CN109585885A - 一种燃料电池汽车氢气报警测试用可变体积浓度氢气发生系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种燃料电池汽车氢气报警测试用可变体积浓度氢气发生系统，包括气体输出装置、能够储存混合气体的储存装置、可调控的氢气输入装置及可调控的空气输入端；氢气输入装置及空气输入端均与储存装置连通，储存装置上设有能够测试储存装置内部氢气浓度的测试装置，储存装置与气体输出装置连通。本发明所述的一种燃料电池汽车氢气报警测试用可变体积浓度氢气发生系统，解决了现有技术中，试验中不能满足规定浓度的氢气来检验燃料电池汽车的氢气泄露安全报警功能的问题。

Description

一种燃料电池汽车氢气报警测试用可变体积浓度氢气发生 系统
技术领域
本发明属于氢气燃料测试领域，尤其是涉及一种燃料电池汽车氢气报警测试用可变体积浓度氢气发生系统。
背景技术
随着社会发展，环境压力不断增大，各种节能减排技术和产品不断出现，氢燃料电池汽车正是在这种大环境下得以发展迅速。国外像丰田、本田、现代等汽车公司已经有商品汽车销售，国内也有氢燃料电池汽车在进行示范运行。燃料电池汽车的一个特点就是使用高压氢气(现在主要有35MPa和70MPa两种)，并且氢气具有密度小和易燃易爆等特点，其安全性收到极大关注。根据我国国家标准GB/T 24549-2009《燃料电池电动汽车安全要求》、美国SAE J2578《Recommended Practice for General Fuel Cell Vehicle Safety》及联合国GTR法规《Global technical regulation on hydrogen and fuel cell vehicles》都对整车氢安全方面的试验进行了规定。其中对燃料电池整车上氢气泄露的监测规定基本是这样的：燃料电池汽车对氢气泄露监测应具有两级报警功能，如果汽车自身的密闭或者半密闭空间中安装的氢气浓度传感器检测到空气中氢气浓度大于2％±1.0％，应该提供一级报警功能；如果检测到汽车自身的密闭或者半密闭空间中氢气浓度超过3％±1.0％，应该提供二级报警功能，汽车应该马上关闭主关断阀来隔离储氢系统。这个规定非常明确，但在现有技术中，试验中缺乏满足规定浓度的氢气来检验燃料电池汽车的氢气泄露安全报警功能的装置。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种燃料电池汽车氢气报警测试用可变体积浓度氢气发生系统，解决了现有技术中，试验中不能满足规定浓度的氢气来检验燃料电池汽车的氢气泄露安全报警功能的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种燃料电池汽车氢气报警测试用可变体积浓度氢气发生系统，包括气体输出装置、能够储存混合气体的储存装置、可调控的氢气输入装置及可调控的空气输入端；
所述氢气输入装置及空气输入端均与所述储存装置连通，所述储存装置上设有能够测试储存装置内部氢气浓度的测试装置，所述储存装置与气体输出装置连通。
进一步的，所述氢气输入装置、测试装置及空气输入端均与控制装置连接。
进一步的，所述氢气输入装置包括氢气储存装置及氢气流量计，所述氢气储存装置通过减压阀与氢气流量计连通，所述氢气流量计与所述储存装置连通，所述氢气流量计与控制装置连接。
进一步的，所述氢气储存装置为小型氢气瓶。
进一步的，所述氢气流量计通过开关阀门与所述储存装置连通。
进一步的，所述空气输入端包括空气滤清器及空气流量计，所述空气滤清器通过所述空气流量计与所述储存装置连通，所述空气流量计与所述控制装置连接。
进一步的，所述气体输出装置包括输气泵、输气软管及喷头，所述输气泵与所述储存装置连通，所述输气泵通过所述输气软管与所述喷头连通。
进一步的，所述氢气流量计、所述空气流量计、所述输气泵及所述控制装置均与电源装置连接。
进一步的，所述测试装置为氢气浓度传感器。
进一步的，所述电源装置为低压电源。
相对于现有技术，本发明所述的一种燃料电池汽车氢气报警测试用可变体积浓度氢气发生系统具有以下优势：
本发明所述的一种燃料电池汽车氢气报警测试用可变体积浓度氢气发生系统，本装置能够根据试验要求输出给定体积浓度的氢气空气混合气，用于燃料电池汽车的氢气报警功能的测试验证，在燃料电池汽车氢气泄露报警功能测试时，能够提供规定体积浓度的氢气空气混合气体，并且能够自由调节混合气体中的氢气浓度，装置整体简单，操作使用过程中安全可靠，并且成本较低。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种燃料电池汽车氢气报警测试用可变体积浓度氢气发生系统示意图。
附图标记说明：
1-氢气储存装置；2-减压阀；3-氢气流量计；4-空气滤清器；5-空气流量计；6-储存装置；7-测试装置；8-输气泵；9-输气软管；10-喷头；11-开关阀门；12-电源装置；13-控制装置。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，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。
一种燃料电池汽车氢气报警测试用可变体积浓度氢气发生系统，如图1所示，包括气体输出装置、能够储存混合气体的储存装置6、可调控的氢气输入装置及可调控的空气输入端；
