CN210011718U - 一种燃料电池汽车落水保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种燃料电池汽车落水保护装置，属于汽车技术领域。它解决了现有的技术存在无法保证气囊完全打开，存在安全性不足的问题。本燃料电池汽车落水保护装置包括用于检测汽车入水信号的水位传感器、设置在汽车底部周围的浮力气囊和控制器，燃料电池汽车包括连接于燃料电池堆氢气进口的氢气罐和连接于燃料电池堆空气进口的空压机，氢气罐和空压机分别通过管路与浮力气囊连接，氢气罐与浮力气囊之间连接有氢气控制阀，氢气控制阀、空压机以及水位传感器均与控制器电连接，控制器用于根据水位传感器检测的水位信号发出相应的控制指令信号给空压机和氢气控制阀。本燃料电池汽车落水保护装置能够在车辆落水时提高人员的安全性。

Description

一种燃料电池汽车落水保护装置

技术领域

本实用新型属于汽车技术领域，涉及一种燃料电池汽车落水保护装置。

背景技术

汽车的安全性能通常可以分为主动安全性能和被动安全性能，主动安全性能主要是指汽车本身防止或减少道路交通事故发生的性能，其主要取决于汽车的总体尺寸、制动性、行驶稳定性及操纵性等。而被动安全性能则是指汽车突然遇到危险时的应急处理能力，如因坠河或是突降暴雨而导致汽车车体被淹没时，由于车体在水下会受到很大的压力，导致车门不易打开，从而造成巨大人员伤亡的情况。

针对上述存在的问题，现有中国专利文献公开了一种落水防沉保护装置【申请号：CN201710159821.3】，包括储气罐和多个气囊，多个气囊设置在汽车底盘、顶部及两侧，且均通过导气管与储气罐连通；导气管上设置有充气控制阀，该充气控制阀与汽车控制器电连接；汽车底盘上设有水检测元件，该水检测元件与汽车控制器电连接；一种汽车包括汽车本体以及落水防沉保护装置，且该装置设置在汽车本体上；该发明通过在汽车本体上安装落水防沉保护装置能够在汽车落水前或者坠落后开启充气装置，虽然使储气罐能够对各个气囊充气，并在水的浮力作用下将汽车托起或者延缓下沉速度，保障了车内人员生命安全，但是该落水防沉保护装置需要对车辆进行改装，需要增加储气罐，改装成本较高，且采用单一的充气方式，如果储气罐气体不足或其他情况下无法正常使用时，将无法保证气囊打开来使汽车托起或延缓下沉速度，安全性不足。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种燃料电池汽车落水保护装置，该燃料电池汽车落水保护装置所要解决的技术问题是：如何在车辆落水时提高人员的安全性。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种燃料电池汽车落水保护装置，燃料电池汽车包括连接于燃料电池堆氢气进口的氢气罐和连接于燃料电池堆空气进口的空压机，所述燃料电池汽车落水保护装置包括用于检测汽车入水信号的水位传感器和设置在汽车底部周围的浮力气囊，所述燃料电池汽车落水保护装置还包括控制器，所述氢气罐和空压机分别通过管路与浮力气囊连接，所述氢气罐与浮力气囊之间连接有氢气控制阀，所述氢气控制阀、空压机以及水位传感器均与控制器电连接，所述控制器用于根据水位传感器检测的水位信号发出相应的控制指令信号，所述空压机用于在水位高度未超过车辆进气口时根据控制指令信号将空气充入到浮力气囊内；所述氢气控制阀用于在水位高度超过车辆进气口时根据控制指令信号控制氢气罐的氢气充入到浮力气囊内。

