CN114811449A - 一种氢能汽车安全检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氢能汽车安全检测装置,氢能汽车包括:氢瓶、燃料反应堆;氢瓶和燃料反应堆连接,燃料反应堆设置有用于输出水和水蒸气的输出口;安全检测装置包括温度检测模块、压力检测模块,温度检测模块设置在氢瓶上;压力检测模块设置在氢瓶上;安全检测装置还包括第一管路和第二管路,第一管路的上端和输出口连通,第二管路的下端和输出口连接,第一管路设置有流量测算模块,第二管路设置有冷却机构。和现有技术相比,本发明提供的安全检测装置具有稳定性好、寿命长、不易损坏的优点。
Description
技术领域
本发明涉及氢能安全技术领域,尤其涉及一种氢能汽车安全检测装置。
背景技术
氢气由于其燃烧效率高、产物无污染等优点,与太阳能、核能一起被称为三大新能源。作为一种新能源,氢气在航空、动力、及机车燃料电池等领域得到广泛的应用。但氢气分子很小,储存和使用的过程中易泄漏,由于氢气不利于呼吸,无色无味,不能被人鼻所发觉,且着火点仅为585℃,空气中含量在4%~75%范围内,遇明火即发生爆炸,故在氢气的使用中必须对其泄漏进行检测。现有的氢能汽车中往往采用氢浓度传感器检测氢气是否泄漏,但是氢浓度传感器在汽车长时间震动下,极易损坏,具有寿命短的缺点。
发明内容
本发明为了解决现有技术寿命短和容易损坏的缺点,提出一种稳定性好、寿命长、不易损坏的氢能汽车安全检测装置。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种氢能汽车安全检测装置,氢能汽车包括:氢瓶、燃料反应堆;氢瓶和燃料反应堆连接,燃料反应堆设置有用于输出水和水蒸气的输出口;安全检测装置包括温度检测模块、压力检测模块,温度检测模块设置在氢瓶上;压力检测模块设置在氢瓶上;安全检测装置还包括第一管路和第二管路,第一管路的上端和输出口连通,第二管路的下端和输出口连接,第一管路设置有流量测算模块,第二管路设置有冷却机构。
进一步地,安全检测装置还包括第三管路和第四管路,第三管路的一端和输出口连接,第三管路的另一端和第一管路的上端连接;从输出口到第一管路,第三管路逐渐向下倾斜;第四管路的一端和第一管路的上端连接,第四管路的另一端和第二管路的下端连接;从第一管路到第二管路,第四管路逐渐向上倾斜。
进一步地,氢能汽车还包括空调系统,空调系统包括冷却机构。
进一步地,安全检测装置还包括设置在第四管路和第二管路之间的阀门机构,阀门机构包括第一连接口、第二连接口,第一管路的上端和第一连接口连通,第二管路的下端和第二连接口连通,阀门机构还包括第三连接口,空调系统还包括鼓风机,鼓风机设置在第二管路上,冷却机构设置在阀门机构和鼓风机之间,安全检测装置包括第一状态和第二状态;当安全检测装置处于第一状态时,第二连接口和第三连接口连通;当安全检测装置处于第二状态时,第一连接口和第二连接口连通。
进一步地,阀门机构包括阀体、转动连接在阀体内的阀芯,第一连接口、第二连接口和第三连接口均设置在阀体上并贯通阀体的侧壁,阀芯设置有通道,通道贯穿阀芯;当安全检测装置处于第一状态时,通道的一端和第二连接口连通,通道的另一端和第三连接口连通;当安全检测装置处于第二状态时,通道的一端和第一连接口连通,通道的另一端和第二连接口连通。
进一步地,冷却机构包括壳体、冷却管和压缩机,冷却管至少部分设置在壳体内,冷却管和压缩机连接,壳体设置有进气口和出气口,进气口设置在壳体的下侧,第二管路包括第一管段和第二管段,第一管段的下端和第二连接口连通,第一管段的上端和进气口连通,第二管段和出气口连通,鼓风机设置在第二管段上。
进一步地,冷却管包括直管段,直管段穿过壳体,壳体内设置有刮板,直管段穿过刮板并和刮板滑动连接,壳体设置有用于驱动刮板沿直管段的轴线运动的驱动机构。
进一步地,驱动机构包括往复丝杠和电机,往复丝杠和电机连接,往复丝杠至少部分设置在壳体内,往复丝杠穿过刮板并和刮板配合,往复丝杠的轴线和直管段的轴线平行。
进一步地,直管段的数量为两个或两个以上,直管段的轴线相互平行。