本实施例中，储存装置6为混合气体储存罐，储存装置6用于混合空气和氢气以及临时储存氢气和空气混合气。
氢气输入装置及空气输入端均与储存装置6连通，储存装置6上设有能够测试储存装置6内部氢气浓度的测试装置7，储存装置6与气体输出装置连通，测试装置7用于测试储存装置6输出的混合气体中的氢气体积浓度，并为控制装置13提供氢气体积浓度反馈信号。
氢气输入装置、测试装置7及空气输入端均与控制装置13连接，控制装置13用于根据使用者选定的氢气体积浓度目标值和氢气体积浓度传感器的反馈，控制氢气流量计3和空气流量计5的输出流量，达到氢气体积浓度设定目标要求。
本实施例中，控制装置13为PLC单片机。
氢气输入装置包括氢气储存装置1及氢气流量计3，氢气储存装置1通过减压阀2与氢气流量计3连通，氢气流量计3与储存装置6连通，氢气流量计3与控制装置13连接，减压阀2用于为氢气储存装置1输出的高压氢气减压，氢气流量计3为可变氢气体积流量计，在控制装置13的指令下改变输出的氢气体积流量。
本实施例中，氢气储存装置1为小型氢气瓶，小型氢气瓶用于储存高纯度的高压氢气。
氢气流量计3通过开关阀门11与储存装置6连通，开关阀门11为手动开关阀，用于关闭和接通氢气支路。
空气输入端包括空气滤清器4及空气流量计5，空气滤清器4通过空气流量计5与储存装置6连通，空气流量计5与控制装置13连接，空气滤清器4用于过滤进入空气支路的空气，空气流量计5为可变空气体积流量计，在控制装置13的指令下改变输出的空气体积流量。
气体输出装置包括输气泵8、输气软管9及喷头10，输气泵8与储存装置6连通，输气泵8通过输气软管9与喷头10连通，输气泵8用于通过输气软管9输送混合气体到喷头10输出到被测车载氢气浓度传感器；输气软管9用于输送混合气体；喷头10用于把混合气体对准试验对象。
氢气流量计3、空气流量计5、输气泵8及控制装置13均与电源装置12连接，电源装置12用于给氢气流量计3、空气流量计5、输气泵8和控制装置13供电。
测试装置7为氢气浓度传感器,电源装置12为低压电源。
本实例的工作方式
试验时，首先根据输出氢气体积浓度目标值，在控制装置13设定需要的氢气浓度值；然后打开小型氢气瓶和开关阀门11，启动输气泵8，控制装置13根据测试装置7的测量值，及时调整氢气流量计3或空气流量计5的体积流量，使得输出混合气体中的氢气体积浓度达到设定值，然后可以把喷头10近距离对准要测试的车载氢气浓度传感器，为其提供满足氢气报警功能测试要求的氢气空气混合气。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃料电池汽车氢气报警测试用可变体积浓度氢气发生系统，其特征在于：包括气体输出装置、能够储存混合气体的储存装置(6)、可调控的氢气输入装置及可调控的空气输入端；
所述氢气输入装置及空气输入端均与所述储存装置(6)连通，所述储存装置(6)上设有能够测试储存装置(6)内部氢气浓度的测试装置(7)，所述储存装置(6)与气体输出装置连通。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池汽车氢气报警测试用可变体积浓度氢气发生系统，其特征在于：所述氢气输入装置、测试装置(7)及空气输入端均与控制装置(13)连接。
3.根据权利要求2所述的一种燃料电池汽车氢气报警测试用可变体积浓度氢气发生系统，其特征在于：所述氢气输入装置包括氢气储存装置(1)及氢气流量计(3)，所述氢气储存装置(1)通过减压阀(2)与氢气流量计(3)连通，所述氢气流量计(3)与所述储存装置(6)连通，所述氢气流量计(3)与控制装置(13)连接。
4.根据权利要求3所述的一种燃料电池汽车氢气报警测试用可变体积浓度氢气发生系统，其特征在于：所述氢气储存装置(1)为小型氢气瓶。
5.根据权利要求3所述的一种燃料电池汽车氢气报警测试用可变体积浓度氢气发生系统，其特征在于：所述氢气流量计(3)通过开关阀门(11)与所述储存装置(6)连通。
6.根据权利要求5所述的一种燃料电池汽车氢气报警测试用可变体积浓度氢气发生系统，其特征在于：所述空气输入端包括空气滤清器(4)及空气流量计(5)，所述空气滤清器(4)通过所述空气流量计(5)与所述储存装置(6)连通，所述空气流量计(5)与所述控制装置(13)连接。
7.根据权利要求6所述的一种燃料电池汽车氢气报警测试用可变体积浓度氢气发生系统，其特征在于：所述气体输出装置包括输气泵(8)、输气软管(9)及喷头(10)，所述输气泵(8)与所述储存装置(6)连通，所述输气泵(8)通过所述输气软管(9)与所述喷头(10)连通。
8.根据权利要求7所述的一种燃料电池汽车氢气报警测试用可变体积浓度氢气发生系统，其特征在于：所述氢气流量计(3)、所述空气流量计(5)、所述输气泵(8)及所述控制装置(13)均与电源装置(12)连接。
9.根据权利要求8所述的一种燃料电池汽车氢气报警测试用可变体积浓度氢气发生系统，其特征在于：所述测试装置(7)为氢气浓度传感器。
10.根据权利要求8所述的一种燃料电池汽车氢气报警测试用可变体积浓度氢气发生系统，其特征在于：所述电源装置(12)为低压电源。
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