CN116045204A - 车载储氢系统及车载储氢系统故障检测方法 - Google Patents

车载储氢系统及车载储氢系统故障检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及新能源汽车燃料电池技术领域，特别涉及一种车载储氢系统及车载储氢系统故障检测方法，所述车载储氢系统包括供气部件、储氢组件和减压部件，供气部件具有供气口，储氢组件包括阀门部件和储氢部件，供气部件的供气口与阀门组件的一端相连，储氢部件包括气瓶压力传感器和储气瓶，储氢瓶与阀门部件的另一端相连，气瓶压力传感器与储气瓶相连，减压部件包括第一减压阀和第一压力传感器，第一减压阀进口与供气部件相连，第一压力传感器与第一减压阀相连，且第一压力传感器设于第一减压阀的出口。本发明的车载储氢系统，可以对车载储氢系统的故障进行定位，提高车载储氢系统的维修效率。

Description

车载储氢系统及车载储氢系统故障检测方法
技术领域
本发明涉及新能源汽车燃料电池技术领域，特别涉及一种车载储氢系统及车载储氢系统故障检测方法。
背景技术
燃料电池能够将化学能直接转换成电能，具有能量转换效率高、污染小、燃料来源广、噪音低、可靠性高及便于维护等优点。相关技术中的车载储氢系统减压阀设置为两级减压结构，通过监测减压阀二级出口压力判断储氢系统是否工作正常。但无法定位故障所在的零部件和模块，发生故障后将储氢系统瓶口阀关闭，整车返厂检修并进行故障复现后进行排故，进而造成维修效率低，安全性低。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种车载储氢系统，可以对车载储氢系统的故障进行定位，提高车载储氢系统的维修效率。
本发明实施例的车载储氢系统，包括：
供气部件，所述供气部件具有供气口；
储氢组件，所述储氢组件包括阀门部件和储氢部件，所述供气部件的供气口与所述阀门组件的一端相连，所述储氢部件包括气瓶压力传感器和储气瓶，所述储氢瓶与所述阀门部件的另一端相连，所述气瓶压力传感器与所述储气瓶相连；
减压部件，所述减压部件包括第一减压阀和第一压力传感器，所述第一减压阀进口与所述供气部件相连，所述第一压力传感器与所述第一减压阀相连。
本发明的实施例的车载储氢系统，可以对车载储氢系统的故障进行定位，提高车载储氢系统的维修效率。
在一些实施例中，所述减压部件还包括第二减压阀、第二压力传感器和第一过滤器，所述减压部件还包括第二减压阀、第二压力传感器和第一过滤器，所述第一过滤器的进口与所述供气部件的出口相连，所述第一过滤器的出口与第一减压阀的进口相连，所述第一减压阀的出口与所述第二减压阀的进口相连，所述第二压力传感器与所述第二减压阀相连。
在一些实施例中，所述供气部件包括分流件和供气件，所述供气件出口与分流件相连，所述分流件分别与所述阀门部件和所述减压部件相连。
在一些实施例中，所述阀门部件包括电磁阀和第二过滤器，所述电磁阀一端与所述供气部件相连，所述电磁阀的另一端与所述第二过滤器的一端相连，所述第二过滤器的另一端与所述储气瓶相连。
在一些实施例中，所述车载储氢系统还包括第一氢气浓度传感器和第二氢气浓度传感器，所述第一氢气浓度传感器位于所述供气部件的上方，所述第二氢气浓度传感器位于所述减压部件的上方。
在一些实施例中，所述车载储氢系统还包括控制器，所述控制器与所述第一压力传感器、所述第二压力传感器和所述电磁阀一一对应相连。
在一些实施例中，所述车载储氢系统还包括排放阀和温度传感器，所述排放阀与所述储气瓶出口相连，所述温度传感器与所述储气瓶相连。
在一些实施例中，所述储氢部件的数量为多个，所述阀门部件的数量为多个，多个所述储氢部件与多个所述阀门部件一一对应。
在一些实施例中，所述车载储氢系统还包括温度压力释放装置，所述温度压力释放装置的一端与所述储气瓶相连。
本发明实施例的车载储氢系统故障检测方法，包括：
S1：通过第二压力传感器检测第二减压阀出口的压力是否在预设范围，若高于预设范围，则对第二压力传感器进行故障排查，若第二压力传感器异常，则进行报警更换，若第二压力传感器无异常，则执行步骤S2；
S2：通过气瓶压力传感器检测储气瓶内气体压力是否在预设范围内，若是，则执行步骤S3，若高于预设范围，则关闭瓶口电磁阀，对储气瓶进行故障排查，若储气瓶故障，则进行更换；
S3：通过第一压力传感器检测第一减压阀出口的压力是否在预设范围内，若是，则判断第二减压阀故障并进行报警更换，若高于预设范围，判断为第一减压阀并进行报警更换；