本燃料电池汽车落水保护装置的工作原理为：在汽车底部周围分别设置浮力气囊，在车辆落水时，浮力气囊充气能够使车辆浮在水面上，给车内人员救援提供时间；给浮力气囊充气的储气装备直接采用的燃料电池汽车自身具备的空压机和氢气罐，这样的应用，减少了对车辆的改装，降低了成本；在车辆落水时，通过水位传感器对车辆的涉水深度进行检测，在检测到车辆为刚入水的水位信号时，控制器发出控制指令信号给空压机，空压机工作，将空气充入到浮力气囊内，使浮力气囊快速展开，保证车辆快速上浮确保人员的生命安全；在水位传感器感应到水位高度超过车辆进气口时，控制器发出控制指令信号控制氢气控制阀工作，将氢气罐内的氢气充入到浮力气囊内，并控制空压机停止运行，防止水流通过进气口进入到浮力气囊内。本燃料电池汽车落水保护装置，在车辆入水时，能够根据车辆涉水水位选择适当的充气方式给浮力气囊充气，保证浮力气囊能快速展开使车辆浮于水面，进而提高人员的生命安全性。

在上述的燃料电池汽车落水保护装置中，所述浮力气囊分别折叠放置于车辆的左侧裙边、右侧裙边以及前保险杠和后保险杠的收纳区域内。在车辆的周边设置浮力气囊，增大车辆在水中的浮力，减缓汽车下沉的速度。

在上述的燃料电池汽车落水保护装置中，设置在车辆左侧裙边和设置在车辆右侧裙边处的浮力气囊上设置有单向阀喷嘴，所述单向阀喷嘴设置于浮力气囊的下侧，所述单向阀喷嘴与控制器电连接。将单向阀喷嘴设置于浮力气囊的下侧，在车辆落水时，浮力气囊充满气后，单向阀喷嘴能够位于水面以下，在浮力气囊内的气体通过单向阀喷嘴喷向水中，由于水的反作用力，能够给车辆提供反向的推动力，使车辆具有一定的水上推进能力，可帮助车内人员更好的脱困并驶离危险区域。

在上述的燃料电池汽车落水保护装置中，所述燃料电池汽车落水保护装置还包括与所述控制器电连接的报警器和用于检测减震螺旋弹簧伸缩长度的接近开关传感器，所述控制器用于在接近开关传感器检测的减震螺旋弹簧伸缩长度大于长度设定值时通过报警器对车辆处于落水状态的情况进行报警。由于车辆在正常行驶时，车辆的减震螺旋弹簧由于车辆本身的重量，都是处于一种压缩的状态，而在车辆驶离地面悬空，即将落水时，减震螺旋弹簧将会松开伸长，产生一定量的形变，通过对该形变的检测，即可提前得知车辆是否落水的状态，从而通过报警器进行报警，使驾驶人员提前做出安全保护措施。

在上述的燃料电池汽车落水保护装置中，所述接近开关传感器分别设置在汽车的四个减震螺旋弹簧上。该接近开关传感器的设置位置可对车辆的四个车轮分别进行检测，无论车辆是车头先落入水中或车尾先落入水中，都能及时地检测到信号，提高车内人员的安全性。

在上述的燃料电池汽车落水保护装置中，所述水位传感器包括设置在车辆进气口侧的前水位传感器和设置在车辆尾部牌照灯侧的后水位传感器，所述前水位传感器和后水位传感器均与控制器电连接。在车辆的前后分别设置水位传感器，保证车辆在落水时能及时检测到落水信号。

在上述的燃料电池汽车落水保护装置中，所述控制器还电连接有用于控制空压机开启的手动按键，所述手动按键设置在汽车的车门上。将手动按键设置与于汽车的车门上，更便于驾驶人员在发现车辆落水时进行快速操作，实现浮力气囊在落水之前就快速展开，提高车辆落水时人员的安全性。

一种燃料电池汽车落水保护装置，燃料电池汽车包括气体混合腔、连接于燃料电池堆氢气进口的氢气罐和连接于燃料电池堆空气进口的空压机，燃料电池堆阳极尾气出口通过氢气管路与气体混合腔连接，氢气管路上连接有用于将从阳极尾气出口流出的氢气导入到气体混合腔的氢气旁通阀,燃料电池堆阴极尾气出口通过空气管路与气体混合腔连接，所述燃料电池汽车落水保护装置包括控制器、用于检测汽车入水信号的水位传感器和设置在汽车底部周围的浮力气囊，所述气体混合腔通过管路与浮力气囊连接，所述氢气旁通阀、空压机以及水位传感器均与控制器电连接，所述控制器用于根据水位传感器检测的水位信号发出相应的控制指令信号，所述空压机用于在水位高度未超过车辆进气口时根据控制指令信号将空气通过气体混合腔充入到浮力气囊内；所述氢气旁通阀用于在水位高度超过车辆进气口时根据控制指令信号控制氢气通过气体混合腔充入到浮力气囊内。本燃料电池汽车落水保护装置主要采用燃料电池汽车原有的结构，只是在气体混合腔与浮力气囊之间增加管路连接，大大减少了对车辆的改装，有效降低了成本。

