CN115416605B - 一种车辆落水防护系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种车辆落水防护系统及其控制方法，其包括：车体梁系结构，其包括多根具有密封的中空腔的支撑梁；密封储物盒，其设置在车体梁系结构的前后两侧；自卸装置，其安装在车体梁系结构的底部，并用于放置电池包；检测装置，其设置在车体梁系结构上，并与连接有控制装置，控制装置与自卸装置信号连接，并用于根据检测装置的信号进行自卸电池包。体梁系结构和密封储物盒提供了浮力，在汽车落水后电池包可进行脱落，从而达到降低车辆重量，增加浮力效果的作用的同时，避免电池包跌落过程中绝缘措施破损后，电池包进水所带来的安全隐患，使得落水后没有电池包的车辆可以浮在水面，增加救援时间，提高安全性。

Description

一种车辆落水防护系统及其控制方法

技术领域

本申请涉及汽车安全技术领域，特别涉及一种车辆落水防护系统及其控制方法。

背景技术

随着科学技术的发展，汽车是人类出行的首选交通工具，随着人们生活水平的日益提高，消费者对汽车的智能化及安全性要求也日益增加，一般比较常见的汽车安全保护装置就是安全气囊，撞车时弹出，对驾驶人员进行一定程度的保护，但是安全气囊仅针对于行驶于路面上发生碰撞的情况，针对汽车落水的乘员保护措施也相对匮乏。

在一些相关技术中，汽车落水乘员死亡率高的主要原因有以下几点：车辆快速下沉到水中车内外的压强差导致乘员无法打开车门；车辆落水后电器系统无法正常工作导致车门锁死；一般汽车落水后用安全锤打碎玻璃逃生，但是打碎玻璃后对于不会游泳乘员，即使打碎玻璃也无法顺利逃生。

在另一些相关技术中，对于新能源车来说，由于其拥有电池包，虽然存在一定的绝缘措施和防护，但是在落水后存在的安全隐患相对于传统的燃油车更大，即落水后绝缘措施和防护破损的情况下，遇水出现电火花，对人体进一步的造成伤害。

发明内容

本申请实施例提供一种车辆落水防护系统及其控制方法，以解决相关技术中新能源车辆在落水后的遇水存在安全隐患的问题。

第一方面，提供了一种车辆落水防护系统，其包括：

车体梁系结构，其包括多根具有密封的中空腔的支撑梁；

密封储物盒，其设置在所述车体梁系结构的前后两侧；

自卸装置，其安装在所述车体梁系结构的底部，并用于放置电池包；

检测装置，其设置在所述车体梁系结构上，并连接有控制装置，控制装置与所述自卸装置信号连接，并用于根据检测装置检测的数据进行自卸电池包。

一些实施例中，所述车体梁系结构的车身纵梁内设有安装腔室；

所述自卸装置包括：

电池包安置箱体；

连接件，其底端承托所述电池包安置箱体，顶端穿过电池包安置箱体，并伸入所述安装腔室；

驱动机构，其设于所述安装腔室，并用于驱使连接件脱离车身纵梁。

一些实施例中，所述驱动机构采用内螺纹电机，内螺纹电机内设有转动输出部；所述连接件采用与转动输出部螺纹连接的安装螺杆。

一些实施例中，所述电池包安置箱体为内部中空的密封电池包安置箱体，其上设有两个凹槽，两个凹槽内分别设置放电接口和充电接口；

所述车体梁系结构上设有罐体，罐体上设有喷头；罐体内设有防水绝缘胶，喷头的喷射方向朝向凹槽。

一些实施例中，所述电池包安置箱体还通过锚索绳与所述车体梁系结构连接。

一些实施例中，所述检测装置包括用于检测落水信号数据的车体跌落检测器和用于检测车身水位信号数据的车辆水位检测器；

所述控制装置用于：将落水信号数据与第二预设值对比，以及将车身水位信号数据与第一预设值对比；若落水信号数据超过第二预设值，且车身水位信号数据超过第一预设值，则利用控制装置控制装有电池包的自卸装置脱落。