和现有技术相比,本发明提供的安全检测装置具有稳定性好、寿命长、不易损坏的优点。
附图说明
图1为本申请的实施例的氢能汽车的部分示意图。
图2为本申请的实施例的安全检测装置第一状态示意图。
图3为本申请的实施例的图2的A处放大图。
图4为本申请的实施例的安全检测装置第二状态示意图。
图5为本申请的实施例的图4的B处放大图。
图6为本申请的实施例的冷却机构的示意图。
具体实施方式
下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
参见图1和图2,氢能汽车100包括氢瓶11、燃料反应堆12。氢瓶11内设置有氢气。氢瓶11和燃料反应堆12连接并用于向燃料反应堆12输出氢气。具体的,燃料反应堆12设置有第一输入口121和第二输入口122。氢瓶11和第一输入口121连接,氢气从第一输入口121进入燃料反应堆12。第二输入口122和大气连通,大气中的氧气从第二输入口122进入燃料反应堆12并和燃料反应堆12内的氢气发生反应生成水和水蒸气。燃料反应堆12还设置有用于输出水和水蒸气的输出口123。
氢能汽车100还包括安全检测装置13,安全检测装置13用于检测氢气是否泄露,从而提高氢能汽车100的安全性。安全检测装置13包括温度检测模块131、压力检测模块132。作为一种实现方式,温度检测模块131设置为温度传感器,压力检测模块132设置为压力传感器。温度检测模块131设置在氢瓶11上并用于检测氢瓶11内的氢气的温度。压力检测模块132设置在氢瓶11上并用于检测氢瓶11内的氢气的压力。安全检测装置13还包括第一管路133和第二管路134,第一管路133的上端和输出口123连通,第二管路134的下端和输出口123连接。具体的,第一管路133靠近氢能汽车100的上侧的一端为第一管路133的上端。第二管路134靠近氢能汽车100的下侧的一端为第二管路134的下端。第一管路133设置有流量测算模块1331。作为一种实现方式,流量测算模块1331设置为流量传感器。氢能汽车100还包括空调系统14,空调系统14包括冷却机构141。冷却机构141设置在第二管路134上。冷却机构141用于将水蒸气内的水分凝结成水。
安全检测装置13还包括第三管路135和第四管路136,第三管路135的一端和输出口123连接,第三管路135的另一端和第一管路133的上端连接。从输出口123到第一管路133,第三管路135逐渐向下倾斜,从而便于从输出口123输出的水流向第一管路133。第四管路136的一端和第一管路133的上端连接,第四管路136的另一端和第二管路134的下端连接。从第一管路133到第二管路134,第四管路136逐渐向上倾斜,从而便于第二管路134内的水流向第一管路133。
参见图2和图3,安全检测装置13还包括设置在第四管路136和第二管路134之间的阀门机构137。阀门机构137包括第一连接口1371、第二连接口1372。第一管路133的上端和第一连接口1371连通,第二管路134的下端和第二连接口1372连通。阀门机构137还包括第三连接口1373。第三连接口1373连接有第五管路13731。空调系统14还包括鼓风机142和出风口143,鼓风机142设置在第二管路134上,出风口143设置在第五管路13731上。冷却机构141设置在阀门机构137和鼓风机142之间,安全检测装置13包括第一状态和第二状态。
当安全检测装置13处于第一状态时,第二连接口1372和第三连接口1373连通。此时,安全检测装置13不进行安全检测。当氢能汽车100运行时,输出口123输出水和水蒸气,水和水蒸气全部经过第一管路133离开氢能汽车100。当空调系统14运行时,鼓风机142运行,鼓风机142输出的风经过冷却机构141,冷却机构141对鼓风机142的风进行冷却,冷却后的风先后经过第二连接口1372、第三连接口1373、第五管路13731后,从出风口143输出。