S4：通过第二压力传感器检测第二减压阀出口的压力是否在预设范围，若第二减压阀出口的压力低于预设范围，则对第二压力传感器进行故障排查，若第二压力传感器故障则报警更换，若第二压力传感器无异常，则通过气瓶压力传感器检测储气瓶内气体压力是否处于预设范围，若储气瓶内的压力低于预设范围，则关闭瓶口电磁阀，对储气瓶进行报警更换，若储气瓶内的压力处于预设范围，则通过第一压力传感器检测第一减压阀出口的压力是否低于预设范围，若第一减压阀出口的压力低于预设范围，则判断为第一减压阀故障并报警更换，或判断为第一过滤器堵塞并报警更换，若第一减压阀出口的压力处于预设范围，则通过第一氢气浓度传感器对供气部件进行监测，若第一氢气浓度传感器监测数值超出预设范围，则判断为供气部件泄露并关闭电磁阀，若第一氢气浓度传感器监测数值处于预设范围内，则判断为第二减压阀故障并报警更换，且将电磁阀关闭。
本发明的实施例的车载储氢系统故障检测方法，可以对车载储氢系统的故障进行定位，提高车载储氢系统的维修效率。
附图说明
图1是本发明的实施例的车载储氢系统的示意图。
图2是本发明的实施例的车载储氢系统故障检测方法的示意图。
附图标记：
供气部件1，分流件11，供气件12，
储氢组件2，阀门部件21，电磁阀211，第二过滤器212，储氢部件22，气瓶压力传感器221，储气瓶222，
减压部件3，第一压力传感器31，第一减压阀32，第二减压阀33，第二压力传感器34，第一过滤器35，
第一氢气浓度传感器4，第二氢气浓度传感器5，控制器6，排放阀7，温度压力释放装置8。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明的实施例的车载储氢系统包括供气部件1、储氢组件2和减压部件3，
供气部件1具有供气口，储氢组件2包括阀门部件21和储氢部件22，供气部件1的供气口与阀门组件的一端相连，储氢部件22包括气瓶压力传感器221和储气瓶222，储氢瓶221与阀门部件21的另一端相连，气瓶压力传感器221与储气瓶222相连，减压部件3包括第一减压阀32和第一压力传感器31，第一减压阀32进口与供气部件1相连，第一压力传感器31与第一减压阀32相连，且第一压力传感器31设于第一减压阀32的出口。
具体地，如图1所示，供气部件1的右端具有进气口，进气口适于通入氢气，氢气通过供气部件1进入阀门部件21，进而氢气进入储氢部件22以将氢气储存在储气瓶222中。当需要车载储氢系统对外供氢时，储氢瓶221内的氢气通过阀门部件21、供气部件1与减压部连通，进而储气瓶222中的氢气对外供气。
储氢瓶221的形状可以为圆柱形，或者，储氢瓶221的形状为现有的其他形状，例如，矩形。
在进行车载储氢系统的故障排查时，可以先通过第一压力传感器31来检测第一减压阀32出口的压力是否在预设范围，若否，则对第一压力传感器31进行故障排查，例如，检测第一压力传感器31是否异常，若第一压力传感器31无异常，则通过气瓶压力传感器221对储气瓶222进行压力检测，若储气瓶222的压力处于预设范围，则对第一减压阀32进行故障排查，检测第一减压阀32是否出现故障。
进一步地，车载储氢系统还包括第一氢气浓度传感器4和第二氢气浓度传感器5，第一
氢气浓度传感器4位于供气部件1上方，即第一氢气浓度传感器4位于供气部件1上方的5氢气易聚集区。进而当供气部件1发生氢气泄露时，车载储氢系统可以通过第一氢气浓度
传感器4对供气部件1的泄露的氢气进行检测及报警，进而确定车载储氢系统的故障。
第二氢气浓度传感器5位于减压部件3上方，即第一氢气浓度传感器4位于减压部件3上方的氢气易聚集区。进而当供减压部件3发生氢气泄露时，车载储氢系统可以通过第二
氢气浓度传感器5对减压部件3的泄露的氢气进行检测及报警，进而确定车载储氢系统的0故障。
本发明的实施例的车载储氢系统，通过设置第一压力传感器31，可以对第一减压阀32进行故障监测，进而对车载储氢系统的故障进行定位，提高车载储氢系统的维修效率，通过设置气瓶压力传感器221，可以对储气瓶222的压力进行故障监测，进而可以对车载储氢系统的故障进行定位，提高车载储氢系统的维修效率。
5在一些实施例中，减压部件3还包括第二减压阀33、第二压力传感器34和第一过滤器35，所述第一过滤器35的进口与所述供气部件1的出口相连，所述第一过滤器35的出口与第一减压阀32的进口相连，所述第一减压阀32的出口与所述第二减压阀33的进口相连，所述第二压力传感器34与所述第二减压阀33相连。
具体地，第一过滤器35的进口与供气部件1的出口连通，第一过滤器35的出口与第0一减压阀32的进口连通，第一减压阀32的出口与第二减压阀33的进口连通，第二减压阀33的出口适于对外界供气.
