启；当瓶阀故障时，进入故障自检模式并记录故障，下次上电将故障报出，避免故障下用氢带来的安全隐患；
步骤八：瓶阀无故障，则先关闭主氢阀后再关闭瓶阀；
步骤九：主氢阀和瓶阀都关闭后，先判断钥匙处于ACC档或OFF档，然后氢管理系统退出开机补气模式，进入待机并实时监控氢状态。
更进一步，所述步骤一中的置换模式为：将氢瓶中的氢气放空，然后用其它窦性气体清洗氢瓶。
更进一步，所述步骤四中的开机补气模式为：开机时对高压管路进行补气，使高压管路压力与氢瓶的压力一致。
更进一步，所述步骤四中故障处理模式包括一般故障和严重故障，当故障等级为一般故障时，切断供氢阀门，允许车辆纯电行驶，同时必须重启待一般级别以上的故障（含一般）解除后才允许重新用氢；当故障等级为严重故障时，自动切断供氢阀门，要求车辆立即停车。
更进一步，所述故障级别分别为：严重故障>一般故障>轻微故障。
更进一步，所述步骤五中当氢管理系统超时未收到主氢阀开启指令时，自动切断瓶阀，重新进入补气完成待机监控状态。
通过上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，要发明的优点在于：
本发明氢管理系统控制器通过监测氢气温度、压力以及浓度，根据整车需求控制用氢，同时判断供氢系统状态，划分故障类别，如过温、过压、氢泄露等故障，针对不同故障等级，控制供氢阀门的通断，保证用氢安全及乘客安全。
附图说明
图1是本发明的系统结构框图。
图2是本发明系统控制方法流程图。
具体实施方式
下面参照附图说明来进一步地说明本发明的具体实施方式。
如图1和图2所示，一种燃料电池汽车专用的氢管理系统，包括若干个氢瓶、装设在氢瓶上的瓶阀、主氢阀、整车控制器、氢管理系统控制器，所述瓶阀上设有温度传感器和压力传感器，所述瓶阀与主氢阀以及燃料电池系统之间通过管路相连接，该瓶阀与主氢阀之间的管路上设有管路压力传感器，该瓶阀与该管路压力传感器之间的管路上设有减压阀，还包括氢泄露传感器，该氢泄露传感器用于检测容易发生氢泄露的位置是否出现氢泄露；所述整车控制器与所述氢管理系统控制器相控制连接，所述瓶阀、主氢阀、温度传感器、压力传感器以及氢泄露传感器分别与所述氢管理系统控制器控制连接。
一种燃料电池汽车专用的氢管理系统的控制方法，所述控制方法包括以下具体步骤：
步骤一：氢管理系统通电并得到唤醒信号，触发唤醒并通过芯片进行自锁；
步骤二：若整车处于静止未上电状态，且检测到置换信号及整车要求瓶阀开启信号时，进入置换模式，并实时监控氢管理系统状态；
步骤三：若整车处于静止未上电状态，且检测到加氢信号，则进入加氢模式，并实时监控氢管理系统状态；
步骤四：若氢管理系统无故障或为轻微故障，则判断钥匙牌ON档或Start档，当钥匙是ON档时，则进入开机补气模式；若氢管理系统的故障等级大于轻微故障，则进入故障处理模式；
步骤五：开机补气完成后，若整车要求使用氢时，氢管理系统控制瓶阀开启，若整车要求开启主氢阀时，氢管理系统控制主氢阀开启；
步骤六：在用氢过程中，氢管理系统进行实时监控，同时出现故障时，故障处理同步骤四；
步骤七：若整车要求下电，则停止用氢，氢管理系统控制关闭供氢阀门，并进入瓶阀故障检测模式，即检测瓶阀是否正常关闭和开启；当瓶阀故障时，进入故障自检模式并记录故障，下次上电将故障报出，避免故障下用氢带来的安全隐患；
步骤八：瓶阀无故障，则先关闭主氢阀后再关闭瓶阀；
步骤九：主氢阀和瓶阀都关闭后，先判断钥匙处于ACC档或OFF档，然后氢管理系统退出开机补气模式，进入待机并实时监控氢状态。
更进一步，所述步骤一中的置换模式为：将氢瓶中的氢气放空，然后用其它窦性气体清洗氢瓶。
更进一步，所述步骤四中的开机补气模式为：开机时对高压管路进行补气，使高压管路压力与氢瓶的压力一致。
更进一步，所述步骤四中故障处理模式包括一般故障和严重故障，当故障等级为一般故障时，切断供氢阀门，允许车辆纯电行驶，同时必须重启待一般级别以上的故障（含一般）解除后才允许重新用氢；当故障等级为严重故障时，自动切断供氢阀门，要求车辆立即停车。
