CN111442933B - 一种燃料电池客车碰撞安全检测装置及其控制方法 - Google Patents

一种燃料电池客车碰撞安全检测装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的是一种燃料电池客车碰撞安全检测装置，同时还披露了燃料电池客车碰撞安全检测装置的控制使用方法。本发明采用管路互锁的检测方案，使用一种简单且经济、高精度的氢气管道电阻应力检测装置，在氢气管道和燃料电池箱体上面粘贴应变片作为测试点，通过拾取各应变信号经过电桥平衡电路和信号放大电路，判断各测试点的变形情况，这样可以直接检测氢气管路是否受损，并综合三轴加速度、绝缘电阻值、氢气泄露值、燃料电池系统冷却液液位等电信号判断车辆是否发生碰撞，提早发现氢气管理受损造成的氢泄露危险，也可避免车辆碰撞后氢气泄露导致爆炸或人员触电等二次事故发生。

Description

一种燃料电池客车碰撞安全检测装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及的是燃料电池客车碰撞安全领域，更具体地说是一种燃料电池客车碰撞安全检测装置及其控制方法。
背景技术
燃料电池客车能量源来自燃料电池系统与动力电池系统，其中，燃料电池系统是通过氢气与氧气（来自于空气）化学反应产生电能的发电装置，动力电池系统是一种高电压的储能装置。现阶段燃料电池系统的成本昂贵，在整车成本中的占比约为50%，且使用寿命仅上万小时，同时氢气是一种易燃易爆的危险气体，它与空气混合的爆炸极限范围为4.0%～75.6%(体积浓度)，对于燃料电池车辆发生碰撞时，可能引起氢气管路或氢气流道损坏，导致车辆爆炸或人员触电的二次事故。因此，整车需要积极研究车辆碰撞安全的检测装置，以及碰撞引起车辆的氢气安全和氢、电耦合安全等。
然而，燃料电池客车不同于乘用车，客车载客人数多、车辆尺寸大、整车质量重、城郊工况复杂，当客车与乘用车等轻型车辆发生碰撞时，车辆的车速变化率不明显，仅通过碰撞传感器检测加速度或加速度变化量，有时传感器是无法确定实际发生碰撞，然而此时车辆碰撞（特别是车辆侧面碰撞）可能已经破坏燃料电池系统或氢气管路及接口等，局部可能已经发生氢气泄露，燃料电池系统仍处于正常工作状态，极易导致二次事故发生。还有可能因为碰撞传感器的安装位置或数量的原因，当发生车辆前轴发生横摆时，碰撞传感器安装在车辆后方的燃料电池系统附件，无法检测到车辆横摆角加速度，甚至传感器设定的碰撞阈值过大，碰撞无法触发报警。
目前，市面上燃料电池车辆安装的碰撞传感器，当检测到车辆发生严重碰撞时，即使车辆碰撞没有危害到燃料电池系统、供氢系统及整车其他高压部件时，均通过控制供氢系统关闭氢气阀门，采取燃料电池系统紧急关机的方式，极易导致燃料电池电堆反应气体饥饿、动态电位循环及高电位引起催化剂及其载体等材料衰减，缩短燃料电池电堆的使用寿命。
发明内容
本发明公开的是一种燃料电池客车碰撞安全检测装置及其控制方法，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：
一种燃料电池客车碰撞安全检测装置，包括布置于车顶的供氢系统和布置在车顶后方或车顶后背高压舱中的燃料电池系统，通过不锈钢氢气管将该供氢系统的各元器件连接设置，该供氢系统的不锈钢氢气管管道四周及该燃料电池系统各个基准面均布置有电阻应变片作为传感器，所述供氢系统的不锈钢氢气管管道及供氢系统的电磁阀、传感器上每隔设定的距离s分别设置一个测试点，每个测试点在管道外围表面的上、下、左、右四个位置分别粘贴一个所述电阻应变片，该电阻应变片在测量各测试点获得的应变
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
，表示测试点经过A、B、C、D四个位置且与轴线平行的四段氢气管道的应变大小；所述燃料电池系统外廓体的前、后、左、右、上、下六个基准面上，每隔设定的距离d布置一排测试点，在前和后、左和右、上和下三个对称面上，分别在每个对称面上设置两个位置E和F各粘贴一个电阻应变片，该测试点测量获得的应变为
Figure 896810DEST_PATH_IMAGE002
和
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
；还包括设置在燃料电池客车上面的两个三轴加速传感器，在车辆上对角线对称布置，该三轴加速传感器分别测量车辆三个方向的加速度大小及方向，分别设置为车辆前后方向作为X轴、车轴左右方向作为Y轴、车辆上下方向作为Z轴。
更进一步，所述粘贴应变片的方向平行于氢气流向的管道轴线上。