车载储氢系统通过储气瓶222对外供气，第一减压阀32适于对气体进行第一次降低气体压力，第二减压阀33适于对气体进行第二次降低气体压力，进而提高车载储氢系统的稳定性和安全性。
5在一些实施例中，供气部件1包括分流件11和供气件12，供气件12出口与分流件11
相连，分流件11分别与阀门部件21和减压部件3相连。
具体地，分流件11的进口与供气件12相连，供气件12可以为单向阀，供气件12出口与分流件11进口连通，分流件11与阀门部件21和减压部件3相连，进而分流件11可
以通过阀门部件21对储氢部件22进行供气储氢，储氢部件22还可以通过阀门部件21和0分流件11对减压部件3进行供气，进而提高了车载储氢系统的稳定性和安全性。
在一些实施例中，阀门部件21包括电磁阀211和第二过滤器212，电磁阀211一端与供气部件1相连，电磁阀211的另一端与第二过滤器212的一端相连，第二过滤器212的另一端与储气瓶222相连。
具体地，电磁阀211的一端与分流件11相连，电磁阀211的另一端与第二过滤器212的一端相连，第二过滤器212的另一端与储气瓶222的出口相连，分流件11的氢气依次通过电磁阀211和第二过滤器212进入储气瓶222进行储氢。当需要对外供气时，电磁阀211开启，储气瓶222内的氢气通过第二过滤器212和电磁阀211对外供气，进而提高车载储氢系统的稳定性和安全性。
在一些实施例中，车载储氢系统还包括控制器6，控制器6与第一压力传感器31、第二压力传感器34和电磁阀211一一对应相连。
具体地，控制器6控制第一压力传感器31来监测第一减压阀32出口的压力，控制器6还可以控制第一压力传感器31进行自检，从而进行第一压力传感器31的故障排查。控制器6控制第二压力传感器34来监测第二减压阀33出口的压力，控制器6还可以控制第二压力传感器34进行自检，从而进行第二压力传感器34的故障排查，控制器6还可以控制电磁阀211的开启或关闭，进而提高车载储氢系统的稳定性和安全性。
进一步地，车载储氢系统还包括排放阀7和温度传感器，排放阀7与储气瓶222出口相连，当需要对储气瓶222进行放气操作时，可以人工件排放阀7开启以将储气瓶222内的氢气进行排放，避免储气瓶222发生故障无法通过电磁阀211进行排气，从而可以人工排放氢气，提高车载储氢系统的维修时的安全性。温度传感器与储气瓶222相连以监测储气瓶222的温度是否在预设范围，从而提高车载储氢系统的稳定性和安全性。
可选地，储氢部件22的数量为多个，阀门部件21的数量为多个，多个储氢部件22与多个阀门部件21一一对应，进而可以储存较多的氢气，提高车载储氢系统的适用性。
在一些实施例中，车载储氢系统还包括温度压力释放装置8，温度压力释放装置8的一端与储气瓶222相连。
具体地，温度压力释放装置8与储气瓶222相连，温度压力释放装置8适于监测储气瓶222的温度和压力，当储气瓶222的温度和压力超出预设范围，储气瓶222通过温度压力释放装置8对外界放出氢气，进而提高车载储氢系统的稳定性和安全性。
本发明实施例的车载储氢系统故障检测方法，包括：
S1：通过第二压力传感器34检测第二减压阀33出口的压力是否在预设范围，若高于预设范围，则对第二压力传感器34进行故障排查，若第二压力传感器异常，则进行报警更换，若第二压力传感器34无异常，则执行步骤S2，
S2：通过气瓶压力传感器221检测储气瓶222内气体压力是否在预设范围内，若是，则执行步骤S3，若高于预设范围，则关闭瓶口电磁阀211，对储气瓶222进行故障排查，若储气瓶222故障，则进行更换，
S3：通过第一压力传感器31检测第一减压阀32出口的压力是否在预设范围内，若是，则判断第二减压阀33故障并进行报警更换，若高于预设范围，判断为第一减压阀32并进行报警更换，
