CN108944485A - 一种混合动力汽车充能控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种混合动力汽车充能控制方法和系统，在对汽车进行加氢时，通过实时获取加氢管路中的压力信号，生成压力‑时间曲线，依据当前时刻获取到的压力信号和上一时刻获取到的压力进行对当前时刻的压力‑时间曲线进行一阶求导，判断求导结果是否大于0，如果否，表明加氢过程中存在氢泄露的情况，控制充能系统停止对汽车充能，从而能够及时检测到加氢过程是否存在氢泄露的情况，提高了加氢过程的安全性。

Description

一种混合动力汽车充能控制方法和系统

技术领域

本发明涉及混合动力汽车技术领域，具体涉及一种混合动力汽车充能控制方法和系统。

背景技术

为了应对能源环境问题，氢能正在成为一种具有极大潜力的能量介质，目前的燃料电池汽车主要类型是插电式混合动力燃料电池汽车，它包含一个质子交换膜燃料电池(PEMFC)和一块动力电池，两者协同对驱动电机供电。因此，该燃料电池汽车既需要加氢，也需要充电。

氢气在空气中的爆炸范围很广(4％-73％)，而充能系统需要提供很高的压力(35或70MPa)，因此加氢操作的过程是燃料电池汽车的氢气泄漏最易发生的阶段。现有技术对燃料电池汽车加氢操作中的安全措施还有一定的不足。传统技术方案中加氢过程中通常是通过监测气瓶内的压力和温度来防止过充，同时通过氢气传感器来检测氢气泄漏。由于加氢过程中最脆弱的部件是高压管路和连接件，即使是没有过充，氢气也更可能从上述位置泄漏，而通过氢气传感器来探测氢气泄漏的方法有较长的时间延迟，无法确保及时地检测到氢气泄漏并采取安全措施。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种混合动力汽车充能控制方法，应用于混合动力汽车充能系统中，以实现混合动力汽车加氢过程中的安全性。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种混合动力汽车充能控制方法，应用于对混合动力汽车进行充能的充能系统中，方法包括：

获取加氢管路中的实时压力信号；

基于所述实时压力信号的变化曲线对当前时刻的压力信号进行一阶求导；

判断求导结果是否大于0，如果否，生成用于控制充能系统停止加氢的控制指令。

优选的，上述混合动力汽车充能控制方法中，还包括：

当一阶求导的求导结果大于0时，对所述实时压力信号的变化曲线对当前时刻的压力信号进行二阶求导；

判断二阶求导结果是否大于第一阈值，如果否，生成用于控制充能系统停止加氢的控制指令；

其中，所述第一阈值为小于0的预设值。

优选的，上述混合动力汽车充能控制方法中，还包括：

基于加氢开始时刻的氢气瓶内的氢气质量、加氢过程中的氢气流量以及氢气瓶的容积计算得到氢气瓶内的理论氢气压力值随时间的变化曲线；

实时获取传感器采集到的氢气瓶内的压力值，记为实测氢气压力；

将对应于当前时刻的理论氢气压力值与实测氢气压力进行对比，依据对比结果判断系统是否处于氢气泄露的状态。

优选的，上述混合动力汽车充能控制方法中，基于加氢开始时刻的氢气瓶内的氢气质量、加氢过程中的氢气流量以及氢气瓶的容积计算得到氢气瓶内的理论氢气压力值随时间的变化曲线，具体包括：

依据氢气瓶内的初始瓶内压力值、初始瓶内温度值和氢气瓶的容积计算得到未加氢时瓶内的初始氢气质量；

依据所述初始氢气质量和加氢速度计算得到氢气瓶内的理论氢气质量随时间的变化曲线；

依据各个时刻的理论氢气质量和氢气瓶容量计算得到各个时刻氢气瓶内的理论氢气密度；

依据各个时刻的理论氢气密度计算得到各个时刻氢气瓶内的理论氢气压力。

优选的，上述混合动力汽车充能控制方法中，依据各个时刻的理论氢气密度计算得到各个时刻氢气瓶内的理论氢气压力，具体包括：

依据公式

计算得到高压氢气状态方程的修正系数α^r；

依据公式计算得到各个时刻氢气瓶内的理论氢气压力；

其中，所述δ＝ρ/ρ_c为归一化氢气密度，Ni、ti、di、pi、fi、bi、gi和Di为预设的氢气真实状态方程修正系数，ρ为密度，R为气体常数，P为压力，T为温度。

