CN114256490A - 储氢系统及其储氢阀卡滞的检测方法以及燃料电池车 - Google Patents

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CN114256490A CN202111338592.4A CN202111338592A CN114256490A CN 114256490 A CN114256490 A CN 114256490A CN 202111338592 A CN202111338592 A CN 202111338592A CN 114256490 A CN114256490 A CN 114256490A
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Abstract

本申请公开了一种储氢系统及其储氢阀卡滞的检测方法以及燃料电池车，所述储氢系统具有瓶组模块，所述瓶组模块具有多个储氢瓶，所述储氢瓶分别通过一个储氢阀连通供氢气管路，所述供氢气管路设置有高压传感器，所述检测方法包括：判断是否满足检测条件；如果是，基于对各个所述储氢阀开度的控制以及所述高压传感器所采集的压力值，依次检测各个所述储氢阀是否存在故障。应用本发明提供的技术方案，可以准确的判断是哪个氢瓶阀存在故障，以及时的进行维护，从而提高整车安全性，降低汽车的故障率。

Description

储氢系统及其储氢阀卡滞的检测方法以及燃料电池车
技术领域
本发明涉及燃料电池储氢技术领域，更具体地说，涉及一种储氢系统及其储氢阀卡滞的检测方法以及燃料电池车。
背景技术
随着国家新能源战略的实施，氢燃料电池汽车渐渐的成了除锂电池电动汽车之外的另外一个重要发展方向，而伴随着氢燃料电池汽车的发展，如何安全有效的使用氢气成为了一个非常重要的问题。
在燃料电池车辆中，储氢系统作为反应气体的存储单元，其主要功能是为燃料电池发动机提供稳定压力的氢气来源。而储氢瓶阀是氢燃料发动机的重要零部件，当瓶阀存在故障时，直接影响发动机的动力性，严重时影响整车安全性。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种储氢系统及其储氢阀卡滞的检测方法以及燃料电池车，可以准确的判断是哪个氢瓶阀存在故障，以及时的进行维护，从而提高整车安全性，降低汽车的故障率。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种储氢系统中储氢阀卡滞的检测方法，所述储氢系统具有瓶组模块，所述瓶组模块具有多个储氢瓶，所述储氢瓶分别通过一个储氢阀连通供氢气管路，所述供氢气管路设置有高压传感器，所述检测方法包括：
判断是否满足检测条件；
如果是，基于对各个所述储氢阀开度的控制以及所述高压传感器所采集的压力值，依次检测各个所述储氢阀是否存在故障。
优选的，在上述的检测方法中，判断是否满足所述检测条件包括：
如果CAN通讯准备就绪，无VCU功率需求，且距离上次储氢阀卡滞检测超过一定时间，则确定满足所述检测条件。
优选的，在上述的检测方法中，基于对各个所述储氢阀开度的控制以及所述高压传感器所采集的压力值，依次检测各个所述储氢阀是否存在故障，包括：
基于对各个所述储氢阀开度的控制，逐一获取各个所述储氢瓶单独供氢气时，所述高压传感器的压力值；
基于所述压力值以及设定的标准值，确定所述储氢阀是否存在故障。
优选的，在上述的检测方法中，所述瓶组模块具有N个储氢瓶，N为大于1的正整数，该N个储氢瓶依次为第1储氢瓶至第N储氢瓶，分别对应连接第1储氢阀至第N储氢阀；
基于对各个所述储氢阀开度的控制，逐一获取各个所述储氢瓶单独供氢气时，所述高压传感器的压力值，包括：
以第1固定值开启第1储氢阀，其他储氢阀完全关闭，获取所述高压传感器采集的第1压力值，基于所述第1压力值以及第1标准值，确定所述第1储氢阀是否存在故障；
完成第i储氢瓶所连接的第i储氢阀故障检测后，以第i+1固定值开启第i+1储氢阀，保持其他储氢阀的开度不变，获取所述高压传感器采集的第i+1压力值，基于所述第i+1压力值以及第i+1标准值，确定所述第i+1储氢阀是否存在故障；i为小于N的正整数；