S4：通过第二压力传感器34检测第二减压阀33出口的压力是否在预设范围，若第二减压阀33出口的压力低于预设范围，则对第二压力传感器34进行故障排查，若第二压力传感器34故障则报警更换，若第二压力传感器34无异常，则通过气瓶压力传感器221检测储气瓶222内气体压力是否处于预设范围，若储气瓶222内的压力低于预设范围，则关闭瓶口电磁阀211，对储气瓶222进行压力过低报警，若储气瓶222内的压力处于预设范围，则通过第一压力传感器31检测第一减压阀32出口的压力是否低于预设范围，若第一减压阀32出口的压力低于预设范围，则判断为第一减压阀32故障并报警更换，或判断为第一过滤器35堵塞并报警更换，若第一减压阀32出口的压力处于预设范围，则通过第一氢气浓度传感器4对供气部件1进行监测，若第一氢气浓度传感器4监测数值超出预设范围，则判断为供气部件1泄露并关闭电磁阀211，若第一氢气浓度传感器4监测数值处于预设范围内，则判断为第二减压阀33故障并报警更换，且将电磁阀211关闭。
具体地，如图2所示，通过第二压力传感器34检测第二减压阀33出口的压力是否在预设范围，若第二减压阀33出口的压力高于预设范围，则对第二压力传感器34进行故障排查，若排查发现第二压力传感器34异常，则对第二压力传感器34进行报警更换，若第二压力传感器34无异常，则执行步骤S2，
S2：通过气瓶压力传感器221检测储气瓶222内气体压力是否在预设范围内，若储气瓶222内气体压力在预设范围，则执行步骤S3，若储气瓶222内气体压力高于预设范围，则关闭瓶口电磁阀211，对储气瓶222进行故障排查，若储气瓶222故障，例如，储气瓶温度过高，则对储气瓶222进行更换，
S3：通过第一压力传感器31检测第一减压阀32出口的压力是否在预设范围内，若第一减压阀32出口的压力在预设范围，则判断第二减压阀33故障并进行报警更换，若第一减压阀32出口的压力高于预设范围，判断为第一减压阀32并进行报警更换，
S4：通过第二压力传感器34检测第二减压阀33出口的压力是否在预设范围，若第二减压阀33出口的压力低于预设范围，则对第二压力传感器34进行故障排查，若第二压力传感器34故障则报警更换，若第二压力传感器34无异常，则通过气瓶压力传感器221检测储气瓶222内气体压力是否处于预设范围，若储气瓶222内的压力低于预设范围，则关闭瓶口电磁阀211，对储气瓶222进行压力过低报警，若储气瓶222内的压力处于预设范围，则通过第一压力传感器31检测第一减压阀32出口的压力是否低于预设范围，若第一减压阀32出口的压力低于预设范围，则判断为第一减压阀32故障并报警更换，或判断为第一过滤器35堵塞并报警更换，若第一减压阀32出口的压力处于预设范围，则通过第一氢气浓度传感器4对供气部件1进行监测，若第一氢气浓度传感器4监测数值超出预设范围，则判断为供气部件1泄露并关闭电磁阀211，进一步地，供气部件1与第一减压阀32之间通过管道连接，当若第一氢气浓度传感器4监测数值超出预设范围，需要对管道进行故障排查。
若第一氢气浓度传感器4监测数值处于预设范围内，则判断为第二减压阀33故障并报警更换，且将电磁阀211关闭
本发明实施例的车载储氢系统故障检测方法，可以将车载储氢系统的故障进行定位，提高车载储氢的维修效率，
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种车载储氢系统，其特征在于，包括：
供气部件，所述供气部件具有供气口；
储氢组件，所述储氢组件包括阀门部件和储氢部件，所述供气部件的供气口与所述阀门组件的一端相连，所述储氢部件包括气瓶压力传感器和储气瓶，所述储氢瓶与所述阀门部件的另一端相连，所述气瓶压力传感器与所述储气瓶相连；