优选的，上述混合动力汽车充能控制方法中，还包括：

获取氢气浓度传感器采集到的氢气浓度信号，判断所述氢气浓度信号是否大于第二阈值，如果是，生成用于控制充能系统停止加氢的控制指令。

优选的，上述混合动力汽车充能控制方法中，所述用于控制充能系统停止加氢的控制指令还用于控制充能系统停止对汽车进行充电。

一种混合动力汽车充能控制系统，包括：

设置于加氢管路中的第一控制开关；

用于实时获取在加氢过程中管路中的实时压力信号的第一传感器；

与所述第一传感器相连的压力突变探测模块，用于对所述实时压力信号的变化曲线对当前时刻的压力信号进行一阶求导；判断求导结果是否大于0，如果否，生成并将用于控制充能系统停止加氢的控制指令发送至中央控制器；

中央控制器，用于获取到控制充能系统停止加氢的控制指令时，输出用于控制所述第一控制开关关闭的控制指令。

优选的，上述混合动力汽车充能控制系统中，所述压力突变探测模块还用于：

当一阶求导的求导结果小于0时，对所述实时压力信号的变化曲线对当前时刻的压力信号进行二阶求导；判断二阶求导结果是否大于第一阈值，如果否，生成并向中央控制器输出用于控制充能系统停止加氢的控制指令；

其中，所述第一阈值为小于0的预设值。

优选的，上述混合动力汽车充能控制系统中，还包括：

压力偏移探测模块，被配置为：

基于加氢开始时刻的氢气瓶内的氢气质量以及加氢过程中的氢气流量计算实时的理论氢气压力值，并同时接收设置于氢气瓶内的氢气压力传感器的输出真实压力值，将所述理论氢气压力值与真实压力值进行对比，依据对比结果判断系统是否处于氢气泄露的状态。

优选的，上述混合动力汽车充能控制系统中，还包括：

所述压力偏移探测模块，具体用于：依据氢气瓶内的初始瓶内压力值和初始瓶内温度值计算得到未加氢时瓶内的初始氢气质量；依据所述初始氢气质量以及加氢速度计算得到每隔预设时间段向氢气瓶内注入的理论氢气质量；依据所述理论氢气质量计算得到每隔预设时间段时氢气瓶内的理论氢气密度；依据所述理论氢气密度计算得到每隔预设时间段时氢气瓶内的理论氢气压力；依据同一时间节点的理论氢气压力和实测氢气压力的差值，判断系统是否处于氢气泄露的状态。

优选的，上述混合动力汽车充能控制系统中，所述压力偏移探测模块内配置有，理论压力计算单元，用于：

依据公式计算得到每隔预设时间段时氢气瓶内的理论氢气压力；

其中，所述δ＝ρ/ρ_c为归一化氢气密度，Ni、ti、di、pi、fi、bi、gi和Di为预设的氢气真实状态方程修正系数，ρ为密度，R为气体常数，P为压力，T为温度。

优选的，上述混合动力汽车充能控制系统中，还包括：

氢气探测器模块，用于获取设置于高压加氢管路外部的氢气浓度传感器输出的氢气浓度信号，判断所述氢气浓度信号是否大于第二阈值，如果是，生成并向中央控制器输出用于控制充能系统停止加氢的控制指令。

