CN113178600B - 氢燃料电池汽车氢气输送系统及氢气泄漏检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种氢燃料电池汽车氢气输送系统，氢储存瓶通过管道将氢气输送至氢燃料电池汽车的氢燃料电池中，所述管道上自靠近氢储存瓶的一端至另一端依次设置有瓶口电磁阀、管路电磁阀、手动阀，所述管道上位于瓶口电磁阀与管路电磁阀之间的位置上设置有高压压力传感器，所述管道上位于管路电磁阀与手动阀之间的位置上设置有低压压力传感器，所述管道上位于高压压力传感器与管路电磁阀之间的位置上设置有减压阀。还提供了一种氢燃料电池汽车氢气泄漏检测方法。本发明系统结构简单，本发明的氢气泄漏检测方法，简单可行，通过氢气高压压力值、氢气低压压力值的前后变化值判断是否存在氢气泄漏，准确性较好。

Description

氢燃料电池汽车氢气输送系统及氢气泄漏检测方法
技术领域
本发明涉及一种氢燃料电池汽车氢气输送系统及氢气泄漏检测方法。
背景技术
在氢燃料电池汽车中，氢气泄露检测与车辆的运行安全息息相关。传统氢燃料电池汽车中利用氢气浓度传感器来检测车辆是否存在氢气泄露，但完全依赖氢气浓度传感器有一定局限性，氢气浓度传感器的精度、安装位置，以及氢气管路的布置都会影响检测结果。在工程实际案例中，经常会出现实际有氢气泄露，但因泄露位置距离氢气浓度传感器较远或泄漏位置空气流动较大导致传感器无法检测出氢气泄露的情况，影响整车运行安全性与经济性。
发明内容
本发明旨在提供一种氢燃料电池汽车氢气输送系统，其结构简单，能准确获取氢气高压压力值和氢气低压压力值；还提供了一种氢燃料电池汽车氢气泄漏检测方法，简单可行，通过氢气高压压力值、氢气低压压力值的前后变化值判断是否存在氢气泄漏，准确性较好。
本发明通过以下方案实现：
一种氢燃料电池汽车氢气输送系统，氢储存瓶通过管道将氢气输送至氢燃料电池汽车的氢燃料电池中，所述管道上自靠近氢储存瓶的一端至另一端依次设置有瓶口电磁阀、管路电磁阀、手动阀，所述管道上位于瓶口电磁阀与管路电磁阀之间的位置上设置有高压压力传感器，所述管道上位于管路电磁阀与手动阀之间的位置上设置有低压压力传感器，所述管道上位于高压压力传感器与管路电磁阀之间的位置上设置有减压阀，所述氢储存瓶用于存储压缩后的高压氢气，所述瓶口电磁阀、管路电磁阀的通断均由整车氢气管理系统控制器控制，所述瓶口电磁阀用于使氢储存瓶里的氢气释放至管道内，所述减压阀用于降低氢气的压力，所述高压压力传感器用于检测氢储存瓶释放的氢气高压压力值，所述低压压力传感器用于检测经过减压阀减压后的氢气低压压力值。
一种氢燃料电池汽车氢气泄漏检测方法，在如上所述的氢燃料电池汽车氢气输送系统上电后，整车氢气管理系统控制器控制瓶口电磁阀和管路电磁阀持续打开一定时间t1，之后整车氢气管理系统控制器控制瓶口电磁阀和管路电磁阀关闭，同时整车氢气管理系统记录并储存瓶口电磁阀和管路电磁阀关闭时高压压力传感器感应到的氢气高压压力值PH0和低压压力传感器感应到的氢气低压压力值PL0，接着整车氢气管理系统开始计时，在计时时间达到t2后，整车氢气管理系统记录并储存此时高压压力传感器感应到的氢气高压压力值PH1和低压压力传感器感应到的氢气低压压力值PL1，最后分别按公式(1)、公式(2)计算得到氢气高压压力值的前后变化值DeltH、氢气低压压力值的前后变化值DeltL：
DeltH＝|PH0-PH1|/PH0×100……………………………………………(1)，DeltL＝|PL0-PL1|/PL0×100……………………………………………(2)，
