CN109282146B - 一种燃料电池供氢系统管路质量检测装置及方法 - Google Patents

一种燃料电池供氢系统管路质量检测装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明创造提供了一种燃料电池供氢系统管路质量检测装置，包括供气模块、输气模块、行程开关及检测模块，所述供气模块、输气模块、行程开关及检测模块依次管路连接，检测模块与输气模块连接；供气模块，包括用于提供气源的高压储氢罐及瓶阀；输气模块，包括用供氢管路连接的减压阀及总电磁阀；检测模块，包括连接在供氢管路上的压力检测传感器，与压力传感器双向连接的电堆控制器，及与电堆控制器连接的上位机；本发明创造采用一套完整的控制流程及采集手段，简捷快速的采集供氢系统的安全性数据，实现了能源工程中各零部件产品的简单、快速地批量化检验，不仅保证了供氢系统的安全，而且确保了电磁阀门及减压阀等零部件的可靠性操作。

Description

一种燃料电池供氢系统管路质量检测装置及方法
技术领域
本发明创造属于能源供应控制领域，尤其是涉及一种燃料电池供氢系统管路质量检测装置及方法。
背景技术
目前汽车上燃料电池系统使用的氢气都是储存在高压储氢瓶中，通过快速开通或断开电磁阀门来进行氢气供给与切断，以此保证燃料电池发动机能够快速高效的工作。但经常会出现电磁阀未完全关闭或未完全开启的状态，减压阀无法稳压，氢气泄露等情况，从而导致燃料电池整个系统存在潜在的安全风险。
目前没有一种合理的手段检测储氢系统对开通和断开氢气的电磁阀门状态、减压阀稳定性等进行快速简单的检测判断方法。现阶段对供氢系统完整性的判断主要是通过保压手段，该手段主要以打开相关控制阀门使整个管路充满氢气，等待24小时进行来实现，这种检测方法需要耗费大量时间去等待，且无法对电磁阀门完全开启和关闭状态以及减压阀稳定性等进行检测，只能简单判断阀门可以打开或关闭、减压阀可以通气，无法对性能进行准确判断。本方案完全通过已经配套的控制器进行软件处理就可快速判断电磁阀的关闭状态、减压阀的稳定性，减少了保压所需的时间等待。
发明内容
有鉴于此，本发明创造旨在提出一种燃料电池供氢系统管路质量检测装置及方法，以实现工程零部件产品简单、快速的批量化检验，保证供氢系统安全，确保电磁阀门及减压阀等零部件的可靠性操作。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种燃料电池供氢系统管路质量检测装置，包括供气模块、输气模块、行程开关及检测模块，所述供气模块、输气模块、行程开关及检测模块依次管路连接，检测模块与输气模块连接；
供气模块，包括用于提供气源的高压储氢罐及瓶阀；
输气模块，包括用供氢管路连接的减压阀及总电磁阀；
检测模块，包括连接在供氢管路上的压力检测传感器，与压力检测传感器双向连接的电堆控制器，及与电堆控制器连接的上位机。
进一步的，所述的减压阀包括一级减压阀和二级减压阀，所述一级减压阀设置在高压储氢罐与总电磁阀之间，二级减压阀设置在总电磁阀与二级减压阀之间。
进一步的，所述瓶阀、一级减压阀、总电磁阀、二级减压阀及行程开关分别与电堆控制器双向连接。
进一步的，所述压力检测传感器包括高压检测传感器、中压检测传感器和低压检测传感器。
进一步的，所述高压检测传感器设置在高压储氢罐与一级减压阀之间，中压检测传感器设置在一级减压阀与总电磁阀之间，低压检测传感器设置在二级减压阀与行程开关之间。
一种燃料电池供氢系统管路质量检测方法，包括如下步骤：
(1)首先，通过电堆控制器关闭瓶阀，打开电磁总阀，对管路进行排空操作；
(2)然后通过上位机启动检测，电堆控制器自动打开储氢罐的瓶阀和电磁总阀，各检测传感器分别检测高压、中压、低压的压力值；
(3)根据预设的开阀状态压力值，判断瓶阀的打开状态，若高、低压力值满足预设值，则电磁总阀完全开启；否则根据不同压力检测传感器反馈的压力值，进行故障定位；
