CN114001864A - 一种氢泄漏检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氢泄漏检测装置,包括:氢瓶,包括瓶阀;压力采集设备和温度采集设备,均设置在瓶阀上;氢系统控制器,与瓶阀、压力采集设备和温度采集设备连接;信号处理设备,与压力采集设备、温度采集设备和氢系统控制器连接,用于接收压力采集设备发送的压力信号和温度采集设备发送的温度信号,并根据压力信号得到压力数据,以及根据温度信号得到温度数据,还用于向氢系统控制器发送使能信号,使得氢系统控制器处于正常工作状态;氢泄漏量计算设备,与信号处理设备连接,用于从信号处理设备接收压力数据和温度数据,并根据压力数据和温度数据确定氢泄漏量。本申请依赖于氢泄漏量计算设备计算泄漏量,可以提高氢泄露的检测准确度。
Description
技术领域
本发明涉及新能源技术领域,尤其涉及一种氢泄漏检测装置。
背景技术
氢能源汽车,是以氢作为能源的汽车,将氢反应所产生的化学能转换为机械能以推动车辆。使用氢为能源的最大好处是它跟空气中的氧反应,仅产生水蒸气排出,有效减少了传统汽油车造成的空气污染问题。
当氢能源汽车在行驶过程中发生碰撞,很可能会发生氢气泄漏。而氢气易挥发、易燃、易爆等特性,使得氢气在使用过程中存在一定的安全隐患。因此,在氢能源汽车生产过程中,进行碰撞试验以及检测氢泄漏情况是必不可少的。而相关技术中氢泄漏检测的精度较低,导致氢能源汽车的安全系数较低。
发明内容
本申请实施例通过提供一种氢泄漏检测装置,解决了现有技术中氢泄漏检测精度低的技术问题,实现了提高氢泄漏检测精度的技术效果。
第一方面,本申请提供了一种氢泄漏检测装置,装置包括:
氢瓶,包括瓶阀;
压力采集设备和温度采集设备,均设置在瓶阀上;
氢系统控制器,与瓶阀、压力采集设备和温度采集设备连接;
信号处理设备,与压力采集设备、温度采集设备和氢系统控制器连接,用于接收压力采集设备发送的压力信号和温度采集设备发送的温度信号,并根据压力信号得到压力数据,以及根据温度信号得到温度数据,还用于向氢系统控制器发送使能信号,使得氢系统控制器处于正常工作状态;
氢泄漏量计算设备,与信号处理设备连接,用于从信号处理设备接收压力数据和温度数据,并根据压力数据和温度数据确定氢泄漏量。
进一步地,装置还包括:
信号显示设备,与信号处理设备连接,用于接收信号处理设备发送的压力数据和温度数据,并对压力数据和温度数据进行显示。
进一步地,装置还包括:
存储设备,与信号处理设备连接,用于接收信号处理设备发送的压力数据和温度数据,并对压力数据和温度数据进行存储。
进一步地,氢泄漏量计算设备与存储设备连接,还用于从存储设备获取压力数据和温度数据。
进一步地,氢系统控制器用于:
检测氢瓶是否故障,并在故障时生成故障信号。
进一步地,装置还包括:
整车控制器,用于接收氢系统控制器生成的故障信号,并根据故障信号向氢系统控制器发送瓶阀的开关指令,使得氢系统控制器根据开关指令控制瓶阀的开关状态。
进一步地,氢系统控制器用于:
检测瓶阀的开关状态。
进一步地,氢系统控制器用于:
检测氢瓶中的氢气剩余量。
进一步地,氢系统控制器用于:
为压力采集设备和温度采集设备提供电源。
进一步地,装置还包括:
减压阀,与瓶阀连接,用于从氢瓶中接收氢气并将氢气压力降低至目标压力;
燃电系统,与减压阀连接,用于接收减压阀中的氢气,并将氢气转换为电能。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
本申请通过信号处理设备从氢瓶上的温度采集设备和压力采集设备获取温度信号和压力信号,并依赖于氢泄漏量计算设备根据温度信号和压力信号计算泄漏量,可以提高氢泄露的检测准确度。并且,通过信号处理设备向氢系统控制器发出使能信号,使得氢系统控制器在氢泄漏检测过程中处于正常工作状态,能够进一步提高氢泄露的检测准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的一种氢泄漏检测装置的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种氢泄漏检测装置,解决了现有技术中氢泄漏检测精度低的技术问题。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题,总体思路如下:
一种氢泄漏检测装置,装置包括:氢瓶,包括瓶阀;压力采集设备和温度采集设备,均设置在瓶阀上;氢系统控制器,与瓶阀、压力采集设备和温度采集设备连接;信号处理设备,与压力采集设备、温度采集设备和氢系统控制器连接,用于接收压力采集设备发送的压力信号和温度采集设备发送的温度信号,并根据压力信号得到压力数据,以及根据温度信号得到温度数据,还用于向氢系统控制器发送使能信号,使得氢系统控制器处于正常工作状态;氢泄漏量计算设备,与信号处理设备连接,用于从信号处理设备接收压力数据和温度数据,并根据压力数据和温度数据确定氢泄漏量。