若DeltH≥PctH，其中PctH为预设的氢气高压压力变化限值，则整车氢气管理系统判断氢气高压管路(即位于氢储存瓶与减压阀之间的管道)存在氢气泄漏并将该信息传输给仪表提醒驾驶员做相应处理；若DeltL≥PctL，其中PctL为预设的氢气低压压力变化限值，则整车氢气管理系统判断氢气低压管路(即当手动阀关闭时为位于减压阀与手动阀之间的管道，当手动阀打开时则为减压阀至氢燃料电池汽车的氢燃料电池之间的管道)存在氢气泄漏并将该信息传输给仪表提醒驾驶员做相应处理。
进一步地，所述时间t1为0.1～5s。
进一步地，所述计时时间t2为3～300s。
进一步地，所述预设的氢气高压压力变化限值PctH为3～50MPa,所述预设的氢气低压压力变化限值PctL为3～50MPa。实际使用时，预设的氢气高压压力变化限值PctH、预设的氢气低压压力变化限值PctL可根据不同的车型及不同的氢燃料电池型号进行调整选择，整车氢气管理系统控制器根据DeltH、DeltL及PctH、PctL判断是否存在氢气泄露、是高压泄露还是低压泄露及氢气泄露严重程度，并将判断结果通过通信发送给仪表，仪表做出相应的声光信号提醒，驾驶员通过仪表声光提醒进行相应处理，发现泄漏的一般处理方法为：进一步通过仪器检查泄漏点，对泄漏点(一般在接头处)进行拧紧或更换接头。
本发明的氢燃料电池汽车氢气输送系统，结构简单，能准确快速获取氢气高压压力值和氢气低压压力值。本发明的氢燃料电池汽车氢气泄漏检测方法，简单可行，利用本发明氢燃料电池汽车氢气输送系统中的高压压力传感器、低压压力传感器获取相应的氢气高压压力值、氢气低压压力值，通过氢气高压压力值、氢气低压压力值的前后变化值判断是否存在氢气泄漏，不依赖于氢气浓度传感器即可检测氢燃料电池汽车是否存在氢气泄露，同时氢气泄漏的判断不受氢气管路布置影响，准确性较好。
附图说明
图1为实施例1中氢燃料电池汽车氢气输送系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。
实施例1
一种氢燃料电池汽车氢气输送系统，如图1所示，氢储存瓶1通过管道2将氢气输送至氢燃料电池汽车的氢燃料电池3中，管道2上自靠近氢储存瓶1的一端至另一端依次设置有瓶口电磁阀4、管路电磁阀5、手动阀6，管道2上位于瓶口电磁阀4与管路电磁阀5之间的位置上设置有高压压力传感器7，管道2上位于管路电磁阀5与手动阀6之间的位置上设置有低压压力传感器8，管道2上位于高压压力传感器7与管路电磁阀5之间的位置上设置有减压阀9，氢储存瓶1用于存储压缩后的高压氢气，瓶口电磁阀4、管路电磁阀5的通断均由整车氢气管理系统控制器控制，瓶口电磁阀4用于使氢储存瓶1里的氢气释放至管道2内，减压阀9用于降低氢气的压力，高压压力传感器7用于检测氢储存瓶释放的氢气高压压力值，低压压力传感器8用于检测经过减压阀减压后的氢气低压压力值。
实施例2
一种氢燃料电池汽车氢气泄漏检测方法，在如实施例1所述的氢燃料电池汽车氢气输送系统上电后，整车氢气管理系统控制器控制瓶口电磁阀和管路电磁阀持续打开一定时间t1，时间t1取值为0.5s，之后整车氢气管理系统控制器控制瓶口电磁阀和管路电磁阀关闭，同时整车氢气管理系统记录并储存瓶口电磁阀和管路电磁阀关闭时高压压力传感器感应到的氢气高压压力值PH0和低压压力传感器感应到的氢气低压压力值PL0，接着整车氢气管理系统开始计时，在计时时间达到t2后，计时时间t2取值为30s，整车氢气管理系统记录并储存此时高压压力传感器感应到的氢气高压压力值PH1和低压压力传感器感应到的氢气低压压力值PL1，最后分别按公式(1)、公式(2)计算得到氢气高压压力值的前后变化值DeltH、氢气低压压力值的前后变化值DeltL：
DeltH＝|PH0-PH1|/PH0×100……………………………………………(1)，DeltL＝|PL0-PL1|/PL0×100……………………………………………(2)，