更进一步，获得的所述应变
Figure 110622DEST_PATH_IMAGE001
接入组成全桥电路，该应变
Figure 498878DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE005
组成上臂电桥，应变
Figure 396427DEST_PATH_IMAGE006
和
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE007
组成下臂电桥，
Figure 359573DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 811414DEST_PATH_IMAGE006
之间与
Figure 737782DEST_PATH_IMAGE005
和
Figure 939437DEST_PATH_IMAGE007
之间分别接外部直流电源U的正极和负极，
Figure 558637DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 232195DEST_PATH_IMAGE005
之间与
Figure 899937DEST_PATH_IMAGE006
和
Figure 365554DEST_PATH_IMAGE007
之间获得输出电压U1=1/4*(
Figure 280289DEST_PATH_IMAGE008
-
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE009
-
Figure 300197DEST_PATH_IMAGE006
+
Figure 37209DEST_PATH_IMAGE007
)*K*U，其中
Figure 967119DEST_PATH_IMAGE010
为电阻应变片的比例常数，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE011
为外接直流电源的电压。
更进一步，获得的所述应变
Figure 583914DEST_PATH_IMAGE012
和
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE013
接入组成半桥邻边电路，电阻应变
Figure 91119DEST_PATH_IMAGE012
和
Figure 303926DEST_PATH_IMAGE013
组成上臂电桥，另下臂电桥接入固定电阻R，与电阻应变原始电阻R0保持一致，上臂电桥与下臂电桥之间分别接外部直流电源U的正极和负极，则输出电压U2=1/4*(
Figure 212976DEST_PATH_IMAGE012
-
Figure 469514DEST_PATH_IMAGE013
)*K*U，其中，
Figure 464014DEST_PATH_IMAGE010
为电阻应变片的比例常数，
Figure 214933DEST_PATH_IMAGE011
为外接直流电源的电压。
一种燃料电池客车碰撞安全检测装置的控制方法，所述安全检测装置的控制方法包括以下具体步骤：
步骤1：系统上电启动，判断燃料电池系统是否处于工作状态，当其处于工作状态，则进入步骤2，否则继续进行判断；
步骤2：计算全桥电路的输出电压U1和计算半桥邻边电路的输出电压U2，然后进入步骤3；
步骤3：判断测试点的电压U1是否大于设定的电压阈值U0，当测试点的电压U1大于阈值U0时，不锈钢氢气管道及电磁阀、传感器上受到异常碰撞，则进入步骤8；当测试点的电压U1不大于U0时，则进入步骤4；
步骤4：判断测试点的电压U2是否大于设定的阈值U0，当测试点的电压U2大于阈值U0时，燃料电池箱体受到异常碰撞，则进入步骤8；当测试点的电压U2不大于U0时，则进入步骤5；
步骤5：判断三轴加速度传感器的加速度值是否大于设定的阈值，当三轴加速度传感器的加速度值大于设定阈值时，则进入步骤6继续判断控制，当三轴加速度传感器的加速度值不大于设定阈值时，则返回重新继续判断三轴加速度传感器的加速度值；
步骤6：判断车速变化量是否大于设定的阈值，当大于设定阈值时，则进入步骤7继续判断控制，当不大于设定阈值时，则重新返回步骤5继续判断三轴加速度传感器的加速度值；
步骤7：判断电阻应变片测试点输出电压是否超过阈值U0，当超过阈值U0时，则进入步骤8，当不超过阈值U0时，则进入步骤9；
步骤8：发送燃料电池系统应急关堆指令，同时关闭氢气管路电磁阀，并触发碰撞安全控制系统三级故障，其中，该碰撞安全控制系统有三个故障级别，分别为一级故障、二级故障和三级故障，三级故障为等级最高，其次是二级故障和一级故障；
