CN110661018A - 一种氢燃料电池车辆氢泄露位置检测方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及氢燃料电池车辆技术领域，涉及一种氢燃料电池车辆氢泄露位置检测方法及系统。本发明通过在气体管道上设置泄漏口来模拟车辆的氢泄漏点，通过多个氢泄露传感器采集信息得到泄漏浓度数据，通过气体浓度数据定位车辆的泄漏聚集位置，可针对性的在氢燃料电池车辆的相应位置安装氢泄漏传感器，通过具体的氢燃料电池车辆氢泄露位置检测方法来获得安装氢泄露传感器位置，其可实时监控氢燃料电池的工作状态并快速定位氢泄漏点，可以避免意外的发生，解决了国内车辆安装氢泄漏探测器位置的随意性，提高了氢燃料电池车辆的安全性能。

Description

一种氢燃料电池车辆氢泄露位置检测方法及系统
技术领域
本发明涉及氢燃料电池车辆技术领域，涉及一种氢燃料电池车辆氢泄露位置检测方法及系统。
背景技术
在国标GBT26990-2011燃料电池电动汽车车载氢系统中规定了必须安装氢泄漏探测器，但目前氢燃料电池车辆氢泄露位置确定国内目前是靠经验，同时也没有定性的采集氢泄漏浓度的数据，来作为定位氢泄露探测器位置的设计来源。同样长度的车有的装3-4个探测器，有的装5-6个，并且安装位置也有差异，主要是安装在氢瓶上方、电堆上方、车内空调回风口、加氢口等，车辆在停车或行车时，氢气泄漏扩散不同；不同部位泄露，扩散的情况也不同，这会导致氢气泄漏扩散在车内聚集的区域不同，会造成氢泄漏探测器无法准确识别氢泄露位置或者识别氢泄露位置慢的问题，给车辆行驶安全带来隐患。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可实时监控氢燃料电池的工作状态并快速定位氢泄漏点的氢燃料电池车辆氢泄露位置检测方法及系统。
为了解决上述技术问题，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种氢燃料电池车辆氢泄露位置检测方法及系统，包括以下步骤:
步骤1，确定检测车辆的空间体积大小以及车辆上氢有可能泄露的区域，且装载有氢罐的检测车辆处于静止未上电状态，放置在通风条件良好的区域；
步骤2，将若干个氢泄露传感器设置在氢有可能泄露的区域上，在检测车辆上设置气体管道，气体管道上设置有用于泄漏氢气的泄漏口，将氢罐与气体管道导通；
步骤3，对氢泄露传感器获得检测信号处理得到气体浓度数据，通过气体浓度数据获得相应泄漏口位置；
步骤4，重复步骤1-3，以此确定氢泄露传感器在氢燃料电池车辆上的安装位置。
优选的，步骤1中，所述车辆氢有可能泄露的区域为车辆上的氢气管路接口部位。
优选的，步骤2中，所述气体管道的直径为3-5毫米，且气体管路垂直放置在检测车辆上。
优选的，步骤2中，所述泄漏孔的泄气流量为气体的流量为570毫升/分钟，其位置设置在检测车辆最高点向下14.2厘米和从地面往上12.5厘米的位置，即分别从检测车辆上方向和下方向进行氢气泄放。
优选的，步骤1中，将检测车辆上的氢罐中的氢气全部排出，进行一次完全换气；换气后的氢罐内的压力为10Kpa。
优选的，步骤3中，先氢泄露传感器获得检测信号进行中位值平均滤波处理，再将中位值平均滤波处理后的检测信号换算为气体浓度数据。
优选的，在步骤2中，再将氢罐与气体管道导通前，对检测车辆进行吹风操作，用以模拟检测车辆的行车过程。