其中，第i固定值小于第i+1固定值。
优选的，在上述的检测方法中，基于对各个所述储氢阀开度的控制，逐一获取各个所述储氢瓶单独供氢气时，所述高压传感器的压力值，包括：
逐一开启各个所述储氢阀，并控制其他储氢阀完全关闭，获取所述高压传感器采集的压力值，基于所述压力值以及设定的标准值，确定当前所开启储氢阀是否存在故障。
优选的，在上述的检测方法中，基于预先存储的数据表，查表获得当前被检测的储氢阀所连接的储氢瓶单独供氢气时，所对应的标准值。
优选的，在上述的检测方法中，开始故障检测前，还包括：
对所有储氢阀的开度进行复位，以使得所有所述储氢阀均完全关闭。
本发明还提供一种储氢系统，所述储氢系统包括：
瓶组模块，所述瓶组模块具有多个储氢瓶；
供氢气管路，所述储氢瓶分别通过一个储氢阀连接所述供氢气管路，所述供氢气管路设置有高压传感器；所述储氢系统通过所述供氢气管路为燃料电池发动机提供氢气；
VCU，所述VCU用于判断是否满足检测条件，如果满足所述检测条件，基于对各个所述储氢阀开度的控制以及所述高压传感器所采集的压力值，依次检测各个所述储氢阀是否存在故障。
优选的，在上述的储氢系统中，还包括：
与所述供氢气管路连通的加氢管路，所述加氢管路上设置有加氢模块，用于为所述储氢瓶提供氢气；
燃料电池管路，所述燃料电池管路用于连通所述燃料电池发动机与所述供氢气管路，所述燃料电池管路上设置有电磁阀、低压传感器、减压阀以及过滤阀。
本发明还提供一种燃料电池车，所述燃料电池车包括：燃料电池发动机和用于向所述燃料电池发动机供氢的储氢系统，所述储氢系统为上述的储氢系统。
通过上述描述可知，本发明技术方案提供的储氢系统及其储氢阀卡滞的检测方法以及燃料电池车中，当满足检测条件时，基于对各个储氢瓶开度的控制以及高压传感器所采集的压力值，依次检测各个储氢阀是否存在故障。应用本发明提供的技术方案，可以准确的判断是哪个氢瓶阀存在故障，以及时的进行维护，使燃料电池车用氢气更加地安全，从而提高整车安全性，降低汽车的故障率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例提供的一种储氢系统中储氢阀卡滞的检测方法流程图；
图2为本发明实施例提供的另一种储氢系统中储氢阀卡滞的检测方法流程图；
图3为本发明实施例提供的一种储氢阀打开后压力值的变化曲线图；
图4为本发明实施例提供的又一种储氢系统中储氢阀卡滞的检测方法流程图；
图5为本发明实施例提供的一种储氢系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请中的实施例进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
参考图1，图1为本发明实施例提供的一种储氢系统中储氢瓶卡滞的检测方法流程图。其中，所述储氢系统具有瓶组模块，所述瓶组模块具有多个储氢瓶，所述储氢瓶分别通过一个储氢阀连通供氢气管路，所述供氢气管路设置有高压传感器。
如图1所示，所述检测方法包括：
步骤S11：判断是否满足检测条件；
本发明实施例中，判断是否满足检测条件的方法包括：如果CAN(控制器局域网络)通讯准备就绪，无VCU(整车控制器)功率需求，且距离上次储氢阀卡滞检测超过一定时间，则确定满足所述检测条件；否则，确定为不满足检测条件，并返回开始。
需要说明的是，上述三者中任一者不满足则不满足检测条件。
为了避免每个驾驶循环(通常指T15上电到T15下电的过程)均进行储氢阀的检测，从而造成氢耗过高，可以设定的控制方法为当距离上一次检测完成超过一定时间后放行本次检测，例如设定发动机每运行100h检测一次，当本次检测完成后时间重新清零，且停机之后该时间进行存储，下一个驾驶循环可继续计时。
步骤S12：如果是，基于对各个所述储氢阀开度的控制以及所述高压传感器所采集的压力值，依次检测各个所述储氢阀是否存在故障。
本发明实施例中，可以基于对各个所述储氢阀开度的控制，逐一获取各个所述储氢瓶单独供氢气时，所述高压传感器的压力值；并基于所述压力值以及设定的标准值，确定所述储氢阀是否存在故障。