一些实施例中，所述密封储物盒包括盒本体，以及密封盒本体的封盖；封盖的顶部上设有气囊，盒本体上设有与气囊连接的氦气罐。

第二方面，提供了一种车辆落水防护系统的控制方法，其包括以下步骤：

获取检测装置检测的数据，并传输至控制装置；

利用控制装置将检测的数据与预设值进行比较；

若检测的数据超过预设值，则利用控制装置控制装有电池包的自卸装置脱落。

一些实施例中，所述检测装置包括车体跌落检测器和车辆水位检测器；

利用控制装置将检测的数据与预设值进行比较，若检测的数据超过预设值，则利用控制装置控制装有电池包的自卸装置脱落，包括：

将车体跌落检测器检测的落水信号数据与第二预设值对比，将车辆水位检测器检测的车身水位信号数据与第一预设值对比；

当落水信号数据超过第二预设值，且车身水位信号数据超过第一预设值，则利用控制装置控制装有电池包的自卸装置脱落。

一些实施例中，所述密封储物盒包括盒本体，以及密封盒本体的封盖，封盖的顶部上设有气囊，所述盒本体上设有与气囊连接的氦气罐；

所述控制方法还包括：

将车身水位信号数据与第三预设值对比，若落水信号数据超过第二预设值，且车身水位信号数据大于第三预设值、小于第一预设值，则控制氦气罐对气囊充气。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种车辆落水防护系统及其控制方法，由于车体梁系结构和密封储物盒提供了浮力，使得车辆落水后像船体可以进行浮在水中，只需要针对性的设置密封储物盒的空间大小和密封的中空腔的支撑梁数量即可；另外自卸装置用于容纳电池包，并且利用设置在车体梁系结构上的控制装置和检测装置，在汽车落水后使得电池包进行脱落，从而达到降低车辆重量，增加浮力效果的作用的同时，避免电池包跌落过程中绝缘措施破损后，电池包进水所带来的安全隐患，使得落水后没有电池包的车辆可以浮在水面，增加救援时间，提高安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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为本申请实施例提供的车辆落水防护系统的立体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的车辆落水防护系统的俯视图；

图3为本申请实施例提供的图2中的A-A出截面示意图。

图中：1、车体梁系结构；2、密封储物盒；3、自卸装置；4、电池包安置箱体；5、驱动机构；6、连接件；7、转动输出部。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，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的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。

本申请实施例提供了一种车辆落水防护系统及其控制方法，以解决相关技术中新能源车辆在落水后的遇水存在安全隐患的问题。

理论基础：物体在水中所受到的浮力等于物体排开水的重力，我们定义车体满载质量为a,车体所有密闭腔体体积为V，水密度为c,空气密度为d,重力加速度为g。

那么水对车体的浮力为F＝Vcg,车辆本身重力G＝ag,车辆内气体重力G1＝dVg,车辆完全入水所受到的浮力为f＝F-G-G1＝Vcg-ag-dVg,由于空气密度较小可以忽略，我们得到要使得车辆完全入水的浮力f＞车辆重力G这样车辆才可以不被淹没，即Vc＞a,这要解决浮力的问题就必须提高V，即增加车辆密闭腔体的体积以及减少车辆质量a，就可以实现将车辆浮在水面的目的。

通过对同一车辆的对比计算，本车辆满载质量为1800kg,要使Vc＞a,已知水密度为1000Kg/m³，即需要满足V＞1.8m³，我们将车体梁系结构设计成密封腔体可提供0.8m³，，前后储物盒密闭空间可提供1.2m³，满足V＝2.0m³＞1.8m³。