本发明还包括一种氢燃料电池车辆氢泄露位置检测系统，包括电脑、氢罐、检测车辆以及多个氢泄露传感器，所述氢泄露传感器设置在所述检测车辆上各个氢气管路接口部位，所述氢罐上与检测车辆上的空气阀通过氢气配管连接，所述氢气配管上设置有流量计，所述氢泄露传感器与数据记录仪电连接，所述数据记录仪与电脑电连接，所述氢泄露传感器与电源电连接。
本发明的有益效果：
本发明通过在气体管道上设置泄漏口来模拟车辆的氢泄漏点，通过多个氢泄露传感器采集信息得到泄漏浓度数据，通过气体浓度数据定位车辆的泄漏聚集位置，可针对性的在氢燃料电池车辆的相应位置安装氢泄漏传感器，通过具体的氢燃料电池车辆氢泄露位置检测方法来获得安装氢泄露传感器位置，其可实时监控氢燃料电池的工作状态并快速定位氢泄漏点，可以避免意外的发生，解决了国内车辆安装氢泄漏探测器位置的随意性，提高了氢燃料电池车辆的安全性能。
附图说明
图1是本发明的一种氢燃料电池车辆氢泄露位置检测系统示意图。
图2是本发明的气体管路示意图。
图3是本发明的氢泄露传感器取得的数据图像示意图。
图中标号说明：1、检测车辆；2、氢罐；3、流量计；4、空气阀；5、氢泄露传感器；6、电脑；7、数据记录仪；8、电源；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
参照图1-3所示，一种氢燃料电池车辆氢泄露位置检测方法及系统，包括以下步骤:
步骤1，确定检测车辆1的空间体积大小(从车辆的结构来说，氢气如果无法进入乘客舱，实际操作应减掉乘客体积)以及车辆上氢有可能泄露的区域，且装载有氢罐2的检测车辆1处于静止未上电状态，放置在通风条件良好的区域；
步骤2，将若干个氢泄露传感器5设置在氢有可能泄露的区域上，在检测车辆1上设置气体管道，气体管道上设置有用于泄漏氢气的泄漏口，将氢罐2与气体管道导通；
步骤3，对氢泄露传感器5获得检测信号处理得到气体浓度数据，通过气体浓度数据获得相应泄漏口位置；
步骤4，重复步骤1-3，以此确定氢泄露传感器5在氢燃料电池车辆上的安装位置。
本发明通过在气体管道上设置泄漏口来模拟车辆的氢泄漏点，通过多个氢泄露传感器5采集信息得到泄漏浓度数据，通过气体浓度数据定位车辆的泄漏聚集位置，可针对性的在氢燃料电池车辆的相应位置安装氢泄漏传感器，通过具体的氢燃料电池车辆氢泄露位置检测方法来获得安装氢泄露传感器5位置，其可实时监控氢燃料电池的工作状态并快速定位氢泄漏点，可以避免意外的发生，解决了国内车辆安装氢泄漏探测器位置的随意性，提高了氢燃料电池车辆的安全性能。
步骤1中，所述车辆氢有可能泄露的区域为车辆上的氢气管路接口部位，其后会通过分析大量采集到的泄漏探测器数据，再将氢有可能泄露的区域具体定位在车辆的实际分布位置，其可为安装氢泄漏探测器位置提供准确位置，提高氢泄露传感器5的检测精度。
在实际车辆行驶过程中氢气泄漏，可能是由于管路中被腐蚀的小孔，通常孔径是毫米级的，所以在步骤2中，采用的气体管道的直径为3-5毫米，且气体管路垂直放置在检测车辆1上。
步骤2中，所述泄漏孔的泄气流量为气体的流量为570毫升/分钟(直径0.2毫米的小孔施加10kpa的压力所流动的氢气流量，10kpa压力设定来源于家用燃料电池在该压力下就可以让电堆工作，低至6kpa压力也能工作)，其位置设置在检测车辆1最高点向下14.2厘米和从地面往上12.5厘米的位置，即分别从检测车辆1上方向和下方向进行氢气泄放。
步骤1中，将检测车辆1上的氢罐2中的氢气全部排出，进行一次完全换气；换气后的氢罐2内的压力为10Kpa。
在步骤3中，气体管道按照1％、2％、4％进行泄漏测试，并通过电脑6监控各氢泄露传感器5的检测信号