步骤9： 将紧急制动指令发送给整车控制器，同时，发送燃料电池系统正常关机指令，并触发碰撞安全控制系统二级故障，然后进入步骤10；
步骤10：通过CAN网络获取供氢系统舱、燃料电池系统舱、加氢口舱、乘客舱区域布置的氢浓度传感器检测的氢气泄漏浓度值，然后比较计算，获得氢气泄漏浓度最大值Pmax；
步骤11：判断是否检测到氢气泄漏浓度值，当未检测到氢气泄漏浓度值时，则进入步骤12，当检测到氢气泄漏浓度值时，则进入步骤13；
步骤12：触发碰撞安全控制系统一级故障；
步骤13：判断氢气泄漏浓度最大值是否高于设定阈值P1，当氢气泄漏浓度最大值高于设定阈值P1时，触发碰撞安全控制系统二级故障，同时发送燃料电池系统正常关机指令；当氢气泄漏浓度最大值不高于设定阈值P1时，则进入步骤14继续判断控制；
步骤14：判断氢气泄漏最大值是否高于设定阈值P2，当氢气泄漏浓度最大值高于设定阈值P2时，触发碰撞安全控制系统三级故障，同时发送燃料电池系统正常关机指令；当氢气泄漏浓度最大值不高于设定阈值P2时，则进入步骤15继续判断控制；
步骤15：判断是满足系统下电要求，当不满足要求时，进入步骤2重新进行判断控制，当满足系统下电要求时，则系统下电，完成控制操作。
更进一步，所述步骤2中该全桥电路有N个，半桥邻边电路有M个。
更进一步，所述三个故障级别当有多个故障同时发生时，该碰撞安全控制系统只发送最高等级的故障。
碰撞安全控制系统根据三轴加速度传感器判断车辆碰撞的条件如下：
1）加速度传感器检测到X轴方向上的加速度值大于设定阈值
Figure 447331DEST_PATH_IMAGE014
，即
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE015
；或者传感器检测到Y轴方向上的加速度值大于某个设定阈值
Figure 267913DEST_PATH_IMAGE016
，即
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE017
；或者传感器检测到Z轴方向上的加速度值大于某个设定阈值
Figure 421814DEST_PATH_IMAGE018
，即
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE019
；
2）传感器检测的加速度变化率大于设定阈值
Figure 288007DEST_PATH_IMAGE020
，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE021
为设定的滤波时间；
3)在加速度变化期间，碰撞安全控制系统需判断车辆当前车速变化量大于某个设定阈值V0；
通过上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明提出一种燃料电池客车碰撞安全检测装置及控制方法，提出采用管路互锁的检测方案，使用一种简单且经济、高精度的氢气管道电阻应力检测装置，在氢气管道和燃料电池箱体上面粘贴应变片作为测试点，通过拾取各应变信号经过电桥平衡电路和信号放大电路，判断各测试点的变形情况，这样可以直接检测氢气管路是否受损，并综合三轴加速度、绝缘电阻值、氢气泄露值、燃料电池系统冷却液液位等电信号判断车辆是否发生碰撞，这样可以提早发现氢气管理受损造成的氢泄露危险，也可避免车辆碰撞后氢气泄露导致爆炸或人员触电等二次事故发生，同时在车辆发生碰撞，但未造成氢气管路或氢气流场损害的，燃料电池系统采取正常关机的方式，避免多次触发燃料电池系统紧急关机带来使用寿命的缩短。
1、本发明提出管路互锁的检测方案，沿着氢气管路布置电阻应变片传感器，实现对各条氢气管路的检测从而判断是否受损，即使车辆未发生碰撞，但氢气管路受损也可通过管路互锁检测出结果。
2、本发明在氢气管路和燃料电池系统箱体上粘贴电阻应变片的检测装置，可以直接检测碰撞是否对氢气管路造成损害，若在整车发生碰撞危害到氢气管路时，则采取燃料电池系统应急关机和关断供氢系统电磁阀的控制方法，从源头上截断氢气供应；若在整车发生碰撞未危害到氢气管路时，则将燃料电池系统正常关机，关机所需时间较长，但可以有效延长燃料电池系统的使用寿命。
3、本发明在氢气管路粘贴四个位置的电阻应变片作为一个测试点，燃料电池系统箱体在对面上粘贴两个位置的电阻应变片作为一个测试点，在测试点之间的距离设置足够近，每个测试点附近的管道或箱体轴向形变是均匀的。
4、本发明将电阻应变信号经过电桥平衡电路和信号放大电路，碰撞安全控制系统可以识别轴向微小的形变。