具体的，可以基于预先存储的数据表，查表获得当前被检测的储氢阀所连接的储氢瓶单独供氢时，所对应的标准值；并基于对各个储氢阀开度的控制，逐一获取各个储氢瓶单独供氢气时，高压传感器的压力值；最后基于该压力值和标准值，确定储氢阀是否存在故障，即将压力值和标准值进行比较，若压力值大于设定的标准值，则确定储氢阀正常，否则确定储氢阀存在故障(即储氢阀存在卡滞或者打开不完全的情况)。
另外，在开始故障检测前，还包括：对所有储氢阀的开度进行复位，以使得所有所述储氢阀均完全关闭。
本发明实施例中，所述瓶组模块具有N个储氢瓶，N为大于1的正整数，该N个储氢瓶依次为第1储氢瓶至第N储氢瓶，分别对应连接第1储氢阀至第N储氢阀。
一种方式中，基于对各个所述储氢阀开度的控制，逐一获取各个所述储氢瓶单独供氢气时，所述高压传感器的压力值，包括：
以第1固定值开启第1储氢阀，其他储氢阀完全关闭，获取所述高压传感器采集的第1压力值，基于所述第1压力值以及第1标准值，确定所述第1储氢阀是否存在故障；
完成第i储氢瓶所连接的第i储氢阀故障检测后，以第i+1固定值开启第i+1储氢阀，保持其他储氢阀的开度不变(即第i+1储氢阀之前的第1至第i储氢阀都保持开度不变，第i+1储氢阀之后的储氢阀都保持关闭)，获取所述高压传感器采集的第i+1压力值，基于所述第i+1压力值以及第i+1标准值，确定所述第i+1储氢阀是否存在故障；i为小于N的正整数；
其中，第i固定值小于第i+1固定值。
需要说明的是，在完成上一个储氢阀故障检测后，无论是否存在故障，都可以进行下一个储氢阀故障检测。
具体的，如图2所示，图2为本发明实施例提供的另一种储氢系统中储氢阀卡滞的检测方法流程图。在该储氢系统中，以瓶组模块具有4个储氢瓶为例进行说明。所述检测方法包括：
步骤S21：判断是否满足检测条件；如果是，则进入步骤S22，否则返回开始；
步骤S22：以第1固定值开启第1储氢阀，其他储氢阀完全关闭，获取所述高压传感器采集的第1压力值以及查表得到的第1标准值；
步骤S23：判断第1压力值是否大于第1标准值；如果是，则进入步骤S24，否则确定第1储氢阀存在故障；
步骤S24：以第2固定值开启第2储氢阀，保持其他储氢阀的开度不变，获取所述高压传感器采集的第2压力值以及查表得到的第2标准值；
步骤S25：判断第2压力值是否大于第2标准值；如果是，则进入步骤S26，否则确定第2储氢阀存在故障；
步骤S26：以第3固定值开启第3储氢阀，保持其他储氢阀的开度不变，获取所述高压传感器采集的第3压力值以及查表得到的第3标准值；
步骤S27：判断第3压力值是否大于第3标准值；如果是，则进入步骤S28，否则确定第3储氢阀存在故障；
步骤S28：以第4固定值开启第4储氢阀，保持其他储氢阀的开度不变，获取所述高压传感器采集的第4压力值以及查表得到的第4标准值；
步骤S29：判断第4压力值是否大于第4标准值；如果是，则进入步骤S30，否则确定第4储氢阀存在故障；
步骤S30：结束。
其中，第1固定值小于第2固定值，第2固定值小于第3固定值，第3固定值小于第4固定值。例如，可以设定第1固定值为10％，第2固定值为15％，第3固定值为20％，第4固定值为25％。
本发明实施例中，储氢阀11的开度越大，获取的压力值就越大。如图3所示，图3为本发明实施例提供的一种储氢阀打开后压力值的变化曲线图，横轴表示时间，纵轴表示压力。在图3方式中，第1储氢阀的开度小于第2储氢阀的开度，第2储氢阀的开度小于第3储氢阀的开度，第3储氢阀的开度小于第4储氢阀的开度，并且随着各个储氢阀的开启，获取的压力值也随之增大。
另一种方式中，基于对各个所述储氢阀开度的控制，逐一获取各个所述储氢瓶单独供氢气时，所述高压传感器的压力值，包括：
逐一开启各个所述储氢阀，并控制其他储氢阀完全关闭，获取所述高压传感器采集的压力值，基于所述压力值以及设定的标准值，确定当前所开启储氢阀是否存在故障。
在该方式中，每次单独开启一个储氢阀，需要完全关闭其他储氢阀，并且各个储氢阀的开启没有特定大小关系，可以基于需求设定各个开度大小。