基于上述技术方案，本发明实施例提供的上述方案，通过实时获取加氢管路中的压力信号，生成压力-时间曲线，依据当前时刻获取到的压力信号和上一时刻获取到的压力进行对当前时刻的压力-时间曲线进行一阶求导，判断求导结果是否大于0，如果否，表明加氢过程中存在氢泄露的情况，控制充能系统停止对汽车充能，从而能够及时检测到加氢过程是否存在氢泄露的情况，提高了加氢过程的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例公开的一种混合动力汽车充能控制方法的流程示意图；

图2为混合动力汽车在正常和存在氢泄露的加氢过程中氢气瓶内的压力变化曲线的示意图；

图3为对图2中正常和异常压力变化曲线进行一阶求导的求导结果示意图；

图4为对图2中正常和异常压力变化曲线进行二阶求导的求导结果示意图；

图5为正常和存在缓慢漏氢的状态下氢气瓶内的压力变化曲线；

图6为本申请实施例公开的一种混合动力汽车充能控制系统的结构示意图；

图7为混合动力汽车充能场景示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对于现有技术中，对混合动力汽车进行加氢时，安全性能低的问题，本申请公开了一种混合动力汽车充能控制方法，该方法应用于对混合动力汽车进行充能的充能系统中，参见图1，方法包括：

步骤S101：获取在加氢过程中采集到的加氢管路中的实时压力信号；

本步骤中，当对混合动力汽车充氢时，实时对加氢管路中的压力信号进行检测，所述加氢管路中的压力值即可视为汽车氢气瓶内的氢气压力值，在本申请实施例公开的技术方案中，所述“氢”是一种泛指，其代表能够为汽车提供动力的任意气体；

步骤S102：基于所述实时压力信号的变化曲线对当前时刻的压力信号进行一阶求导；

在对混合动力汽车加氢过程中，实时对加氢管路中的压力信号进行检测，生成压力-时间变化曲线，汽车氢气瓶内的压力-时间变化曲线可参见图2所示，图2中，实线表示正常加氢情况下，加氢管路中的压力传感器在氢气高压管路内测得的氢气压力值随时间的变化曲线，虚线表示当加氢动作进行到某一时刻时(例如图2中时间轴所示第16分钟)，氢气管路破裂，高压氢气开始泄漏，汽车氢气瓶内的氢气压力值随时间变化的曲线，此时，压力传感器在氢气高压管路内测得的氢气压力值随时间的偏移逐渐下降。通过对压力-时间变化曲线上的各个点进行一阶求导，得到压力-时间变化曲线上的各个点对应的一阶求导结果，该结果如图3所示，图3是对图2中所测得的各个压力数据的一阶导数值随着时间的变化曲线，实线表示的是正常加氢的情况，虚线表示的是存在泄漏的情况，可以看到，正常加氢的情况下，加氢管路中氢气压力变化曲线中各个位置对应的一阶导数始终为正值，表明电池车氢气瓶内的氢气压力随着加氢的过程而逐渐上升，而当泄漏发生时，加氢管路中氢气压力的一阶导数发生突变，并且迅速降低为负值，该压力曲线的一阶导数发生突的时刻即为氢气泄漏的开始时刻，而压力的一阶导数降低为0的时刻是汽车端的氢气压力开始降低的时刻，因此，当监测到某一时刻的压力信号的一阶求导结果为0时，表明系统出现氢气泄露的情况，需控制系统停止对汽车加氢；

步骤S103：判断求导结果是否大于0，如果否，执行步骤S104；

步骤S104：生成用于控制充能系统停止加氢的控制指令；

其中，在本申请实施例公开的方法中，可在对汽车进行加氢的同时，也可对汽车进行充电，当出现氢泄露时，除了停止对汽车进行加氢之外，还需要停止对汽车进行充电，因此，所述步骤S104生成的控制指令除了控制充能系统停止对汽车进行加氢之外，还可以控制充能系统停止对汽车进行充电。

当应用本申请上述实施例公开的方法对加氢过程进行监控时，实时获取加氢管路中的压力信号，生成压力-时间曲线，依据当前时刻获取到的压力信号和上一时刻获取到的压力进行对当前时刻的压力-时间曲线进行一阶求导，判断求导结果是否大于0，如果否，表明加氢过程中存在氢泄露的情况，控制充能系统停止对汽车充能，从而能够及时检测到加氢过程是否存在氢泄露的情况，提高了加氢过程的安全性。