5、本发明的整车在氢气管路附件对称布置两个三轴加速度传感器，控制系统通过判断三轴加速度信号，还有加速度的变化率以及当前车速变化量，可以实现在减少传感器的使用数量，同时精确判断整车碰撞的检测机制。
6、本发明还提出检测CAN网络上氢浓度泄露值、燃料电池系统冷却液液位传感器信号、整车绝缘电阻值等信号，可以间接判断车辆是否处于碰撞状态，及时采取相应的检测机制。
附图说明
图1是本发明氢气管路粘贴应变片示意图；
图2是本发明燃料电池箱体上下对称面粘贴应变片示意图；
图3是本发明电阻应变片组成全桥电路结构示意图。
图4是本发明电阻应变片组成半桥邻边电路结构示意图。
图5是本发明碰撞安全控制系统流程图。
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至图5所示，一种燃料电池客车碰撞安全检测装置，包括布置于车顶的供氢系统和布置在车顶后方或车顶后背高压舱中的燃料电池系统，通过不锈钢氢气管将该供氢系统的各元器件连接设置，该供氢系统的不锈钢氢气管管道四周及该燃料电池系统各个基准面均布置有电阻应变片作为传感器，所述供氢系统的不锈钢氢气管管道及供氢系统的电磁阀、传感器上每隔设定的距离s分别设置一个测试点，每个测试点在管道外围表面的上、下、左、右四个位置分别粘贴一个所述电阻应变片，该电阻应变片在测量各测试点获得的应变
Figure 781437DEST_PATH_IMAGE001
，表示测试点经过A、B、C、D四个位置且与轴线平行的四段氢气管道的应变大小；所述燃料电池系统外廓体的前、后、左、右、上、下六个基准面上，每隔设定的距离d布置一排测试点，在前和后、左和右、上和下三个对称面上，分别在每个对称面上设置两个位置E和F各粘贴一个电阻应变片，该测试点测量获得的应变为
Figure 255143DEST_PATH_IMAGE002
和
Figure 83291DEST_PATH_IMAGE003
；还包括设置在燃料电池客车上面的两个三轴加速传感器，在车辆上对角线对称布置，该三轴加速传感器分别测量车辆三个方向的加速度大小及方向，分别设置为车辆前后方向作为X轴、车轴左右方向作为Y轴、车辆上下方向作为Z轴。
更进一步，所述粘贴应变片的方向平行于氢气流向的管道轴线上。
更进一步，获得的所述应变
Figure 566225DEST_PATH_IMAGE001
接入组成全桥电路，该应变
Figure 507636DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 293189DEST_PATH_IMAGE005
组成上臂电桥，应变
Figure 749579DEST_PATH_IMAGE006
和
Figure 708307DEST_PATH_IMAGE007
组成下臂电桥，
Figure 953825DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 972597DEST_PATH_IMAGE006
之间与
Figure 509757DEST_PATH_IMAGE005
和
Figure 68915DEST_PATH_IMAGE007
之间分别接外部直流电源U的正极和负极，
Figure 657022DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 846695DEST_PATH_IMAGE005
之间与
Figure 277676DEST_PATH_IMAGE006
和
Figure 499579DEST_PATH_IMAGE007
之间获得输出电压U1=1/4*(
Figure 332406DEST_PATH_IMAGE008
-
Figure 365084DEST_PATH_IMAGE009
-
Figure 221044DEST_PATH_IMAGE006
+
Figure 715480DEST_PATH_IMAGE007
)*K*U，其中
Figure 402813DEST_PATH_IMAGE010
为电阻应变片的比例常数，
Figure 858590DEST_PATH_IMAGE011
为外接直流电源的电压。
更进一步，获得的所述应变
Figure 998584DEST_PATH_IMAGE012
和
Figure 313022DEST_PATH_IMAGE013
接入组成半桥邻边电路，电阻应变
Figure 854861DEST_PATH_IMAGE012
和
Figure 744189DEST_PATH_IMAGE013