具体的，如图4所示，图4为本发明实施例提供的又一种储氢系统中储氢阀卡滞的检测方法流程图。在该储氢系统中，以瓶组模块具有4个储氢瓶为例进行说明。所述检测方法包括：
步骤S31：判断是否满足检测条件；如果是，则进入步骤S32，否则返回开始；
步骤S32：以第1固定值开启第1储氢阀，其他储氢阀完全关闭，获取所述高压传感器采集的第1压力值以及查表得到的第1标准值；
步骤S33：判断第1压力值是否大于第1标准值；如果是，则进入步骤S34，否则确定第1储氢阀存在故障；
步骤S34：以第2固定值开启第2储氢阀，其他储氢阀完全关闭，获取所述高压传感器采集的第2压力值以及查表得到的第2标准值；
步骤S35：判断第2压力值是否大于第2标准值；如果是，则进入步骤S36，否则确定第2储氢阀存在故障；
步骤S36：以第3固定值开启第3储氢阀，其他储氢阀完全关闭，获取所述高压传感器采集的第3压力值以及查表得到的第3标准值；
步骤S37：判断第3压力值是否大于第3标准值；如果是，则进入步骤S38，否则确定第3储氢阀存在故障；
步骤S38：以第4固定值开启第4储氢阀，其他储氢阀完全关闭，获取所述高压传感器采集的第4压力值以及查表得到的第4标准值；
步骤S39：判断第4压力值是否大于第4标准值；如果是，则进入步骤S40，否则确定第4储氢阀存在故障；
步骤S40：结束。
需要说明的是，第1固定值、第2固定值、第3固定值以及第4固定值之间没有特定大小关系，均可以基于需求设定。
通过上述描述可知，本发明技术方案提供的储氢阀卡滞的检测方法中，当满足检测条件时，基于对各个储氢瓶开度的控制以及高压传感器所采集的压力值，依次检测各个储氢阀是否存在故障。可以准确的判断是哪个氢瓶阀存在故障，以及时的进行维护，使燃料电池车用氢气更加地安全，从而提高整车安全性，降低汽车的故障率。
基于上述实施例，本发明另一实施例还提供一种储氢系统，如图5所示，图5为本发明实施例提供的一种储氢系统的结构示意图，所述储氢系统包括：
瓶组模块10，所述瓶组模块10具有多个储氢瓶11；
供氢气管路12，所述储氢瓶11分别通过一个温度传感器13和一个储氢阀14连接所述供氢气管路12，所述供氢气管路12设置有高压传感器15；所述储氢系统通过所述供氢气管路12为燃料电池发动机提供氢气；
VCU(图中未示出)，所述VCU用于判断是否满足检测条件，如果满足所述检测条件，基于对各个所述储氢阀14开度的控制以及所述高压传感器15所采集的压力值，依次检测各个所述储氢阀14是否存在故障。
基于上述储氢系统，还包括：
与所述供氢气管路12连通的加氢管路17，所述加氢管路17上设置有加氢模块18，用于为所述储氢瓶11提供氢气；
燃料电池管路19，所述燃料电池管路19用于连通所述燃料电池发动机与所述供氢气管路12，所述燃料电池管路19上设置有电磁阀20、低压传感器21、减压阀22以及过滤阀23。
本方案主要是通过顺序打开储氢阀11，并基于对各个储氢阀11开度的控制以及高压传感器15所采集的压力值，依次检测各个储氢阀11是否存在故障。应用本方案可以准确的定位到是哪个氢瓶阀11存在故障，以及时的进行维护，使燃料电池车用氢气更加地安全，从而提高整车安全性，降低汽车的故障率。
基于上述实施例，本发明另一实施例还提供了一种燃料电池车，所述燃料电池车包括：燃料电池发动机和用于向所述燃料电池发动机供氢的储氢系统，所述储氢系统为如上所述的储氢系统。
该燃料电池车应用本发明提供的储氢系统，可以基于对各个储氢瓶开度的控制以及高压传感器所采集的压力值，依次检测各个储氢阀是否存在故障。应用本方案可以准确的定位到是哪个氢瓶阀存在故障，以及时的进行维护，使燃料电池车用氢气更加地安全，从而提高整车安全性，降低汽车的故障率。
本说明书中各个实施例采用递进、或并列、或递进和并列结合的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的储氢系统以及燃料电池车而言，由于其与实施例公开的检测方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见检测方法部分说明即可。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种储氢系统中储氢阀卡滞的检测方法，其特征在于，所述储氢系统具有瓶组模块，所述瓶组模块具有多个储氢瓶，所述储氢瓶分别通过一个储氢阀连通供氢气管路，所述供氢气管路设置有高压传感器，所述检测方法包括：