综上，提高以上实际的理论和实际的计算证明可以车辆浮在水面的目的，对于如何具体增加车辆密闭腔体的体积以及减少车辆质量a，才有了本申请的车辆落水防护系统。

请参阅图1-图3，一种车辆落水防护系统，其包括车体梁系结构1，其包括多根具有密封的中空腔的支撑梁；

密封储物盒2，其设置在车体梁系结构1的前后两侧；

自卸装置3，其安装在车体梁系结构1的底部，并用于放置电池包；检测装置，其设置在车体梁系结构1上，并与连接有控制装置，控制装置与自卸装置信号连接，并用于根据检测装置检测的数据进行自卸电池包。

由于车体梁系结构1和密封储物盒2提供了浮力，使得车辆落水后像船体可以进行浮在水中，只需要针对性的设置密封储物盒2的空间大小和密封的中空腔的支撑梁数量即可；另外自卸装置3用于容纳电池包，并且利用设置在车体梁系结构1上的控制装置和检测装置，在汽车落水后使得电池包进行脱落，从而达到降低车辆重量，增加浮力效果的作用的同时，避免电池包跌落过程中绝缘措施破损后，电池包进水所带来的安全隐患，使得落水后没有电池包的车辆可以浮在水面，增加救援时间，提高安全性。

在一些优选的实施例中，对于自卸装置3进行了如下的说明：

车体梁系结构1的车身纵梁内设有安装腔室；

自卸装置3包括：电池包安置箱体4；连接件6，其底端承托电池包安置箱体4，顶端穿过电池包安置箱体4，并伸入安装腔室；驱动机构5，其设于安装腔室，并用于驱使连接件6脱离车身纵梁。

即表明需要能够使连接件6脱落结构形式即可，具体的形式为：

驱动机构5采用内螺纹电机，内螺纹电机内设有转动输出部7；连接件6采用与转动输出部7螺纹连接的安装螺杆。

通过内螺纹电机的转动安装螺杆可脱落，电池包安置箱体4在自身重力作用下下落，内螺纹电机作为限位固定件使用，同时进行自卸。

进一步的，由于电池包为新能源车型的重要部件，在财产价值方面，其占整车较为重要的部分，将电池包自卸后，又是一个大的损失，因此进了以下的设置：

电池包安置箱体4为内部中空的密封电池包安置箱体，其上设有两个凹槽，两个凹槽内分别设置放电接口和充电接口；车体梁系结构1上设有罐体，罐体上设有喷头；罐体内设有防水绝缘胶，喷头的喷射方向朝向凹槽，喷头用于向凹槽内喷射防水绝缘胶。

通过以上的设置，在为完全下落自卸之前，通过对凹槽喷射防水绝缘胶，以避免电池包遇水发生反应，并且电池包安置箱体4为内部中空的密封电池包安置箱体，从而电池包随着电池包安置箱体4脱落后，可以下沉到水底，从而后期可以进行打捞起来，进行使用，避免资源的浪费，同时电池包为重金属，如果不进行后期打捞，如果后期泄露对环境也会产生一定的损坏。

故而，在以上的基础之上还进行了以下的设置：

电池包安置箱体4还通过锚索绳与车体梁系结构1连接。从而电池包随着电池包安置箱体4脱落后，可以下沉到水底，此时电池包由于其重量的原因，可以作为船锚进行使用，避免水流过快使得车辆随之漂浮，进一步的加强了安全性；在另一方面，锚索绳的设置也便于进行后期的打捞工作，因此设置锚索绳是有必要的，锚索绳的具体设置可以预先卷绕收纳在车体梁系结构1内，类似于船舶的收纳锚索绳的的原理，此不做过多的解释说明。

在一些优选的实施例中，检测装置包括用于检测落水信号数据的车体跌落检测器和用于检测车身水位信号数据的车辆水位检测器；控制装置用于：将落水信号数据与第二预设值对比，以及将车身水位信号数据与第一预设值对比；若落水信号数据超过第二预设值，且车身水位信号数据超过第一预设值，则利用控制装置控制装有电池包的自卸装置3脱落；车体跌落检测器采用陀螺仪，陀螺仪可以检测出车辆的水平、垂直、俯仰、航向和角度，根据水平、垂直、俯仰、航向和角度，以及一般情况落水时车辆的大致水平、垂直、俯仰、航向和角度，若是一样的则证明车辆是落水状态。