(4)当瓶阀和电磁总阀完全开启，正常工作后，通过上位机与电堆控制器通信，控制行程开关开度，根据预设的行程开关开度值状态下的高、低压压力值，判断减压阀、电磁总阀工作状态；
(5)通过电堆控制器控制瓶阀和电磁总阀关闭，继续行程开关开度，分别检测高、中、低压的压力值，根据上位机上预设的关阀状态压力值判断阀门关闭状态，若阀门关闭后，高、中、低压压力值仍高于预设值，则瓶阀或总电磁阀未完全关闭。
(6)最后上传检测结果，确定故障点。
相对于现有技术，本发明创造所述的一种燃料电池供氢系统管路质量检测装置具有以下优势：
本发明创造采用一套完整的控制流程及采集手段，简捷快速的采集供氢系统的安全性数据，实现了能源工程中各零部件产品的简单、快速地批量化检验，不仅保证了供氢系统的安全，而且确保了电磁阀门及减压阀等零部件的可靠性操作。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
图1为本发明创造实施例所述的结构示意图；
图2为本发明创造实施例所述的流程示意图。
附图标记说明：
1-高压储氢罐；2-一级减压阀；3-总电磁阀；4-二级减压阀；5-行程开关；6-电堆控制器；7-上位机；8-高压检测传感器；9-中压检测传感器；10、低压检测传感器。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
如图1所示，一种燃料电池供氢系统管路质量检测装置，包括供气模块、输气模块、行程开关5及检测模块，所述供气模块、输气模块、行程开关及检测模块依次管路连接，检测模块与输气模块连接，检测模块与输气模块连接；
供气模块，包括用于提供气源的高压储氢罐1及瓶阀；
输气模块，包括用供氢管路连接的减压阀及总电磁阀3；
检测模块，包括连接在供氢管路上的压力检测传感器，与压力传感器双向连接的电堆控制器6，及与电堆控制器6连接的上位机7。
所述的减压阀包括一级减压阀2和二级减压阀4，所述一级减压阀2设置在高压储氢罐1与总电磁阀3之间，二级减压阀4设置在总电磁阀3与二级减压阀4之间。
所述压力检测传感器包括高压检测传感器8、中压检测传感器9和低压检测传感器10。
所述高压检测传感器8设置在高压储氢罐1与一级减压阀2之间，中压检测传感器9设置在一级减压阀2与总电磁阀3之间，低压检测传感器10设置在二级减压阀4与行程开关5之间。
所述瓶阀、一级减压阀2、总电磁阀3、二级减压阀4及行程开关5分别与电堆控制器6双向连接。
一种燃料电池供氢系统管路质量检测方法，包括如下步骤：
(1)首先，通过电堆控制器6关闭瓶阀，打开电磁总阀，对管路进行排空操作；
(2)然后通过上位机7启动检测，电堆控制器6自动打开储氢罐的瓶阀和电磁总阀，各检测传感器分别检测高压、中压、低压的压力值；
(3)根据预设的开阀状态压力值，判断瓶阀的打开状态，若高、低压力值满足预设值，则电磁总阀完全开启；否则根据不同压力检测传感器反馈的压力值，进行故障定位；
(4)当瓶阀和电磁总阀完全开启，正常工作后，通过上位机7与电堆控制器6通信，控制行程开关5开度，根据预设的行程开关5开度值状态下的高、低压压力值，判断减压阀、电磁总阀工作状态；
(5)通过电堆控制器6控制瓶阀和电磁总阀关闭，继续行程开关5开度，分别检测高、中、低压的压力值，根据上位机7上预设的关阀状态压力值判断阀门关闭状态，若阀门关闭后，高、中、低压压力值仍高于预设值，则瓶阀或总电磁阀3未完全关闭。
(6)最后上传检测结果，确定故障点。
本发明创造的工作原理：
如图2所示，1、利用BA等级的无缝不锈钢管及卡套将高压储氢瓶、一级减压阀2、电磁总阀、二级减压阀4及相关传感器按照原理图进行机械连通安装；高、中、低压传感器通过低压线束与供氢控制器连接；储氢控制器通过检测口与检验控制中枢连接；
2、高压储氢瓶1和一级减压阀22之间安装有高压压力检测传感器；
3、一级减压阀22与电磁总阀3之间安装有中压压力检测传感器；
4、在二级减压阀44与行程开关5之间安装低压压力检测传感器；