与现有技术相比，本燃料电池汽车落水保护装置具有以下优点：

1、本实用新型主要应用于燃料电池汽车，由于燃料电池汽车自带空压机和氢气罐，可直接通过空压机和氢气罐可供浮力气囊在需求时打开并进行充气，无需对车辆进行改装，成本低。

2、本实用新型采用多个充气方案，保证在各种情况下的功能稳定性，其中，在车辆的水位未超过车辆进气口时通过空压机将空气充入浮力气囊以快速展开浮力气囊给车内人员求救及自救提供时间；在车辆进气口被水淹没的情况下启动氢气罐将氢气排入浮力气囊提供浮力，停止空压机运行，防止水流进入浮力气囊；本实用新型在车辆落水后，能够选择适当的方式给浮力气囊充气，保证车辆的快速上浮从而确保人员的生命安全。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型另一种实施方式的控制结构示意图。

图3是本实用新型另一种实施方式的结构示意图。

图中，1、控制器；2、浮力气囊；3、水位传感器；4、单向阀喷嘴；5、报警器；6、接近开关传感器；7、手动按键；8、氢气罐；9、氢气控制阀；10、空压机；11、气体混合腔；12、氢气管路；13、氢气旁通阀；14、空气管路；15、燃料电池堆。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例一：

如图1所示，本燃料电池汽车落水保护装置，其中，燃料电池汽车包括连接于燃料电池堆15氢气进口的氢气罐8和连接于燃料电池堆15空气进口的空压机10，本燃料电池汽车落水保护装置包括控制器1、用于检测汽车入水信号的水位传感器3和设置在汽车底部周围的浮力气囊2，氢气罐8和空压机10分别通过管路与浮力气囊2连接，氢气罐8与浮力气囊2之间连接有氢气控制阀9，氢气控制阀9、空压机10以及水位传感器3均与控制器1电连接，控制器1用于根据水位传感器3检测的水位信号发出相应的控制指令信号，空压机10用于在水位高度未超过车辆进气口时根据控制指令信号将氧气充入到浮力气囊2内；氢气控制阀9用于在水位高度超过车辆进气口时根据控制指令信号控制氢气罐8的氢气充入到浮力气囊2内。

作为优选方案，浮力气囊2分别折叠放置于车辆的左侧裙边、右侧裙边以及前保险杠和后保险杠的收纳区域内。在车辆的周边设置浮力气囊2，增大车辆在水中的浮力，减缓汽车下沉的速度。

作为优选方案，设置在车辆左侧裙边和设置在车辆右侧裙边处的浮力气囊2上设置有单向阀喷嘴4，单向阀喷嘴4设置于浮力气囊2的下侧，单向阀喷嘴4与控制器1电连接。将单向阀喷嘴4设置于浮力气囊2的下侧，在车辆落水时，浮力气囊2充满气后，单向阀喷嘴4能够位于水面以下，在浮力气囊2内的气体通过单向阀喷嘴4喷向水中，由于水的反作用力，能够给车辆提供反向的推动力，使车辆具有一定的水上推进能力，可帮助车内人员更好的脱困并驶离危险区域。

作为优选方案，本燃料电池汽车落水保护装置还包括与控制器1电连接的报警器5和用于检测减震螺旋弹簧伸缩长度的接近开关传感器6，控制器1用于在接近开关传感器6检测的减震螺旋弹簧伸缩长度大于长度设定值时通过报警器5对车辆处于落水状态的情况进行报警。由于车辆在正常行驶时，车辆的减震螺旋弹簧由于车辆本身的重量，都是处于一种压缩的状态，而在车辆驶离地面悬空，即将落水时，减震螺旋弹簧将会松开伸长，产生一定量的形变，通过对该形变的检测，即可提前得知车辆是否落水的状态，从而通过报警器5进行报警，使驾驶人员提前做出安全保护措施。