本实施例通过信号处理设备从氢瓶上的温度采集设备和压力采集设备获取温度信号和压力信号,并依赖于氢泄漏量计算设备根据温度信号和压力信号计算泄漏量,可以提高氢泄露的检测准确度。并且,通过信号处理设备向氢系统控制器发出使能信号,使得氢系统控制器在氢泄漏检测过程中处于正常工作状态,能够进一步提高氢泄露的检测准确度。
为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
首先说明,本文中出现的术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
氢能源汽车在进行整车碰撞试验时,需要检测氢系统是否正常。氢系统是否正常的判断标准有以下两点:第一点,发生碰撞后,瓶阀是否及时关闭;第二点,碰撞结束后预设时间内(例如一个小时)的气体泄漏量是否超标。为此,为了保证碰撞时,氢系统能正常工作,且能采集相关氢系统信号用于氢系统泄漏状态监测,需要一套外接的设备用于氢系统信号采集、处理及显示,同时该外接设备也不会影响到氢系统自己的正常工作。为此,本实施例提供了如图1所示的一种氢泄漏检测装置,装置包括氢瓶、温度采集设备、压力采集设备、氢系统控制器、信号处理设备、氢泄漏量计算设备、信号显示设备、存储设备、整车控制器、减压阀和燃电系统。
氢瓶,包括瓶阀和瓶体,瓶阀与瓶体机械连接,用于储存氢气。在瓶阀中,集成有温度采集设备,温度采集设备与氢系统控制器能够进行信号交互。压力采集设备与瓶阀连接,具体安装在瓶阀出气口处,当瓶阀开启时,可以采集氢瓶内的压力,并生成压力信号。其中,温度采集设备可以采用温度传感器,压力采集设备可以采用压力传感器。传感器的型号可以根据实际情况进行选择。
氢系统控制器可以是HMS(Hydroge Management System)氢系统,氢系统控制器与瓶阀、压力采集设备和温度采集设备连接。氢系统控制器可以接收压力采集设备的压力信号和温度采集设备的温度信号。氢系统控制器可以检测瓶阀的开关状态,并将开关状态发送至整车控制器。氢系统控制器还可以检测氢瓶是否故障,并在故障时生成故障信号,再发送至整车控制器,进而根据整车控制器的指令控制瓶阀的开关状态。此外,氢系统控制器还可以检测氢瓶中的氢气剩余量,为压力采集设备和温度采集设备提供电源。氢系统控制器可以内部分析计算氢气剩余量。
整车控制器,用于接收氢系统控制器生成的故障信号,并根据故障信号向氢系统控制器发送瓶阀的开关指令,使得氢系统控制器根据开关指令控制瓶阀的开关状态。故障信号可以包括故障等级,整车控制器可以根据故障等级生成瓶阀的开关指令。
信号处理设备,与压力采集设备、温度采集设备和氢系统控制器连接,用于接收压力采集设备发送的压力信号和温度采集设备发送的温度信号,并根据压力信号得到压力数据,以及根据温度信号得到温度数据,还用于向氢系统控制器发送使能信号,使得氢系统控制器处于正常工作状态。
其中,氢系统控制器只能在合适的温度范围以及合适的压力范围内才能正常工作。当氢瓶经过碰撞之后,其实际温度和实际压力可能会突变,当实际温度超出氢系统控制器合适的温度范围,或者当实际压力超出氢系统控制器合适的压力范围时,氢系统控制器会下线。因此,本实施例中通过信号处理设备向氢系统控制器发送包含有预设温度值和预设压力值得使能信号,使得氢系统控制器无法检测到氢瓶的温度变化和压力变化,进而保证氢系统控制器处于正常工作状态,以提高氢泄漏的检测精度。
氢泄漏量计算设备,与信号处理设备连接,用于从信号处理设备接收压力数据和温度数据,并根据压力数据和温度数据确定氢泄漏量。氢泄漏量计算设备与存储设备连接。也就是说,氢泄漏量计算设备除了可以从信号处理设备处接收压力数据和温度数据以外,还可以从存储设备获取压力数据和温度数据。在实际应用时,当需要实时确定氢泄漏量时,可以直接从信号处理设备处接收压力数据和温度数据,当确定历史氢泄漏量时,则可以从存储设备获取压力数据和温度数据。
氢泄漏量的计算过程如下:
1)信号处理设备会持续采集氢瓶的温度信号和压力信号,并将温度信号转换为温度数据,将压力信号转换为压力数据。从压力数据中和温度数据中找到车辆发生碰撞时的温度数据T1和压力数据P1,以及车辆在发生碰撞之后的预设时刻(例如发生碰撞后的1小时所对应的时刻)的温度数据T2和压力数据P2。
2)已知氢瓶容积为V,根据如下公式可以计算试验前后氢瓶剩余氢气质量得到m1和m2。
3)该气瓶泄漏的氢气量M=m2-m1,若有多个气瓶,需要进行累加计算;
4)加权泄漏时间,试验车辆单位时间氢气泄漏率C=M/t,t为1小时;
5)当C≥C0(C0为设定的泄漏率阈值),则判定该车碰撞氢系统泄漏超标不合格,反之则判定合格。