组成上臂电桥，另下臂电桥接入固定电阻R，与电阻应变原始电阻R0保持一致，上臂电桥与下臂电桥之间分别接外部直流电源U的正极和负极，则输出电压U2=1/4*(
Figure 371479DEST_PATH_IMAGE012
-
Figure 489608DEST_PATH_IMAGE013
)*K*U，其中，
Figure 354796DEST_PATH_IMAGE010
为电阻应变片的比例常数，
Figure 290391DEST_PATH_IMAGE011
为外接直流电源的电压。
一种燃料电池客车碰撞安全检测装置的控制方法，所述安全检测装置的控制方法包括以下具体步骤：
步骤1：系统上电启动，判断燃料电池系统是否处于工作状态，当其处于工作状态，则进入步骤2，否则继续进行判断；
步骤2：计算全桥电路的输出电压U1和计算半桥邻边电路的输出电压U2，然后进入步骤3；
步骤3：判断测试点的电压U1是否大于设定的电压阈值U0，当测试点的电压U1大于阈值U0时，不锈钢氢气管道及电磁阀、传感器上受到异常碰撞，则进入步骤8；当测试点的电压U1不大于U0时，则进入步骤4；
步骤4：判断测试点的电压U2是否大于设定的阈值U0，当测试点的电压U2大于阈值U0时，燃料电池箱体受到异常碰撞，则进入步骤8；当测试点的电压U2不大于U0时，则进入步骤5；
步骤5：判断三轴加速度传感器的加速度值是否大于设定的阈值，当三轴加速度传感器的加速度值大于设定阈值时，则进入步骤6继续判断控制，当三轴加速度传感器的加速度值不大于设定阈值时，则返回重新继续判断三轴加速度传感器的加速度值；
步骤6：判断车速变化量是否大于设定的阈值，当大于设定阈值时，则进入步骤7继续判断控制，当不大于设定阈值时，则重新返回步骤5继续判断三轴加速度传感器的加速度值；
步骤7：判断电阻应变片测试点输出电压是否超过阈值U0，当超过阈值U0时，则进入步骤8，当不超过阈值U0时，则进入步骤9；
步骤8：发送燃料电池系统应急关堆指令，同时关闭氢气管路电磁阀，并触发碰撞安全控制系统三级故障，其中，该碰撞安全控制系统有三个故障级别，分别为一级故障、二级故障和三级故障，三级故障为等级最高，其次是二级故障和一级故障；
步骤9： 将紧急制动指令发送给整车控制器，同时，发送燃料电池系统正常关机指令，并触发碰撞安全控制系统二级故障，然后进入步骤10；
步骤10：通过CAN网络获取供氢系统舱、燃料电池系统舱、加氢口舱、乘客舱区域布置的氢浓度传感器检测的氢气泄漏浓度值，然后比较计算，获得氢气泄漏浓度最大值Pmax；
步骤11：判断是否检测到氢气泄漏浓度值，当未检测到氢气泄漏浓度值时，则进入步骤12，当检测到氢气泄漏浓度值时，则进入步骤13；
步骤12：触发碰撞安全控制系统一级故障；
步骤13：判断氢气泄漏浓度最大值是否高于设定阈值P1，当氢气泄漏浓度最大值高于设定阈值P1时，触发碰撞安全控制系统二级故障，同时发送燃料电池系统正常关机指令；当氢气泄漏浓度最大值不高于设定阈值P1时，则进入步骤14继续判断控制；
步骤14：判断氢气泄漏最大值是否高于设定阈值P2，当氢气泄漏浓度最大值高于设定阈值P2时，触发碰撞安全控制系统三级故障，同时发送燃料电池系统正常关机指令；当氢气泄漏浓度最大值不高于设定阈值P2时，则进入步骤15继续判断控制；
步骤15：判断是满足系统下电要求，当不满足要求时，进入步骤2重新进行判断控制，当满足系统下电要求时，则系统下电，完成控制操作。
更进一步，所述步骤2中该全桥电路有N个，半桥邻边电路有M个。
更进一步，所述三个故障级别当有多个故障同时发生时，该碰撞安全控制系统只发送最高等级的故障。
碰撞安全控制系统根据三轴加速度传感器判断车辆碰撞的条件如下：
1）加速度传感器检测到X轴方向上的加速度值大于设定阈值
Figure 998453DEST_PATH_IMAGE014
，即
Figure 310485DEST_PATH_IMAGE015
；或者传感器检测到Y轴方向上的加速度值大于某个设定阈值
Figure 30180DEST_PATH_IMAGE016
，即
Figure 12042DEST_PATH_IMAGE017
；或者传感器检测到Z轴方向上的加速度值大于某个设定阈值
Figure 535296DEST_PATH_IMAGE018
，即
Figure 995228DEST_PATH_IMAGE019
；
2）传感器检测的加速度变化率大于设定阈值
Figure 569428DEST_PATH_IMAGE020
，其中
Figure 846826DEST_PATH_IMAGE021
为设定的滤波时间；