5、首先通过电堆控制器6关闭瓶阀，打开电磁总阀，对管路进行排空操作；
6、然后通过检测系统启动检测，电堆控制器6自动打开氢瓶电磁阀和电磁总阀，检测高压、中压、低压压力值，根据检测系统配置的减压阀输出压力值设定开阀检测压力值自动判断瓶阀打开状态，瓶阀打开后高低压力值满足设定值要求则电磁总阀完全开启，不满足则可根据高低压力值进行故障定位，进行检修；
7、当瓶阀和电磁总阀完全开启后，通过上位机7与电堆控制器6通信，控制行程开关5的开度值，根据设定开度值状态下的高低压压力值判断减压阀稳压、电磁总阀开启等是否正常，不正常则需要检修；
8、通过电堆控制器6控制储氢瓶电磁阀和电磁总阀关闭，控制行程开关5开度，检测高中低压压力值，根据上位机7上设定的关阀检测压力值判断阀门关闭状态，阀门断开后高中低压压力值高于一定值，阀门未完全关闭，需检修。
9、将这一套流检测流程进行自动化检测手段设计，检测者仅通过点击上位机7检测命令按钮就自动执行该套流程，并上报检测结果，确定故障点。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种燃料电池供氢系统管路质量检测装置，其特征在于：包括供气模块、输气模块、行程开关(5)及检测模块，所述供气模块、输气模块、行程开关(5)及检测模块依次管路连接，检测模块与输气模块连接；
供气模块，包括用于提供气源的高压储氢罐(1)及瓶阀；
输气模块，包括用供氢管路连接的减压阀及总电磁阀(3)；
检测模块，包括连接在供氢管路上的压力检测传感器，与压力检测传感器双向连接的电堆控制器(6)，及与电堆控制器(6)连接的上位机(7)；
燃料电池供氢系统管路质量检测装置的检测过程包括以下步骤：
（1）首先，通过电堆控制器(6)关闭瓶阀，打开电磁总阀，对管路进行排空操作；
（2）然后通过上位机(7)启动检测，电堆控制器(6)自动打开储氢罐的瓶阀和电磁总阀，各检测传感器分别检测高压、中压、低压的压力值；
（3）根据预设的开阀状态压力值，判断瓶阀的打开状态，若高、低压力值满足预设值，则电磁总阀完全开启；否则根据不同压力检测传感器反馈的压力值，进行故障定位；
（4）当瓶阀和电磁总阀完全开启，正常工作后，通过上位机(7)与电堆控制器(6)通信，控制行程开关(5)开度，根据预设的行程开关(5)开度值状态下的高、低压压力值，判断减压阀、电磁总阀工作状态；
（5）通过电堆控制器(6)控制瓶阀和电磁总阀关闭，继续行程开关(5)开度，分别检测高、中、低压的压力值，根据上位机(7)上预设的关阀状态压力值判断阀门关闭状态，若阀门关闭后，高、中、低压压力值仍高于预设值，则瓶阀或总电磁阀(3)未完全关闭；
（6）最后上传检测结果，确定故障点。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池供氢系统管路质量检测装置，其特征在于：所述的减压阀包括一级减压阀(2)和二级减压阀(4)，所述一级减压阀(2)设置在高压储氢罐(1)与总电磁阀(3)之间，二级减压阀(4)设置在总电磁阀(3)与二级减压阀(4)之间。
3.根据权利要求2所述的一种燃料电池供氢系统管路质量检测装置，其特征在于：所述瓶阀、一级减压阀(2)、总电磁阀(3)、二级减压阀(4)及行程开关(5)分别与电堆控制器(6)双向连接。
4.根据权利要求1所述的一种燃料电池供氢系统管路质量检测装置，其特征在于：所述压力检测传感器包括高压检测传感器(8)、中压检测传感器(9)和低压检测传感器(10)。
5.根据权利要求4所述的一种燃料电池供氢系统管路质量检测装置，其特征在于：所述高压检测传感器(8)设置在高压储氢罐(1)与一级减压阀(2)之间，中压检测传感器(9)设置在一级减压阀(2)与总电磁阀(3)之间，低压检测传感器(10)设置在二级减压阀(4)与行程开关(5)之间。
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