在本申请上述实施例公开的技术方案中，当求导结果发生突变时即表明存在氢泄露的情况，当一阶求导结果小于0时，汽车端的氢气压力开始降低的时刻，有求导结果突变求导结果小于0，需要有一定的时间进行过度，因此，当采用上述方法监测到氢气泄露时，氢气已经泄露了一段时间，上述方法仍存在一定延时，针对于此，申请人经过进一步分析发现，如果对上述压力-时间曲线中的各个压力值进行二阶求导，二阶求导结果可参见图4，由图4可见，当氢气发生泄漏时，二阶求导结果突变为一个较小的负值，针对不同的加氢流量、泄漏程度等不同，所述较小的负值的大小不同，用户可以依据经验设定该值的大小，例如，在本申请上述实施例公开的技术方案中其大小可以设定为-2.5，只要对压力-时间曲线上的点进行二阶求导，求导结果小于或等于该值时即可认定系统出现氢气泄露的情况。生成用于控制充能系统停止加氢的控制指令，具体的，参见图2，上述方法中，还可以包括：

步骤S105：当一阶求导的求导结果大于0时，对所述实时压力信号的变化曲线对当前时刻测得的压力信号进行二阶求导；

步骤S106：判断二阶求导结果是否大于第一阈值(上文所述的较小的负值)，如果否，执行步骤S104，如果是保持充能系统对汽车进行加氢；其中，所述第一阈值为小于0的预设值。

除了判断所述压力-时间曲线上的各个压力采集点的求导结果的方式判断是否存在氢泄露的情况之外，本申请还可以通过将氢气瓶内的实际压力与理论压力进行对比，依据对比结果判断充能系统是否处于氢气泄露的状态。如图5所示是在加氢过程中理论计算压力和实测压力随时间的变化及其差值随时间的变化，对比理论计算压力值和实际测得压力值，如果两者差值大于某一阈值，则表明发生了泄漏模式2的泄漏情况(缓慢泄漏)，考虑压力传感器的精度和压力检测过程中的精度，通过标定后可以确定一预设的安全阈值，例如其可以为2MPa，也就是当理论计算压力值和实际测得压力值的差值大于所述预设的安全阈值(2MPa)时，判定系统处于氢气泄露状态，执行步骤S104。具体的，本申请上述实施例公开的方案还可以包括：

基于加氢开始时刻的氢气瓶内的氢气质量、加氢过程中的氢气流量以及氢气瓶的容积计算得到氢气瓶内各个时刻的理论氢气压力值，得到理论氢气压力值-时间的变化曲线；

实时接收传感器采集到的氢气瓶内的氢气压力值，记为真实压力值；

将对应于当前时刻的理论氢气压力值与真实压力值进行对比，依据对比结果判断系统是否处于氢气泄露的状态。

进一步的，为了氢气在泄漏时可能存在缓慢泄露或快速泄露的情况，为了进一步对这两种泄露模式进行区分，本申请将发现氢气泄露时的时刻记为氢气泄露时刻，设氢气泄露时刻的理论氢气压力值和真是压力值之间的差值为A，相较于所述氢气泄露时刻之前预设时间点的理论氢气压力值和真实压力值之间的差值为B，通过比较A和B的差值即可判断氢气泄露模式是缓慢泄露还是急速泄露，例如，如果A和B的差值大于一设定值C，则表明氢气泄露模式为急速泄露，如果不大于C，则表明氢气泄露模式为缓慢泄露，并向用户输出用于表征泄露状态的提示信号。