作为优选方案，接近开关传感器6分别设置在汽车的四个减震螺旋弹簧上。该接近开关传感器6的设置位置可对车辆的四个车轮分别进行检测，无论车辆是车头先落入水中或车尾先落入水中，都能及时地检测到信号，提高车内人员的安全性。或者接近开关传感器6安装在靠近减震螺旋弹簧的车架上。接近开关传感器6设置在靠近螺旋弹簧的车架上,主要目的就是当车辆的状态发生变化的时候减震螺旋弹簧会产生伸缩位移，接近开关传感器6即可检测出减震螺旋弹簧靠近或者离开的距离。

作为优选方案，水位传感器3包括设置在车辆进气口侧的前水位传感器和设置在车辆尾部牌照灯侧的后水位传感器，前水位传感器和后水位传感器均与控制器1电连接。在车辆的前后分别设置水位传感器3，保证车辆在落水时能及时检测到落水信号。

作为优选方案，控制器1还电连接有用于控制空压机10开启的手动按键7，手动按键7设置在汽车的车门上。将手动按键7设置于汽车的车门上，更便于驾驶人员在发现车辆落水时进行快速操作，实现浮力气囊2在落水之前就快速展开，提高车辆落水时人员的安全性。

本燃料电池汽车落水保护装置的工作原理为：在车辆入水后，车辆可由驾驶员按下手动按键7开启空压机10进行充气，使浮力气囊2在第一时间弹开，增大车辆浮力，并且可以减缓车辆掉入水中的冲击力，便于乘驾人员逃生；由水位传感器3对车辆的入水深度进行检测，确保液面高度低于空压机10，空压机10由车载动力电池供电，电池符合车用标准，具有防水能力并能够在水中供电，在水位传感器3检测到车辆为刚入水的水位信号，即水位高度低于车辆进气口时，控制器1发出控制指令信号给空压机10，空压机10根据接收到的控制指令信号进行运行工作，空气由空压机10吸入，并充入到浮力气囊2内，使浮力气囊2快速展开，保证车辆快速上浮确保人员的生命安全；当车辆内置水位传感器3感应到水位高度超过车辆进气口时，控制器1发送控制指令信号给氢气控制阀9，控制氢气控制阀9开启，使氢气罐8内的气体充入到浮力气囊2内，使浮力气囊2快速展开，并控制空压器停止运行，防止水流进入浮力气囊2。氢气路由低压供电系统控制，在高压电路损坏并切断的情况下可保证系统持续充入氢气。本料电池汽车落水保护装置在车辆入水后，车辆会通过选择适当的方式给浮力气囊2充气，保证车辆的快速上浮确保人员的生命安全。当水位传感器3检测到车辆进气口已高于液面，在检测车辆高压线路安全后，通过控制器1将供气方式自动切换到空压机10供气的模式，在此模式下，车辆依然可以运行燃料电池进行电能补充。在车辆左右侧浮力气囊2处设置单向阀喷嘴4，控制器1控制单向阀喷嘴4喷射气体，从而提供一定的水上推进能力，依靠与前轮转向配合，可帮助乘员更好的脱困并驶离危险区域，提高人员的生命安全性。

实施例二：

如图2、3所示，本实施例中的技术方案与实施例一中的技术方案基本相同，不同之处在于，本燃料电池汽车落水保护装置包括控制器1、用于检测汽车入水信号的水位传感器3和设置在汽车底部周围的浮力气囊2，燃料电池汽车包括气体混合腔11、连接于燃料电池堆15氢气进口的氢气罐8和连接于燃料电池堆15空气进口的空压机10，燃料电池堆15阳极尾气出口通过氢气管路12与气体混合腔11连接，氢气管路12上连接有用于将从阳极尾气出口流出的氢气导入到气体混合腔11的氢气旁通阀13,燃料电池堆15阴极尾气出口通过空气管路14与气体混合腔11连接，燃料电池汽车落水保护装置所述气体混合腔11通过管路与浮力气囊2连接，氢气旁通阀13、空压机10以及水位传感器3均与控制器1电连接，控制器1用于根据水位传感器3检测的水位信号发出相应的控制指令信号，空压机10用于在水位高度未超过车辆进气口时根据控制指令信号将空气通过气体混合腔11充入到浮力气囊2内；氢气旁通阀13用于在水位高度超过车辆进气口时根据控制指令信号控制氢气通过气体混合腔11充入到浮力气囊2内。

