CN113071307A - 一种汽车车载燃料储罐防护系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种汽车车载燃料储罐防护系统，用于存储燃料的储罐固定在汽车的车厢内，所述储罐和车厢之间的间隙内固定有气囊单元，所述气囊单元连接控制器并接收控制器的驱动信号。本发明是对现有的燃料电池汽车车载储氢罐增加了安全防护系统，当事故发生储氢罐遭受到猛烈撞击或者挤压时，能够有效减小车身部件由于变形对氢气罐造成的冲击力，达到保护氢气罐，防止氢气泄漏的目的。

Description

一种汽车车载燃料储罐防护系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及汽车安全系统领域，尤其涉及一种氢燃料电池汽车车载储氢罐安全防护系统。

背景技术

车载储氢系统的安全性是影响氢燃料电池汽车发展的主要障碍之一，特别是在发生事故时，车载储氢系统是否依然能够保持安全稳定是研究的难点之一。如果发生事故，储氢罐由于外力撞击或者挤压造成氢气泄漏，可能产生泄漏的氢气气体在密闭的乘员舱中积聚造成爆炸或者使人窒息的危险情况。当前车载高压储氢罐仅设计有氢气罐气体泄漏检测装置和报警系统，但对氢燃料电池汽车发生事故，储氢罐遭受挤压时的防护措施仍为空白。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种氢燃料电池汽车车载储氢罐安全防护系统。能够在燃料电池汽车处于极限状态时(如发生了严重的碰撞、挤压)，安全气囊可以迅速弹出将氢气罐包裹住，能够有效地减小外部车身部件对氢气罐的冲击，对氢气罐进行有效的保护，达到保护氢气罐防止氢气泄漏的目的。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种汽车车载燃料储罐防护系统，用于存储燃料的储罐固定在汽车的车厢内，所述储罐和车厢之间的间隙内固定有气囊单元，所述气囊单元连接控制器并接收控制器的驱动信号，所述汽车内固定有加速度传感器，所述加速度传感器连接控制器并输出加速度信号至控制器。

所述储罐的四周均设有气囊单元，当所有气囊单元充气后将所述储罐包裹在气囊内。

所述气囊单元固定在储罐上。

所述车厢为汽车的前备箱或后备箱。

所述汽车内固定有车辆报警装置，所述车辆报警装置连接控制器并输出报警状态信号至控制器。

所述控制器、气囊单元、加速度传感器和车辆报警装置的电源端均连接汽车内的电池并由电池供电。

基于所述汽车车载燃料储罐防护系统的控制方法，控制器处于工作状态时，加速度传感器实时获取加速度参数信息并输送至控制器，当加速度参数大于设定阈值，则驱动气囊单元充气。

车辆处于上电状态时车辆报警装置休眠，控制器处于工作状态，当车辆处于驻车状态时，车辆报警装置处于工作状态，控制器处于休眠状态。

车辆驻车车辆报警装置处于工作状态，当车辆报警装置被触发后发出激活信号至控制器，唤醒控制器获取加速度传感器采集的参数信息。

唤醒控制器的持续时间超过设定时间，且加速度传感器采集的参数信息在设定阈值之内，则控制器恢复休眠状态。

本发明是对现有的燃料电池汽车车载储氢罐增加了安全防护系统，当事故发生储氢罐遭受到猛烈撞击或者挤压时，能够有效减小车身部件由于变形对氢气罐造成的冲击力，达到保护氢气罐，防止氢气泄漏的目的。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为汽车车载燃料储罐防护系统原理框图；

上述图中的标记均为：1、储罐；2、控制器；3、气囊单元；4、加速度传感器；5、车辆报警装置。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

燃料电池汽车在行驶过程中，由于突发情况造成事故的发生，此时极大的外力造成了车辆车身部件的变形，会对布置在后备箱中的储氢罐造成挤压冲击，储氢罐受到冲击可能会导致罐体破损，进而发生氢气泄漏，产生泄漏的氢气气体在密闭的乘员舱中积聚造成爆炸或者使人窒息的危险情况。在现有车载高压储氢罐系统的基础上，增加了在极限状况下(如碰撞或者挤压)对储氢罐安全防护系统，通过安装在储氢罐附近的传感器检测到车体发生碰撞或挤压，此时传感器将信号传递给控制器2，控制器2控制储氢罐前后两气囊弹出，包裹住储氢罐，减轻由于外力导致车体变形对储氢罐造成的冲击，达到保护氢气罐，防止氢气泄漏的目的。

如图1所示，汽车车载燃料储罐1防护系统是对汽车内的储罐1进行保护，储罐1用于存储燃料，如燃气汽车则存储煤气，氢燃料电池汽车则存储氢气，当然了也可以存储其他可以作为能源的气体，储罐1通过紧固件固定于汽车的车厢内，车厢为汽车的前备箱或后备箱，一般来说固定在车里的后备箱内的地板上。