在本申请另一实施例公开的技术方案中，进一步的还公开了一种计算氢气瓶内各个时刻的理论氢气压力值的具体过程，该过程可以包括：

步骤1、依据氢气瓶内的初始瓶内压力值(还未进行加氢时氢气瓶内的压力值)、初始瓶内温度值和氢气瓶的容积计算得到未加氢时瓶内的初始氢气质量；

本步骤中，主要负责对氢气瓶内的初值氢气质量进行计算，其计算方式可以依据用户需求自行选择，例如，可以直接通过氢气瓶内的初始瓶内压力值直接通过查询预设的氢气压力-氢气质量的映射表的方式，得到初始时刻氢气瓶内的氢气质量。在实际使用时，氢气瓶内的压力值会跟随瓶内的温度变化而变化，当瓶内的温度升高时，瓶内的氢气压力随之增大，因此，采用上述方式计算得到的氢气瓶内的压力值不够精确，对此，本申请还将温度变量考虑进入，通过初始瓶内压力值、初始瓶内温度值和氢气瓶的容积计算得到瓶内的初始氢气质量，在计算初始氢气质量式，可直接将测得的参数带入预设公式计算得到，当然，也可以通过查表方式得到，如果通过查表方式得到初始氢气质量时，需要预先构建大量的映射表温度-压力-质量映射表；

步骤2、依据所述初始氢气质量和加氢速度计算得到氢气瓶内的理论氢气质量随时间的变化曲线；

本步骤中，可以通过公式计算得到t时刻时的氢气瓶内的理论氢气质量m_t，其中，m_t-1为t-1时刻时氢气瓶内的理论氢气质量，为加氢速度(每秒向氢气瓶内注入的氢气质量)，Δt为当前时刻m_t与前一时刻m_t-1的时间差；

步骤3、依据各个时刻的理论氢气质量和氢气瓶容量计算得到各个时刻氢气瓶内的理论氢气密度；

由于氢气瓶的容积V为一已知值，通过密度计算公式即可计算得到在t时刻时氢气瓶内的理论氢气密度；

步骤4、依据各个时刻的理论氢气密度计算得到各个时刻氢气瓶内的理论氢气压力；

具体的，本步骤可以通过公式 计算得到高压氢气状态方程的修正系数α^r；然后再依据公式计算得到各个时刻氢气瓶内的理论氢气压力；

其中，上述公式中所述δ＝ρ/ρ_c为归一化氢气密度，Ni、ti、di、pi、fi、bi、gi和Di为预设的氢气真实状态方程修正系数，ρ为密度，R为气体常数，P为压力，T为温度。

其中，参见表1，上述方程中，所述Ni、ti、di、pi、fi、bi、gi和Di的修正系数的取值依据i的大小进行调整，具体的，其取值可参见表1。

表1.用于计算α^r的氢气修正参数

除了采用上述几种方案检测系统是否氢泄露的情况之外，本申请还可以通过采用对环境中的氢气浓度进行监测的方式判断是否存在氢泄露的情况，具体的，上述方法还可以包括：

获取氢气浓度传感器采集到的氢气浓度信号，判断所述氢气浓度信号是否大于第二阈值，如果是，生成用于控制充能系统停止加氢的控制指令；

具体的，在通过氢气浓度检测是否出现氢泄露时，实时检测高压管路周围的氢气浓度，一旦氢气浓度超过设定的浓度阈值(第二阈值)，执行步骤S104。否则，继续正常加氢操作。

此外，混合动力汽车除了可以采用氢气为汽车提供动能之外，还可以采用电力提供动能，因此，汽车在加氢时，很有可能其电能已经耗尽，此时也需要向汽车充电，因此，在实际使用时，汽车的充电和加氢可同时进行，上述方案中，所述用于控制充能系统停止加氢的控制指令除了可以控制充能系统停止对汽车进行加氢之外，还可以控制充能系统停止对汽车进行充电。

为了保证汽车在充电时的安全性，上述方案中，所述汽车的动力电池中可以安装有温度传感器和电池电量传感器，所述温度传感器和电池电量传感器的输出信号将会传输给汽车的电池管理系统，所述电池管理系统在检测到电池温度过高时，生成用于控制充能系统停止加氢和充电的控制指令，当检测到电池已充满电时，生成用于控制充能系统停止向汽车充电的控制指令。