车辆水位检测器采用多个压力传感器，并设置在车身四周外侧；由于车辆在水中会受到压力，不同的水位的压力是不同的，因此可以测量出车辆四周的压力变化，从而知晓车辆下沉的情况。

车辆水位检测器采用多个液位传感器，并设置在车身前格栅处，这种方式为传统的类似车辆油箱测液位的传感器，当车身前格栅处液位超过设定的液位后，则证明车辆落水，密封储物盒2的浮力不足以使得车辆浮在水面上，需要进行舍弃电池包。

在一些优选的实施例中，为提升车辆落水后自身产生的浮力，进行了以下的设置：

密封储物盒2包括盒本体，以及密封盒本体的封盖，封盖的顶部上设有气囊，盒本体上设有与气囊连接的氦气罐。即在落水后控制装置控制氦气罐进充气，气囊变大将车辆的后背箱的空间进行填充，以提升浮力。

本申请还提出了一种车辆落水防护系统的控制方法，即根据具体的检测装置的信号进行增加浮力和减少重量。

一种车辆落水防护系统的控制方法，其包括以下步骤：

获取检测装置检测的数据，并传输至控制装置；

利用控制装置将检测的数据与预设值进行比较；

若检测的数据超过预设值，则利用控制装置控制装有电池包的自卸装置3脱落。

其中，检测装置包括车体跌落检测器和车辆水位检测器；

利用控制装置将检测的数据与预设值进行比较，若检测的数据超过预设值，则利用控制装置控制装有电池包的自卸装置3脱落，包括：

将车体跌落检测器检测的落水信号数据与第二预设值对比，将车辆水位检测器检测的车身水位信号数据与第一预设值对比；当落水信号数据超过第二预设值，且车身水位信号数据超过第一预设值，则利用控制装置控制装有电池包的自卸装置3脱落，否侧不进行自卸。

这一种控制是在车辆设置的密封储物盒2和车体梁系结构1提供的浮力在卸掉电池包后，足以使车辆浮在水面的情况。

当不足以提供的浮力的情况下，密封储物盒2包括盒本体，以及密封盒本体的封盖，封盖的顶部上设有气囊，盒本体上设有与气囊连接的氦气罐；

控制方法还包括：还包括以下步骤：

若落水信号超过第二预设值，且车身水位信号超过在第三预设值和第一预设值之间，则控制氦气罐对气囊充气；其中第三预设值小于第一预设值。此种也是为了应对落水时的最开时情况，在此时就可以增加浮力，不管浮力够不够们都进行增加。

在一些优选的实施例中，控制装置可以车辆控制，并结合车辆语音系统进行工作，具体的为：

在落水五秒内，语音提示是否需要进行控制自卸装置3脱落，并进行发出求救信号，求救信号为向公安、消防部门发送信号，以便进行及时的救援。

在落水五秒后，且落水信号超过第二预设值，且车身水位信号超过第一预设值，则证明驾驶人员没有进行选择控制自卸装置3脱落，驾驶人员已经昏迷，或者惊吓过度没有进行操作；此时自行将自卸装置3脱落，并发送求救信号。

在自卸装置3脱落后，并下沉至水底后锚索绳和电池包作为船锚进行使用。

工作原理：

车体梁系结构1和密封储物盒2提供了浮力，使得车辆落水后像船体可以进行浮在水中，只需要针对性的设置密封储物盒2的空间大小和密封的中空腔的支撑梁数量即可；另外自卸装置3用于容纳电池包，并且利用设置在车体梁系结构1上的控制装置和检测装置，在汽车落水后使得电池包进行脱落，从而达到降低车辆重量，增加浮力效果的作用的同时，避免电池包跌落过程中绝缘措施破损后，电池包进水所带来的安全隐患，使得落水后没有电池包的车辆可以浮在水面，增加救援时间，提高安全性。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，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过程、方法、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过程、方法、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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的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申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种车辆落水防护系统，其特征在于，其包括：