储罐1和车厢之间的间隙内固定有气囊单元3，气囊单元3包括气囊包装、气囊本体以及为气囊充气的执行机构，整体结构类似于汽车内部保护人员安全的气囊，气囊的数量根据需要设计，至少设置两个，即前后各设置一个，优选在汽车的前、后、左、右、上部和下方均固定尺寸合适的气囊，常态下，气囊收纳在气囊包装内，储罐1和车厢内的间隙可以方便工作人员对储罐1进行维修安装，或者其他操作。

系统设有控制器2和加速度传感器4，一般固定在储罐1附近，所有气囊单元3的执行机构均与控制器2相连接，加速度传感器4用于采集车辆加速度信号，并将信号输送至控制器2，控制器2通过将采集的加速度与设定阈值进行比较，当超过设定阈值时，则判定出现碰撞事故，进而控制所有气囊迅速弹出，在储氢罐的前后形成一个缓冲层，将外部的冲击力缓解，进而保护储氢罐，以免储氢罐破损而产生氢气泄漏。

优选将气囊单元3固定在储罐1上，即发生事故后储罐1与充气的气囊为一个整体，能够使气囊更好的抗击碰撞影响，同时也不会因为车厢内饰板因为碰撞发生位移，而影响气囊对储罐1的保护。

控制器2同时与汽车内的车辆报警装置5和车机连接，车辆报警装置5用于在车辆驻车时，实时监控车辆状态，让控制器2和其他部件休眠，提升系统整体的使用寿命，而当车辆驻车时发生被碰撞事故时，仍能够启动气囊保护内部储罐1，降低事故造成的危害。控制器2通过连接车机能够获取到车辆的工作状态信息，从而更为可靠的工作元器件工作。整个系统的控制器2、气囊单元3、加速度传感器4和车辆报警装置5的电源端均连接汽车内的电池并由电池供电。

系统的控制方法：

驻车条件下，车辆处于停车状态，车辆报警装置5和传感器处于激活状态，当此时有碰撞发生时，车辆报警装置5会唤醒控制器2，将信号传递给控制器2，信号在控制器2内部进行运算，当碰撞强度达到设定的阈值时，控制器2控制气囊单元3充气弹出，包裹住储氢罐，减轻由于外力导致车体变形对储氢罐造成的冲击；控制器2被唤醒后，若持续时间超过设定时间(如10s)，且加速度传感器4采集的参数信息在设定阈值之内，则判断为未发生碰撞，控制器2恢复休眠状态。

当车辆处于运行行驶阶段，加速度传感器4用来监控车辆的加速度，当车辆的加速度骤然升高或者下降时(例如匀速行驶时加速度为0，忽然加速度变化为10)，加速度传感器4将信号传递给控制器2，控制器2接收到加速度骤变的信号后，通过内部处理，进而发出控制信号，控制气囊单元3弹出，包裹住储氢罐，减轻由于外力导致车体变形对储氢罐造成的冲击。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车车载燃料储罐防护系统，用于存储燃料的储罐固定在汽车的车厢内，其特征在于：所述储罐和车厢之间的间隙内固定有气囊单元，所述气囊单元连接控制器并接收控制器的驱动信号，所述汽车内固定有加速度传感器，所述加速度传感器连接控制器并输出加速度信号至控制器。

2.根据权利要求1所述的汽车车载燃料储罐防护系统，其特征在于：所述储罐的四周均设有气囊单元，当所有气囊单元充气后将所述储罐包裹在气囊内。

3.根据权利要求2所述的汽车车载燃料储罐防护系统，其特征在于：所述气囊单元固定在储罐上。

4.根据权利要求3所述的汽车车载燃料储罐防护系统，其特征在于：所述车厢为汽车的前备箱或后备箱。

5.根据权利要求1-4中任一所述的汽车车载燃料储罐防护系统，其特征在于：所述汽车内固定有车辆报警装置，所述车辆报警装置连接控制器并输出报警状态信号至控制器。

6.根据权利要求5所述的汽车车载燃料储罐防护系统，其特征在于：所述控制器、气囊单元、加速度传感器和车辆报警装置的电源端均连接汽车内的电池并由电池供电。

7.基于权利要求1-6中任一所述汽车车载燃料储罐防护系统的控制方法，其特征在于：控制器处于工作状态时，加速度传感器实时获取加速度参数信息并输送至控制器，当加速度参数大于设定阈值，则驱动气囊单元充气。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：车辆处于上电状态时车辆报警装置休眠，控制器处于工作状态，当车辆处于驻车状态时，车辆报警装置处于工作状态，控制器处于休眠状态。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：车辆驻车车辆报警装置处于工作状态，当车辆报警装置被触发后发出激活信号至控制器，唤醒控制器获取加速度传感器采集的参数信息。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于：唤醒控制器的持续时间超过设定时间，且加速度传感器采集的参数信息在设定阈值之内，则控制器恢复休眠状态。

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