3)在加速度变化期间，碰撞安全控制系统需判断车辆当前车速变化量大于某个设定阈值V0；
通过上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明提出一种燃料电池客车碰撞安全检测装置及控制方法，提出采用管路互锁的检测方案，使用一种简单且经济、高精度的氢气管道电阻应力检测装置，在氢气管道和燃料电池箱体上面粘贴应变片作为测试点，通过拾取各应变信号经过电桥平衡电路和信号放大电路，判断各测试点的变形情况，这样可以直接检测氢气管路是否受损，并综合三轴加速度、绝缘电阻值、氢气泄露值、燃料电池系统冷却液液位等电信号判断车辆是否发生碰撞，这样可以提早发现氢气管理受损造成的氢泄露危险，也可避免车辆碰撞后氢气泄露导致爆炸或人员触电等二次事故发生，同时在车辆发生碰撞，但未造成氢气管路或氢气流场损害的，燃料电池系统采取正常关机的方式，避免多次触发燃料电池系统紧急关机带来使用寿命的缩短。
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的保护范围。

Claims (6)

1.一种燃料电池客车碰撞安全检测装置，其特征在于：包括布置于车顶的供氢系统和布置在车顶后方或车顶后背高压舱中的燃料电池系统，通过不锈钢氢气管将该供氢系统的各元器件连接设置，该供氢系统的不锈钢氢气管管道四周及该燃料电池系统各个基准面均布置有电阻应变片作为传感器，所述供氢系统的不锈钢氢气管管道及供氢系统的电磁阀、传感器上每隔设定的距离s分别设置一个测试点，每个测试点在管道外围表面的上、下、左、右四个位置分别粘贴一个所述电阻应变片，该电阻应变片在测量各测试点获得的应变
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，表示测试点经过A、B、C、D四个位置且与轴线平行的四段氢气管管道的应变大小；所述燃料电池系统外廓体的前、后、左、右、上、下六个基准面上，每隔设定的距离d布置一排测试点，在前和后、左和右、上和下三个对称面上，分别在每个对称面上设置两个位置E和F各粘贴一个电阻应变片，该测试点测量获得的应变为
Figure 353066DEST_PATH_IMAGE002
和
Figure DEST_PATH_IMAGE003
；还包括设置在燃料电池客车上面的两个三轴加速传感器，在车辆上对角线对称布置，该三轴加速传感器分别测量车辆三个方向的加速度大小及方向，分别设置为车辆前后方向作为X轴、车轴左右方向作为Y轴、车辆上下方向作为Z轴；获得的所述应变
Figure 196870DEST_PATH_IMAGE001
接入组成全桥电路，该应变
Figure 266457DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure DEST_PATH_IMAGE005
组成上臂电桥，应变
Figure 526537DEST_PATH_IMAGE006
和
Figure DEST_PATH_IMAGE007
组成下臂电桥，
Figure 808614DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 41012DEST_PATH_IMAGE006
之间与
Figure 484763DEST_PATH_IMAGE005
和
Figure 966560DEST_PATH_IMAGE007
之间分别接外部直流电源U的正极和负极，
Figure 583486DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 608074DEST_PATH_IMAGE005
之间与
Figure 285043DEST_PATH_IMAGE006
和
Figure 519715DEST_PATH_IMAGE007
之间获得输出电压U1=1/4*(
Figure 346857DEST_PATH_IMAGE008
-
Figure DEST_PATH_IMAGE009
-
Figure 350585DEST_PATH_IMAGE006
+
Figure 198455DEST_PATH_IMAGE007
)*K*U，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE011
为电阻应变片的比例常数，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