车体梁系结构(1)，其包括多根具有密封的中空腔的支撑梁；所述车体梁系结构(1)的车身纵梁内设有安装腔室；

密封储物盒(2)，其设置在所述车体梁系结构(1)的前后两侧；

自卸装置(3)，其安装在所述车体梁系结构(1)的底部，并用于放置电池包；所述自卸装置(3)包括：电池包安置箱体(4)；连接件(6)，其底端承托所述电池包安置箱体(4)，顶端穿过电池包安置箱体(4)，并伸入所述安装腔室；驱动机构(5)，其设于所述安装腔室，并用于驱使连接件(6)脱离车身纵梁；所述电池包安置箱体(4)为内部中空的密封电池包安置箱体，其上设有两个凹槽，两个凹槽内分别设置放电接口和充电接口；所述车体梁系结构(1)上设有罐体，罐体上设有喷头；罐体内设有防水绝缘胶，喷头的喷射方向朝向凹槽；

检测装置，其设置在所述车体梁系结构(1)上，并连接有控制装置，控制装置与所述自卸装置信号连接，并用于根据检测装置检测的数据进行自卸电池包。

2.如权利要求1所述的车辆落水防护系统，其特征在于：

所述驱动机构(5)采用内螺纹电机，内螺纹电机内设有转动输出部(7)；所述连接件(6)采用与转动输出部(7)螺纹连接的安装螺杆。

3.如权利要求1所述的车辆落水防护系统，其特征在于：

所述电池包安置箱体(4)还通过锚索绳与所述车体梁系结构(1)连接。

4.如权利要求1所述的车辆落水防护系统，其特征在于：

所述检测装置包括用于检测落水信号数据的车体跌落检测器和用于检测车身水位信号数据的车辆水位检测器；

所述控制装置用于：将落水信号数据与第二预设值对比，以及将车身水位信号数据与第一预设值对比；若落水信号数据超过第二预设值，且车身水位信号数据超过第一预设值，则利用控制装置控制装有电池包的自卸装置(3)脱落。

5.如权利要求1所述的车辆落水防护系统，其特征在于：

所述密封储物盒(2)包括盒本体，以及密封盒本体的封盖；封盖的顶部上设有气囊，盒本体上设有与气囊连接的氦气罐。

6.一种如权利要求1所述的车辆落水防护系统的控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：

获取检测装置检测的数据，并传输至控制装置；

利用控制装置将检测的数据与预设值进行比较；

若检测的数据超过预设值，则利用控制装置控制装有电池包的自卸装置(3)脱落。

7.如权利要求6所述的车辆落水防护系统的控制方法，其特征在于：

所述检测装置包括车体跌落检测器和车辆水位检测器；

利用控制装置将检测的数据与预设值进行比较，若检测的数据超过预设值，则利用控制装置控制装有电池包的自卸装置(3)脱落，包括：

将车体跌落检测器检测的落水信号数据与第二预设值对比，将车辆水位检测器检测的车身水位信号数据与第一预设值对比；

当落水信号数据超过第二预设值，且车身水位信号数据超过第一预设值，则利用控制装置控制装有电池包的自卸装置(3)脱落。

8.如权利要求7所述的车辆落水防护系统的控制方法，其特征在于：

所述密封储物盒(2)包括盒本体，以及密封盒本体的封盖，封盖的顶部上设有气囊，所述盒本体上设有与气囊连接的氦气罐；

所述控制方法还包括：

将车身水位信号数据与第三预设值对比，若落水信号数据超过第二预设值，且车身水位信号数据大于第三预设值、小于第一预设值，则控制氦气罐对气囊充气。