参见图4和图5,当安全检测装置13处于第二状态时,第一连接口1371和第二连接口1372连通。此时安全检测装置13可进行安全检测。当安全检测装置13进行安全检测时,温度检测模块131和压力检测模块132分别测得氢瓶11内的氢气的第一温度和第一压力,根据氢气的第一压力、氢气的第一温度和氢瓶11的体积计算得到氢瓶11内氢气的初始质量A;氢瓶11向燃料反应堆12输出氢气并开始计时,氢瓶11内的氢气质量开始减小;氢气和氧气在燃料反应堆12内反应发电,燃料反应堆12输出的电可以用于氢能汽车100的运行,也可以给氢能汽车100上的电池的充电;输出口123输出水蒸气和水,输出口123输出的水经过第三管路135进入第一管路133;输出口123输出的水蒸气经过第三管路135和第四管路136后进入第二管路134,水蒸气受到冷却机构141的冷却后凝结成水,水蒸气凝结而成的水在重力作用下经过第四管路136进入第一管路133;水蒸气凝结而成的水和输出口123输出的水在第一管路133汇集后经过流量测算模块1331,流量测算模块1331实时测得水的流量;经过10分钟后,由流量计算得到10分钟内经过流量测算模块1331的水的质量B;温度检测模块131和压力检测模块132分别测得氢瓶11内的氢气的第二温度和第二压力,根据氢气的第二压力、氢气的第二温度和氢瓶11的体积计算得到氢瓶11内氢气的检测后质量C;由A和C的差值得到氢瓶11内的氢气的消耗量D;当B和D的比值小于等于8.5时,则表示氢瓶11内的氢气存在泄漏,即氢瓶11输出的氢气至少部分泄漏到大气中,氢能汽车100存在安全隐患;当B和D的比值大于8.5时,则表示氢瓶11内的氢气不存在泄漏。
参见图5,作为一种实现方式,阀门机构137包括阀体1374、转动连接在阀体1374内的阀芯1375。第一连接口1371、第二连接口1372、第三连接口1373均设置在阀体1374上并贯通阀体1374的侧壁。阀芯1375设置有通道13751,通道13751贯穿阀芯1375。参见图2和图3,当安全检测装置13处于第一状态时,通道13751的一端和第二连接口1372连通,通道13751的另一端和第三连接口1373连通。参见图4和图5,当安全检测装置13处于第二状态时,通道13751的一端和第一连接口1371连通,通道13751的另一端和第二连接口1372连通。阀门机构137还包括第一电机(图中未示出),第一电机和阀芯1375连接并用于转动阀芯1375,从而便于切换安全检测装置13的状态。
参见图4和图6,作为一种实现方式,冷却机构141包括壳体1411、冷却管1412和压缩机1413。冷却管1412至少部分设置在壳体1411内,冷却管1412和压缩机1413连接。壳体1411设置有进气口14111和出气口14112。进气口14111设置在壳体1411的下侧,从而便于水蒸气凝结而成的水流向第一管路133。出气口14112设置在壳体1411的上侧。第二管路134包括第一管段1341和第二管段1342。第一管段1341的下端和第二连接口1372连通,第一管段1341的上端和进气口14111连通。第二管段1342和出气口14112连通,鼓风机142设置在第二管段1342上。
冷却管1412包括直管段14121,直管段14121穿过壳体1411,直管段14121的轴线和水平面平行,壳体1411内设置有刮板14113,刮板14113和直管段14121的轴线垂直。直管段14121穿过刮板14113并和刮板14113滑动连接,壳体1411设置有用于驱动刮板14113沿直管段14121的轴线运动的驱动机构14114。通过上述设置,安全检测装置13在检测时,驱动机构14114带动刮板14113在直管段14121的两端来回移动,从而将直管段14121上的冷凝水挂落,进而使得水蒸气在直管段14121上凝结而成的水尽可能多的进入第一管路133,提高了安全检测装置13的检测准确性。
驱动机构14114包括往复丝杠14115和第二电机14116,往复丝杠14115和第二电机14116连接,往复丝杠14115至少部分设置在壳体1411内,往复丝杠14115穿过刮板14113并和刮板14113配合,往复丝杠14115的轴线和直管段14121的轴线平行。通过上述设置,当第二电机14116运行时,第二电机14116带动往复丝杠14115转动,刮板14113在往复丝杠14115的作用下,沿着直管段14121的轴线来回运动。