步骤3中，先氢泄露传感器5获得检测信号进行中位值平均滤波处理，再将中位值平均滤波处理后的检测信号换算为气体浓度数据；检测信号进行中位值平均滤波处理可消除了由大幅度的脉冲性干扰引起的采样值偏差，另对周期性随机噪声干扰有良好的抑制作用，平滑度高。通过中位值平均滤波处理后，检测数据的可靠性得到了保证。
在步骤2中，再将氢罐2与气体管道导通前，对检测车辆1进行吹风操作，用以模拟检测车辆1的行车过程。
增加了吹风的流动模拟行车过程中的检测车辆1，通过氢泄露传感器5检测有可能停留在车辆后方的氢气，氢泄露传感器5检测的氢气的浓度会被风的流动稀释，其可采用超声谐振腔传感器与氢泄露传感器5同步获取氢气浓度，进一步提高灵敏度。
本发明还包括一种氢燃料电池车辆氢泄露位置检测系统，包括电脑6、氢罐2、检测车辆1以及多个氢泄露传感器5，所述氢泄露传感器5设置在所述检测车辆1上各个氢气管路接口部位，所述氢罐2上与检测车辆1上的空气阀4通过氢气配管连接，所述氢气配管上设置有流量计3，所述氢泄露传感器5与数据记录仪7电连接，所述数据记录仪7与电脑6电连接，所述氢泄露传感器5与电源8电连接。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种氢燃料电池车辆氢泄露位置检测方法，其特征在于，包括以下步骤:
步骤1，确定检测车辆的空间体积大小以及车辆上氢有可能泄露的区域，且装载有氢罐的检测车辆处于静止未上电状态，放置在通风条件良好的区域；
步骤2，将若干个氢泄露传感器设置在氢有可能泄露的区域上，在检测车辆上设置气体管道，气体管道上设置有用于泄漏氢气的泄漏口，将氢罐与气体管道导通；
步骤3，对氢泄露传感器获得检测信号处理得到气体浓度数据，通过气体浓度数据获得相应泄漏口位置；
步骤4，重复步骤1-3，以此确定氢泄露传感器在氢燃料电池车辆上的安装位置。
2.如权利要求1所述的氢燃料电池车辆氢泄露位置检测方法，其特征在于，步骤1中，所述车辆氢有可能泄露的区域为车辆上的氢气管路接口部位。
3.如权利要求1所述的氢燃料电池车辆氢泄露位置检测方法，其特征在于，步骤2中，所述气体管道的直径为3-5毫米，且气体管路垂直放置在检测车辆上。
4.如权利要求1所述的氢燃料电池车辆氢泄露位置检测方法，其特征在于，步骤2中，所述泄漏孔的泄气流量为气体的流量为570毫升/分钟，其位置设置在检测车辆最高点向下14.2厘米和从地面往上12.5厘米的位置，即分别从检测车辆上方向和下方向进行氢气泄放。
5.如权利要求1所述的氢燃料电池车辆氢泄露位置检测方法，其特征在于，步骤1中，将检测车辆上的氢罐中的氢气全部排出，进行一次完全换气；换气后的氢罐内的压力为10Kpa。
6.如权利要求1所述的氢燃料电池车辆氢泄露位置检测方法，其特征在于，步骤3中，先氢泄露传感器获得检测信号进行中位值平均滤波处理，再将中位值平均滤波处理后的检测信号换算为气体浓度数据。
7.如权利要求1所述的氢燃料电池车辆氢泄露位置检测方法，其特征在于，在步骤2中，再将氢罐与气体管道导通前，对检测车辆进行吹风操作，用以模拟检测车辆的行车过程。
8.一种氢燃料电池车辆氢泄露位置检测系统，其特征在于，包括电脑、氢罐、检测车辆以及多个氢泄露传感器，所述氢泄露传感器设置在所述检测车辆上各个氢气管路接口部位，所述氢罐上与检测车辆上的空气阀通过氢气配管连接，所述氢气配管上设置有流量计，所述氢泄露传感器与数据记录仪电连接，所述数据记录仪与电脑电连接，所述氢泄露传感器与电源电连接。
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