减压部件，所述减压部件包括第一减压阀和第一压力传感器，所述第一减压阀进口与所述供气部件相连，所述第一压力传感器与所述第一减压阀相连。
2.根据权利要求1所述的车载储氢系统，其特征在于，所述减压部件还包括第二减压阀、第二压力传感器和第一过滤器，所述第一过滤器的进口与所述供气部件的出口相连，所述第一过滤器的出口与第一减压阀的进口相连，所述第一减压阀的出口与所述第二减压阀的进口相连，所述第二压力传感器与所述第二减压阀相连。
3.根据权利要求2所述的车载储氢系统，其特征在于，所述供气部件包括分流件和供气件，所述供气件出口与分流件相连，所述分流件分别与所述阀门部件和所述减压部件相连。
4.根据权利要求2所述的车载储氢系统，其特征在于，所述阀门部件包括电磁阀和第二过滤器，所述电磁阀一端与所述供气部件相连，所述电磁阀的另一端与所述第二过滤器的一端相连，所述第二过滤器的另一端与所述储气瓶相连。
5.根据权利要求2所述的车载储氢系统，其特征在于，还包括第一氢气浓度传感器和第二氢气浓度传感器，所述第一氢气浓度传感器位于所述供气部件的上方，所述第二氢气浓度传感器位于所述减压部件的上方。
6.根据权利要求5所述的车载储氢系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述第一压力传感器、所述第二压力传感器和所述电磁阀一一对应相连。
7.根据权利要求2所述的车载储氢系统，其特征在于，还包括排放阀和温度传感器，所述排放阀与所述储气瓶出口相连，所述温度传感器与所述储气瓶相连。
8.根据权利要求2所述的车载储氢系统，其特征在于，所述储氢部件的数量为多个，所述阀门部件的数量为多个，多个所述储氢部件与多个所述阀门部件一一对应。
9.根据权利要求1-8任一项所述的车载储氢系统，其特征在于，还包括温度压力释放装置，所述温度压力释放装置的一端与所述储气瓶相连。
10.一种车载储氢系统故障检测方法，其特征在于，包括：
S1：通过第二压力传感器检测第二减压阀出口的压力是否在预设范围，若高于预设范围，则对第二压力传感器进行故障排查，若第二压力传感器异常，则进行报警更换，若第二压力传感器无异常，则执行步骤S2；
S2：通过气瓶压力传感器检测储气瓶内气体压力是否在预设范围内，若是，则执行步骤S3，若高于预设范围，则关闭瓶口电磁阀，对储气瓶进行故障排查，若储气瓶故障，则进行更换；
S3：通过第一压力传感器检测第一减压阀出口的压力是否在预设范围内，若是，则判断第二减压阀故障并进行报警更换，若高于预设范围，判断为第一减压阀并进行报警更换；
S4：通过第二压力传感器检测第二减压阀出口的压力是否在预设范围，若第二减压阀出口的压力低于预设范围，则对第二压力传感器进行故障排查，若第二压力传感器故障则报警更换，若第二压力传感器无异常，则通过气瓶压力传感器检测储气瓶内气体压力是否处于预设范围，若储气瓶内的压力低于预设范围，则关闭瓶口电磁阀，对储气瓶进行压力过低报警，若储气瓶内的压力处于预设范围，则通过第一压力传感器检测第一减压阀出口的压力是否低于预设范围，若第一减压阀出口的压力低于预设范围，则判断为第一减压阀故障并报警更换，或判断为第一过滤器堵塞并报警更换，若第一减压阀出口的压力处于预设范围，则通过第一氢气浓度传感器对供气部件进行监测，若第一氢气浓度传感器监测数值超出预设范围，则判断为供气部件泄露并关闭电磁阀，若第一氢气浓度传感器监测数值处于预设范围内，则判断为第二减压阀故障并报警更换，且将电磁阀关闭。
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