图1中的信号显示设备,与信号处理设备连接,用于接收信号处理设备发送的压力数据和温度数据,并对压力数据和温度数据进行显示。此外,还可以对氢泄漏量进行显示。信号显示设备的数据来源包括氢泄漏量计算设备、存好处理设备和存储设备。
存储设备,与信号处理设备连接,用于接收信号处理设备发送的压力数据和温度数据,并对压力数据和温度数据进行存储。
减压阀,通过氢气管路与瓶阀进行机械连接,减压阀布置在瓶阀下游方向,用于从氢瓶中接收氢气并将氢气压力降低至目标压力,目标压力是根据燃电系统的压力需求确定的。
燃电系统,布置在减压阀后方,通过供氢管路与减压阀机械连接,用于接收减压阀中的氢气,并将氢气转换为电能,具体地,将氢气和空气转化成电能为整车提供动力。
综上所述,本实施例通过信号处理设备从氢瓶上的温度采集设备和压力采集设备获取温度信号和压力信号,并依赖于氢泄漏量计算设备根据温度信号和压力信号计算泄漏量,可以提高氢泄露的检测准确度。并且,通过信号处理设备向氢系统控制器发出使能信号,使得氢系统控制器在氢泄漏检测过程中处于正常工作状态,能够进一步提高氢泄露的检测准确度。
由于本实施例所介绍的电子设备为实施本申请实施例中信息处理的方法所采用的电子设备,故而基于本申请实施例中所介绍的信息处理的方法,本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式,所以在此对于该电子设备如何实现本申请实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本申请实施例中信息处理的方法所采用的电子设备,都属于本申请所欲保护的范围。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种氢泄漏检测装置,其特征在于,所述装置包括:
氢瓶,包括瓶阀;
压力采集设备和温度采集设备,均设置在所述瓶阀上;
氢系统控制器,与所述瓶阀、所述压力采集设备和所述温度采集设备连接;
信号处理设备,与所述压力采集设备、所述温度采集设备和所述氢系统控制器连接,用于接收所述压力采集设备发送的压力信号和所述温度采集设备发送的温度信号,并根据所述压力信号得到压力数据,以及根据所述温度信号得到温度数据,还用于向所述氢系统控制器发送使能信号,使得所述氢系统控制器处于正常工作状态;
氢泄漏量计算设备,与所述信号处理设备连接,用于从所述信号处理设备接收所述压力数据和所述温度数据,并根据所述压力数据和所述温度数据确定氢泄漏量。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
信号显示设备,与所述信号处理设备连接,用于接收所述信号处理设备发送的所述压力数据和所述温度数据,并对所述压力数据和所述温度数据进行显示。
3.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
存储设备,与所述信号处理设备连接,用于接收所述信号处理设备发送的所述压力数据和所述温度数据,并对所述压力数据和所述温度数据进行存储。
4.如权利要求3所述的装置,其特征在于,所述氢泄漏量计算设备与所述存储设备连接,还用于从所述存储设备获取所述压力数据和所述温度数据。
5.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述氢系统控制器用于:
检测所述氢瓶是否故障,并在故障时生成故障信号。
6.如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
整车控制器,用于接收所述氢系统控制器生成的所述故障信号,并根据所述故障信号向所述氢系统控制器发送所述瓶阀的开关指令,使得所述氢系统控制器根据所述开关指令控制所述瓶阀的开关状态。
7.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述氢系统控制器用于:
检测所述瓶阀的开关状态。
8.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述氢系统控制器用于:
检测所述氢瓶中的氢气剩余量。
9.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述氢系统控制器用于:
为所述压力采集设备和所述温度采集设备提供电源。
10.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
减压阀,与所述瓶阀连接,用于从所述氢瓶中接收氢气并将氢气压力降低至目标压力;
燃电系统,与所述减压阀连接,用于接收所述减压阀中的氢气,并将氢气转换为电能。
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