对应于上述方法，本申请还公开了一种混合动力汽车充能控制系统，该系统可应用于充能站端的加氢装置或加氢-充电装置中，当然，也可以应用于汽车中，参见图6，该系统可以包括：

设置于加氢管路中的第一控制开关2，所述第一控制开关2用于加氢管路的通断，例如，所述第一控制开关可以为电磁阀，所述加氢管路的一端与加氢系统1相连，另一端与汽车氢气瓶相连，参见图7，所述加氢系统1包括氢气源和与所述氢气源相连的加氢装置或加氢-充电装置，以图7中所示的加氢-充电装置为例，在对汽车进行加氢和充电时，所述加氢-充电装置输入端通过管路和电缆与氢气源和电源相连，氢气出口和供电出口通过加氢管路和充电电缆与汽车的加氢口和充电口相连，当所述加氢管路中的电磁阀打开时，所述加氢管路导通，加氢系统向汽车加氢，当所述充电电缆中的控制开关闭合时，所述加氢-充电装置项汽车充电；氢和电可以通过加氢管路从加氢-充电装置3充入到车辆的氢气瓶和电池中；

用于获取加氢管路中的实时压力信号的第一传感器3，当所述第一控制开关2打开时，所述加氢管路中的压力值即为所述汽车氢气瓶内的压力值；

与所述第一传感器2相连的压力突变探测模块4，所述压力突变探测模块4用于基于所述实时压力信号的变化曲线对当前时刻的压力信号进行一阶求导；判断一阶求导结果是否大于0，如果否，生成并将用于控制充能系统停止加氢的控制指令发送至中央控制器；

中央控制器8，用于获取到上述用于控制充能系统停止加氢的控制指令时，输出用于控制所述第一控制开关关闭的控制指令。

在本申请上述实施例公开的技术方案中，当加氢系统1向汽车加氢时，所述第一控制开关2处于打开状态，加氢管路处于导通状态，加氢管路中的压力值即为汽车氢气瓶内的压力值，所述压力突变探测模块4基于所述第一传感器2实时监测加氢管路中的压力变化，生成压力-时间变化曲线，基于该变化曲线，对当前时刻的压力信号进行求导，判断求导结果是否小于0，如果是，表明存在氢泄露的情况，向中央控制器8输出控制指令，所述中央控制器8获取到所述压力突变探测模块4输出的控制指令时，控制所述第一控制开关2闭合，使得所述加氢管路截止，同时输出告警信号。

进一步的，与上述方法相对应，为了确保能够及时检测到加氢过程中出现的氢泄露的情况，上述系统中，所述压力突变探测模块4还用于：

当一阶求导的求导结果小于0时，对所述实时压力信号的变化曲线对当前时刻的压力信号进行二阶求导；判断二阶求导结果是否大于第一阈值，如果否，生成并向中央控制器输出用于控制充能系统停止加氢的控制指令；其中，所述第一阈值为小于0的预设值。

参见图6，与上述方法相对应，上述系统还可以包括：压力偏移探测模块5，被配置为：

基于加氢开始时刻的氢气瓶内的氢气质量、加氢过程中的氢气流量以及氢气瓶的容积计算得到氢气瓶内的理论氢气压力值随时间的变化曲线；实时获取所述第一传感器3采集到的氢气瓶内的压力值，记为实测氢气压力；将对应于当前时刻的理论氢气压力值与实测氢气压力进行对比，依据对比结果判断系统是否处于氢气泄露的状态。

与上述方法相对应，上述所述压力偏移探测模块5，计算得到理论氢气压力值随时间的变化曲线的具体为：

依据氢气瓶内的初始瓶内压力值、初始瓶内温度值和氢气瓶的容积计算得到未加氢时瓶内的初始氢气质量；依据所述初始氢气质量和加氢速度计算得到氢气瓶内的理论氢气质量随时间的变化曲线；依据各个时刻的理论氢气质量和氢气瓶容量计算得到各个时刻氢气瓶内的理论氢气密度；依据各个时刻的理论氢气密度计算得到各个时刻氢气瓶内的理论氢气压力。。