直管段14121的数量为两个或两个以上,直管段14121的轴线相互平行。具体的,从进气口14111到出气口14112,直管段14121依次排布,以此提高对水蒸气的冷凝效果。
应当理解的是,对于本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种氢能汽车安全检测装置,所述氢能汽车包括:
氢瓶;
燃料反应堆,所述氢瓶和所述燃料反应堆连接,所述燃料反应堆设置有用于输出水和水蒸气的输出口;
所述安全检测装置包括:
温度检测模块,所述温度检测模块设置在所述氢瓶上;
压力检测模块,所述压力检测模块设置在所述氢瓶上;
其特征在于,所述安全检测装置还包括第一管路和第二管路,所述第一管路的上端和所述输出口连通,所述第二管路的下端和所述输出口连接,所述第一管路设置有流量测算模块,所述第二管路设置有冷却机构。
2.根据权利要求1所述的一种氢能汽车安全检测装置,其特征在于,所述安全检测装置还包括第三管路和第四管路,所述第三管路的一端和所述输出口连接,所述第三管路的另一端和所述第一管路的上端连接;从所述输出口到所述第一管路,所述第三管路逐渐向下倾斜;所述第四管路的一端和所述第一管路的上端连接,所述第四管路的另一端和所述第二管路的下端连接;从所述第一管路到所述第二管路,所述第四管路逐渐向上倾斜。
3.根据权利要求1所述的一种氢能汽车安全检测装置,其特征在于,所述氢能汽车还包括空调系统,所述空调系统包括所述冷却机构。
4.根据权利要求3所述的一种氢能汽车安全检测装置,其特征在于,所述安全检测装置还包括设置在所述第四管路和所述第二管路之间的阀门机构,所述阀门机构包括第一连接口、第二连接口,所述第一管路的上端和所述第一连接口连通,所述第二管路的下端和所述第二连接口连通,所述阀门机构还包括第三连接口,所述空调系统还包括鼓风机,所述鼓风机设置在所述第二管路上,所述冷却机构设置在所述阀门机构和所述鼓风机之间,所述安全检测装置包括第一状态和第二状态;
当所述安全检测装置处于所述第一状态时,所述第二连接口和所述第三连接口连通;
当所述安全检测装置处于所述第二状态时,所述第一连接口和所述第二连接口连通。
5.根据权利要求4所述的一种氢能汽车安全检测装置,其特征在于,所述阀门机构包括阀体、转动连接在所述阀体内的阀芯,所述第一连接口、所述第二连接口和所述第三连接口均设置在所述阀体上并贯通所述阀体的侧壁,所述阀芯设置有通道,所述通道贯穿所述阀芯;
当所述安全检测装置处于所述第一状态时,所述通道的一端和所述第二连接口连通,所述通道的另一端和所述第三连接口连通;
当所述安全检测装置处于所述第二状态时,所述通道的一端和所述第一连接口连通,所述通道的另一端和所述第二连接口连通。
6.根据权利要求4所述的一种氢能汽车安全检测装置,其特征在于,所述冷却机构包括壳体、冷却管和压缩机,所述冷却管至少部分设置在所述壳体内,所述冷却管和所述压缩机连接,所述壳体设置有进气口和出气口,所述进气口设置在所述壳体的下侧,所述第二管路包括第一管段和第二管段,所述第一管段的下端和所述第二连接口连通,所述第一管段的上端和所述进气口连通,所述第二管段和所述出气口连通,所述鼓风机设置在所述第二管段上。
7.根据权利要求6所述的一种氢能汽车安全检测装置,其特征在于,所述冷却管包括直管段,所述直管段穿过壳体,所述壳体内设置有刮板,所述直管段穿过所述刮板并和所述刮板滑动连接,所述壳体设置有用于驱动所述刮板沿所述直管段的轴线运动的驱动机构。
8.根据权利要求7所述的一种氢能汽车安全检测装置,其特征在于,所述驱动机构包括往复丝杠和电机,所述往复丝杠和所述电机连接,所述往复丝杠至少部分设置在所述壳体内,所述往复丝杠穿过所述刮板并和所述刮板配合,所述往复丝杠的轴线和所述直管段的轴线平行。
9.根据权利要求7所述的一种氢能汽车安全检测装置,其特征在于,所述直管段的数量为两个或两个以上,所述直管段的轴线相互平行。
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