判断是否满足检测条件；
如果是，基于对各个所述储氢阀开度的控制以及所述高压传感器所采集的压力值，依次检测各个所述储氢阀是否存在故障。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，判断是否满足所述检测条件包括：
如果CAN通讯准备就绪，无VCU功率需求，且距离上次储氢阀卡滞检测超过一定时间，则确定满足所述检测条件。
3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，基于对各个所述储氢阀开度的控制以及所述高压传感器所采集的压力值，依次检测各个所述储氢阀是否存在故障，包括：
基于对各个所述储氢阀开度的控制，逐一获取各个所述储氢瓶单独供氢气时，所述高压传感器的压力值；
基于所述压力值以及设定的标准值，确定所述储氢阀是否存在故障。
4.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述瓶组模块具有N个储氢瓶，N为大于1的正整数，该N个储氢瓶依次为第1储氢瓶至第N储氢瓶，分别对应连接第1储氢阀至第N储氢阀；
基于对各个所述储氢阀开度的控制，逐一获取各个所述储氢瓶单独供氢气时，所述高压传感器的压力值，包括：
以第1固定值开启第1储氢阀，其他储氢阀完全关闭，获取所述高压传感器采集的第1压力值，基于所述第1压力值以及第1标准值，确定所述第1储氢阀是否存在故障；
完成第i储氢瓶所连接的第i储氢阀故障检测后，以第i+1固定值开启第i+1储氢阀，保持其他储氢阀的开度不变，获取所述高压传感器采集的第i+1压力值，基于所述第i+1压力值以及第i+1标准值，确定所述第i+1储氢阀是否存在故障；i为小于N的正整数；
其中，第i固定值小于第i+1固定值。
5.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，基于对各个所述储氢阀开度的控制，逐一获取各个所述储氢瓶单独供氢气时，所述高压传感器的压力值，包括：
逐一开启各个所述储氢阀，并控制其他储氢阀完全关闭，获取所述高压传感器采集的压力值，基于所述压力值以及设定的标准值，确定当前所开启储氢阀是否存在故障。
6.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，基于预先存储的数据表，查表获得当前被检测的储氢阀所连接的储氢瓶单独供氢气时，所对应的标准值。
7.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，开始故障检测前，还包括：
对所有储氢阀的开度进行复位，以使得所有所述储氢阀均完全关闭。
8.一种储氢系统，其特征在于，所述储氢系统包括：
瓶组模块，所述瓶组模块具有多个储氢瓶；
供氢气管路，所述储氢瓶分别通过一个储氢阀连接所述供氢气管路，所述供氢气管路设置有高压传感器；所述储氢系统通过所述供氢气管路为燃料电池发动机提供氢气；
VCU，所述VCU用于判断是否满足检测条件，如果满足所述检测条件，基于对各个所述储氢阀开度的控制以及所述高压传感器所采集的压力值，依次检测各个所述储氢阀是否存在故障。
9.根据权利要求8所述的储氢系统，其特征在于，还包括：
与所述供氢气管路连通的加氢管路，所述加氢管路上设置有加氢模块，用于为所述储氢瓶提供氢气；
燃料电池管路，所述燃料电池管路用于连通所述燃料电池发动机与所述供氢气管路，所述燃料电池管路上设置有电磁阀、低压传感器、减压阀以及过滤阀。
10.一种燃料电池车，其特征在于，所述燃料电池车包括：燃料电池发动机和用于向所述燃料电池发动机供氢的储氢系统，所述储氢系统为如权利要求8或9所述的储氢系统。
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