与上述方法相对应，所述压力偏移探测模块5内配置有，用于计算理论氢气压力的理论压力计算单元，用于：

依据公式计算得到高压氢气状态方程的修正系数α^r；

依据公式计算得到各个时刻氢气瓶内的理论氢气压力；

其中，所述δ＝ρ/ρ_c为归一化氢气密度，Ni、ti、di、pi、fi、bi、gi和Di为预设的氢气真实状态方程修正系数，ρ为密度，R为气体常数，P为压力，T为温度。

与上述方法相对应，上述系统中还可以包括：

氢气探测器模块6，其用于获取设置于高压加氢管路外部的氢气浓度传感器输出的氢气浓度信号，判断所述氢气浓度信号是否大于第二阈值，如果是，生成并向中央控制器8输出用于控制充能系统停止加氢的控制指令。

上述充能系统出了可以对加氢过程进行监控之外，还可以对充电系统进行监控，此时，该系统还可以包括：设置于充电电路中的第二控制开关10和BMS模块7(电池管理系统)，所述第二控制开关10的一端与充电系统9(包括电源和所述加氢-充电装置或充电装置)相连，另一端与汽车电池相连，所述电池管理系统用于获取电池温度传感器和电池电量传感器的输出信号，当所述电池管理系统在检测到电池温度过高时，生成并向所述中央控制器输出用于控制所述第一控制开关和第二控制开关截止的第一控制信号，当检测到电池已充满电时，生成并向所述中央控制器输出用于所述第二控制开关截止的第二控制信号，所述中央控制器获取到所述第一控制信号时，控制所述第一控制开关和第二控制开关截止，当获取到所述第二控制信号时，控制所述第二控制开关截止。

为了描述的方便，描述以上系统时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种混合动力汽车充能控制方法，其特征在于，应用于对混合动力汽车进行充能的充能系统中，方法包括：

获取加氢管路中的实时压力信号；

基于所述实时压力信号的变化曲线对当前时刻的压力信号进行一阶求导；

判断求导结果是否大于0，如果否，生成用于控制充能系统停止加氢的控制指令。

2.根据权利要求1所述的混合动力汽车充能控制方法，其特征在于，还包括：

当一阶求导的求导结果大于0时，对所述实时压力信号的变化曲线对当前时刻的压力信号进行二阶求导；

判断二阶求导结果是否大于第一阈值，如果否，生成用于控制充能系统停止加氢的控制指令；

其中，所述第一阈值为小于0的预设值。

3.根据权利要求1所述的混合动力汽车充能控制方法，其特征在于，还包括：

基于加氢开始时刻的氢气瓶内的氢气质量、加氢过程中的氢气流量以及氢气瓶的容积计算得到氢气瓶内的理论氢气压力值随时间的变化曲线；

实时获取传感器采集到的氢气瓶内的压力值，记为实测氢气压力；

将对应于当前时刻的理论氢气压力值与实测氢气压力进行对比，依据对比结果判断系统是否处于氢气泄露的状态。

4.根据权利要求1所述的混合动力汽车充能控制方法，其特征在于，基于加氢开始时刻的氢气瓶内的氢气质量、加氢过程中的氢气流量以及氢气瓶的容积计算得到氢气瓶内的理论氢气压力值随时间的变化曲线，具体包括：

依据氢气瓶内的初始瓶内压力值、初始瓶内温度值和氢气瓶的容积计算得到未加氢时瓶内的初始氢气质量；

依据所述初始氢气质量和加氢速度计算得到氢气瓶内的理论氢气质量随时间的变化曲线；

依据各个时刻的理论氢气质量和氢气瓶容量计算得到各个时刻氢气瓶内的理论氢气密度；

依据各个时刻的理论氢气密度计算得到各个时刻氢气瓶内的理论氢气压力。

5.根据权利要求4所述的混合动力汽车充能控制方法，其特征在于，依据各个时刻的理论氢气密度计算得到各个时刻氢气瓶内的理论氢气压力，具体包括：

依据公式

计算得到高压氢气状态方程的修正系数α^r；

依据公式计算得到各个时刻氢气瓶内的理论氢气压力；

其中，所述δ＝ρ/ρ_c为归一化氢气密度，Ni、ti、di、pi、fi、bi、gi和Di为预设的氢气真实状态方程修正系数，ρ为密度，R为气体常数，P为压力，T为温度。