若DeltH≥PctH，其中PctH为预设的氢气高压压力变化限值，预设的氢气高压压力变化限值PctH取值为10MPa，则整车氢气管理系统判断氢气高压管路(即位于氢储存瓶与减压阀之间的管道)存在氢气泄漏并将该信息传输给仪表提醒驾驶员做相应处理；若DeltL≥PctL，其中PctL为预设的氢气低压压力变化限值，预设的氢气低压压力变化限值PctL取值为10MPa，则整车氢气管理系统判断氢气低压管路(即当手动阀关闭时为位于减压阀与手动阀之间的管道，当手动阀打开时则为减压阀至氢燃料电池汽车的氢燃料电池之间的管道)存在氢气泄漏并将该信息传输给仪表提醒驾驶员做相应处理。
实施例3
一种氢燃料电池汽车氢气泄漏检测方法，其步骤与实施例2中的氢燃料电池汽车氢气泄漏检测方法的步骤基本相同，其不同之处在于：时间t1取值为2s，计时时间t2取值为90s，预设的氢气高压压力变化限值PctH取值为5MPa,预设的氢气低压压力变化限值PctL取值为5MPa。
实施例4
一种氢燃料电池汽车氢气泄漏检测方法，其步骤与实施例2中的氢燃料电池汽车氢气泄漏检测方法的步骤基本相同，其不同之处在于：时间t1取值为5s，计时时间t2取值为300s，预设的氢气高压压力变化限值PctH取值为50MPa,预设的氢气低压压力变化限值PctL取值为50MPa。

Claims (2)

1.一种氢燃料电池汽车氢气泄漏检测方法，其特征在于：包括氢燃料电池汽车氢气输送系统，所述氢燃料电池汽车氢气输送系统中，氢储存瓶通过管道将氢气输送至氢燃料电池汽车的氢燃料电池中，所述管道上自靠近氢储存瓶的一端至另一端依次设置有瓶口电磁阀、管路电磁阀、手动阀，所述管道上位于瓶口电磁阀与管路电磁阀之间的位置上设置有高压压力传感器，所述管道上位于管路电磁阀与手动阀之间的位置上设置有低压压力传感器，所述管道上位于高压压力传感器与管路电磁阀之间的位置上设置有减压阀，所述氢储存瓶用于存储压缩后的高压氢气，所述瓶口电磁阀、管路电磁阀的通断均由整车氢气管理系统控制器控制，所述瓶口电磁阀用于使氢储存瓶里的氢气释放至管道内，所述减压阀用于降低氢气的压力，所述高压压力传感器用于检测氢储存瓶释放的氢气高压压力值，所述低压压力传感器用于检测经过减压阀减压后的氢气低压压力值；
在氢燃料电池汽车氢气输送系统上电后，整车氢气管理系统控制器控制瓶口电磁阀和管路电磁阀持续打开一定时间t1，所述时间t1为0.1～5s，之后整车氢气管理系统控制器控制瓶口电磁阀和管路电磁阀关闭，同时整车氢气管理系统记录并储存瓶口电磁阀和管路电磁阀关闭时高压压力传感器感应到的氢气高压压力值PH0和低压压力传感器感应到的氢气低压压力值PL0，接着整车氢气管理系统开始计时，在计时时间达到t2后，所述计时时间t2为3～300s，整车氢气管理系统记录并储存此时高压压力传感器感应到的氢气高压压力值PH1和低压压力传感器感应到的氢气低压压力值PL1，最后分别按公式(1)、公式(2)计算得到氢气高压压力值的前后变化值DeltH、氢气低压压力值的前后变化值DeltL：
DeltH＝|PH0-PH1|/PH0×100……………………………………………(1)，DeltL＝|PL0-PL1|/PL0×100……………………………………………(2)，若DeltH≥PctH，其中PctH为预设的氢气高压压力变化限值，则整车氢气管理系统判断氢气高压管路存在氢气泄漏并将该信息传输给仪表提醒驾驶员做相应处理；若DeltL≥PctL，其中PctL为预设的氢气低压压力变化限值，则整车氢气管理系统判断氢气低压管路存在氢气泄漏并将该信息传输给仪表提醒驾驶员做相应处理。
2.如权利要求1所述的氢燃料电池汽车氢气泄漏检测方法，其特征在于：所述预设的氢气高压压力变化限值PctH为3～50MPa,所述预设的氢气低压压力变化限值PctL为3～50MPa。
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