更进一步，所述故障级别分别为：严重故障>一般故障>轻微故障。
更进一步，所述步骤五中当氢管理系统超时未收到主氢阀开启指令时，自动切断瓶阀，重新进入补气完成待机监控状态。
本发明氢管理系统控制器通过监测氢气温度、压力以及浓度，根据整车需求控制用氢，同时判断供氢系统状态，划分故障类别，如过温、过压、氢泄露等故障，针对不同故障等级，控制供氢阀门的通断，保证用氢安全及乘客安全。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不仅局限于此，凡是利用此构思对本发明进行非实质性地改进，均应该属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (7)

1.一种燃料电池汽车专用的氢管理系统，其特征在于：包括若干个氢瓶、装设在氢瓶上的瓶阀、主氢阀、整车控制器、氢管理系统控制器，所述瓶阀上设有温度传感器和压力传感器，所述瓶阀与主氢阀以及燃料电池系统之间通过管路相连接，该瓶阀与主氢阀之间的管路上设有管路压力传感器，该瓶阀与该管路压力传感器之间的管路上设有减压阀，还包括氢泄露传感器，该氢泄露传感器用于检测容易发生氢泄露的位置是否出现氢泄露；所述整车控制器与所述氢管理系统控制器相控制连接，所述瓶阀、主氢阀、温度传感器、压力传感器以及氢泄露传感器分别与所述氢管理系统控制器控制连接。
2.一种燃料电池汽车专用的氢管理系统的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下具体步骤：
步骤一：氢管理系统通电并得到唤醒信号，触发唤醒并通过芯片进行自锁；
步骤二：若整车处于静止未上电状态，且检测到置换信号及整车要求瓶阀开启信号时，进入置换模式，并实时监控氢管理系统状态；
步骤三：若整车处于静止未上电状态，且检测到加氢信号，则进入加氢模式，并实时监控氢管理系统状态；
步骤四：若氢管理系统无故障或为轻微故障，则判断钥匙牌ON档或Start档，当钥匙是ON档时，则进入开机补气模式；若氢管理系统的故障等级大于轻微故障，则进入故障处理模式；
步骤五：开机补气完成后，若整车要求使用氢时，氢管理系统控制瓶阀开启，若整车要求开启主氢阀时，氢管理系统控制主氢阀开启；
步骤六：在用氢过程中，氢管理系统进行实时监控，同时出现故障时，故障处理同步骤四；
步骤七：若整车要求下电，则停止用氢，氢管理系统控制关闭供氢阀门，并进入瓶阀故障检测模式，即检测瓶阀是否正常关闭和开启；当瓶阀故障时，进入故障自检模式并记录故障，下次上电将故障报出，避免故障下用氢带来的安全隐患；
步骤八：瓶阀无故障，则先关闭主氢阀后再关闭瓶阀；
步骤九：主氢阀和瓶阀都关闭后，先判断钥匙处于ACC档或OFF档，然后氢管理系统退出开机补气模式，进入待机并实时监控氢状态。
3.根据权利要求2所述的一种燃料电池汽车专用的氢管理系统的控制方法，其特征在于：所述步骤一中的置换模式为：将氢瓶中的氢气放空，然后用其它窦性气体清洗氢瓶。
4.根据权利要求2所述的一种燃料电池汽车专用的氢管理系统的控制方法，其特征在于：所述步骤四中的开机补气模式为：开机时对高压管路进行补气，使高压管路压力与氢瓶的压力一致。
5.根据权利要求2所述的一种燃料电池汽车专用的氢管理系统的控制方法，其特征在于：所述步骤四中故障处理模式包括一般故障和严重故障，当故障等级为一般故障时，切断供氢阀门，允许车辆纯电行驶，同时必须重启待一般级别以上的故障（含一般）解除后才允许重新用氢；当故障等级为严重故障时，自动切断供氢阀门，要求车辆立即停车。
6.根据权利要求5所述的一种燃料电池汽车专用的氢管理系统的控制方法，其特征在于：所述故障级别分别为：严重故障>一般故障>轻微故障。
7.根据权利要求2所述的一种燃料电池汽车专用的氢管理系统的控制方法，其特征在于：所述步骤五中当氢管理系统超时未收到主氢阀开启指令时，自动切断瓶阀，重新进入补气完成待机监控状态。
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