6.根据权利要求1所述的混合动力汽车充能控制方法，其特征在于，还包括：

获取氢气浓度传感器采集到的氢气浓度信号，判断所述氢气浓度信号是否大于第二阈值，如果是，生成用于控制充能系统停止加氢的控制指令。

7.根据权利要求1所述的混合动力汽车充能控制方法，其特征在于，所述用于控制充能系统停止加氢的控制指令还用于控制充能系统停止对汽车进行充电。

8.一种混合动力汽车充能控制系统，其特征在于，包括：

设置于加氢管路中的第一控制开关；

用于实时获取在加氢过程中管路中的实时压力信号的第一传感器；

与所述第一传感器相连的压力突变探测模块，用于对所述实时压力信号的变化曲线对当前时刻的压力信号进行一阶求导；判断求导结果是否大于0，如果否，生成并将用于控制充能系统停止加氢的控制指令发送至中央控制器；

中央控制器，用于获取到控制充能系统停止加氢的控制指令时，输出用于控制所述第一控制开关关闭的控制指令。

9.根据权利要求8所述的混合动力汽车充能控制系统，其特征在于，所述压力突变探测模块还用于：

当一阶求导的求导结果小于0时，对所述实时压力信号的变化曲线对当前时刻的压力信号进行二阶求导；判断二阶求导结果是否大于第一阈值，如果否，生成并向中央控制器输出用于控制充能系统停止加氢的控制指令；

其中，所述第一阈值为小于0的预设值。

10.根据权利要求8所述的混合动力汽车充能控制系统，其特征在于，还包括：

压力偏移探测模块，被配置为：

基于加氢开始时刻的氢气瓶内的氢气质量以及加氢过程中的氢气流量计算实时的理论氢气压力值，并同时接收设置于氢气瓶内的氢气压力传感器的输出真实压力值，将所述理论氢气压力值与真实压力值进行对比，依据对比结果判断系统是否处于氢气泄露的状态。

11.根据权利要求10所述的混合动力汽车充能控制系统，其特征在于，还包括：

所述压力偏移探测模块，具体用于：依据氢气瓶内的初始瓶内压力值和初始瓶内温度值计算得到未加氢时瓶内的初始氢气质量；依据所述初始氢气质量以及加氢速度计算得到每隔预设时间段向氢气瓶内注入的理论氢气质量；依据所述理论氢气质量计算得到每隔预设时间段时氢气瓶内的理论氢气密度；依据所述理论氢气密度计算得到每隔预设时间段时氢气瓶内的理论氢气压力；依据同一时间节点的理论氢气压力和实测氢气压力的差值，判断系统是否处于氢气泄露的状态。

12.根据权利要求11所述的混合动力汽车充能控制系统，其特征在于，所述压力偏移探测模块内配置有，理论压力计算单元，用于：

依据公式计算得到每隔预设时间段时氢气瓶内的理论氢气压力；

其中，所述δ＝ρ/ρ_c为归一化氢气密度，Ni、ti、di、pi、fi、bi、gi和Di为预设的氢气真实状态方程修正系数，ρ为密度，R为气体常数，P为压力，T为温度。

13.根据权利要求8所述的混合动力汽车充能控制系统，其特征在于，还包括：

氢气探测器模块，用于获取设置于高压加氢管路外部的氢气浓度传感器输出的氢气浓度信号，判断所述氢气浓度信号是否大于第二阈值，如果是，生成并向中央控制器输出用于控制充能系统停止加氢的控制指令。