为外接直流电源的电压。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池客车碰撞安全检测装置，其特征在于：所述电阻应变片的方向平行于氢气流向的管道轴线上。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池客车碰撞安全检测装置，其特征在于：获得的所述应变
Figure 61369DEST_PATH_IMAGE014
和
Figure DEST_PATH_IMAGE015
接入组成半桥邻边电路，电阻应变
Figure 692202DEST_PATH_IMAGE014
和
Figure 550436DEST_PATH_IMAGE015
组成上臂电桥，另下臂电桥接入固定电阻R，与电阻应变原始电阻R0保持一致，上臂电桥与下臂电桥之间分别接外部直流电源U的正极和负极，则输出电压U2=1/4*(
Figure 569208DEST_PATH_IMAGE014
-
Figure 653838DEST_PATH_IMAGE015
)*K*U，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE017
为电阻应变片的比例常数，
Figure DEST_PATH_IMAGE019
为外接直流电源的电压。
4.根据权利要求3所述的一种燃料电池客车碰撞安全检测装置的控制方法，其特征在于：所述安全检测装置的控制方法包括以下具体步骤：
步骤1：系统上电启动，判断燃料电池系统是否处于工作状态，当其处于工作状态，则进入步骤2，否则继续进行判断；
步骤2：计算全桥电路的输出电压U1和计算半桥邻边电路的输出电压U2，然后进入步骤3；
步骤3：判断测试点的电压U1是否大于设定的电压阈值U0，当测试点的电压U1大于阈值U0时，不锈钢氢气管管道及电磁阀、传感器上受到异常碰撞，则进入步骤8；当测试点的电压U1不大于U0时，则进入步骤4；
步骤4：判断测试点的电压U2是否大于设定的阈值U0，当测试点的电压U2大于阈值U0时，燃料电池箱体受到异常碰撞，则进入步骤8；当测试点的电压U2不大于U0时，则进入步骤5；
步骤5：判断三轴加速度传感器的加速度值是否大于设定的阈值，当三轴加速度传感器的加速度值大于设定阈值时，则进入步骤6继续判断控制，当三轴加速度传感器的加速度值不大于设定阈值时，则返回重新继续判断三轴加速度传感器的加速度值；
步骤6：判断车速变化量是否大于设定的阈值，当大于设定阈值时，则进入步骤7继续判断控制，当不大于设定阈值时，则重新返回步骤5继续判断三轴加速度传感器的加速度值；
步骤7：判断电阻应变片测试点输出电压是否超过阈值U0，当超过阈值U0时，则进入步骤8，当不超过阈值U0时，则进入步骤9；
步骤8：发送燃料电池系统应急关堆指令，同时关闭氢气管路电磁阀，并触发碰撞安全控制系统三级故障，其中，该碰撞安全控制系统有三个故障级别，分别为一级故障、二级故障和三级故障，三级故障为等级最高，其次是二级故障和一级故障；
步骤9： 将紧急制动指令发送给整车控制器，同时，发送燃料电池系统正常关机指令，并触发碰撞安全控制系统二级故障，然后进入步骤10；
步骤10：通过CAN网络获取供氢系统舱、燃料电池系统舱、加氢口舱、乘客舱区域布置的氢浓度传感器检测的氢气泄漏浓度值，然后比较计算，获得氢气泄漏浓度最大值Pmax；
步骤11：判断是否检测到氢气泄漏浓度值，当未检测到氢气泄漏浓度值时，则进入步骤12，当检测到氢气泄漏浓度值时，则进入步骤13；
步骤12：触发碰撞安全控制系统一级故障；
步骤13：判断氢气泄漏浓度最大值是否高于设定阈值P1，当氢气泄漏浓度最大值高于设定阈值P1时，触发碰撞安全控制系统二级故障，同时发送燃料电池系统正常关机指令；当氢气泄漏浓度最大值不高于设定阈值P1时，则进入步骤14继续判断控制；
步骤14：判断氢气泄漏最大值是否高于设定阈值P2，当氢气泄漏浓度最大值高于设定阈值P2时，触发碰撞安全控制系统三级故障，同时发送燃料电池系统正常关机指令；当氢气泄漏浓度最大值不高于设定阈值P2时，则进入步骤15继续判断控制；
步骤15：判断是满足系统下电要求，当不满足要求时，进入步骤2重新进行判断控制，当满足系统下电要求时，则系统下电，完成控制操作。
5.根据权利要求4所述的一种燃料电池客车碰撞安全检测装置的控制方法，其特征在于：所述步骤2中该全桥电路有N个，半桥邻边电路有M个。
6.根据权利要求4所述的一种燃料电池客车碰撞安全检测装置的控制方法，其特征在于：所述三个故障级别当有多个故障同时发生时，该碰撞安全控制系统只发送最高等级的故障。
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