气体混合腔11通过管路与浮力气囊2连接，用于将空气或氧气通入到浮力气囊2内，对浮力气囊2进行充气。采用气体混合腔11与浮力气囊2连接，能够减少对车辆的改装。在充气时，空气侧，空气由空压机10吸入，在充气模式下由于燃料电池电堆不工作，空气从燃料电池电堆15排出后通过气体混合腔11对浮力气囊2进行充气；氢气侧，氢气从燃料电池堆15排出后通过氢气旁通阀13将气体充入到气体混合腔11。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种燃料电池汽车落水保护装置，燃料电池汽车包括连接于燃料电池堆(15)氢气进口的氢气罐(8)和连接于燃料电池堆(15)空气进口的空压机(10)，所述燃料电池汽车落水保护装置包括用于检测汽车入水信号的水位传感器(3)和设置在汽车底部周围的浮力气囊(2)，其特征在于，所述燃料电池汽车落水保护装置还包括控制器(1)，所述氢气罐(8)和空压机(10)分别通过管路与浮力气囊(2)连接，所述氢气罐(8)与浮力气囊(2)之间连接有氢气控制阀(9)，所述氢气控制阀(9)、空压机(10)以及水位传感器(3)均与控制器(1)电连接，所述控制器(1)用于根据水位传感器(3)检测的水位信号发出相应的控制指令信号，所述空压机(10)用于在水位高度未超过车辆进气口时根据控制指令信号将空气充入到浮力气囊(2)内；所述氢气控制阀(9)用于在水位高度超过车辆进气口时根据控制指令信号控制氢气罐(8)的氢气充入到浮力气囊(2)内。

2.根据权利要求1所述的燃料电池汽车落水保护装置，其特征在于，所述浮力气囊(2)分别折叠放置于车辆的左侧裙边、右侧裙边以及前保险杠和后保险杠的收纳区域内。

3.根据权利要求2所述的燃料电池汽车落水保护装置，其特征在于，设置在车辆左侧裙边和设置在车辆右侧裙边处的浮力气囊(2)上设置有单向阀喷嘴(4)，所述单向阀喷嘴(4)设置于浮力气囊(2)的下侧，所述单向阀喷嘴(4)与控制器(1)电连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的燃料电池汽车落水保护装置，其特征在于，所述燃料电池汽车落水保护装置还包括与所述控制器(1)电连接的报警器(5)和用于检测减震螺旋弹簧伸缩长度的接近开关传感器(6)，所述控制器(1)用于在接近开关传感器(6)检测的减震螺旋弹簧伸缩长度大于长度设定值时通过报警器(5)对车辆处于落水状态的情况进行报警。

5.根据权利要求4所述的燃料电池汽车落水保护装置，其特征在于，所述接近开关传感器(6)分别设置在汽车的四个减震螺旋弹簧上。

6.根据权利要求1或2或3所述的燃料电池汽车落水保护装置，其特征在于，所述水位传感器(3)包括设置在车辆进气口侧的前水位传感器和设置在车辆尾部牌照灯侧的后水位传感器，所述前水位传感器和后水位传感器均与控制器(1)电连接。

7.根据权利要求1或2或3所述的燃料电池汽车落水保护装置，其特征在于，所述控制器(1)还电连接有用于控制空压机(10)开启的手动按键(7)，所述手动按键(7)设置在汽车的车门上。

8.一种燃料电池汽车落水保护装置，燃料电池汽车包括气体混合腔(11)、连接于燃料电池堆(15)氢气进口的氢气罐(8)和连接于燃料电池堆(15)空气进口的空压机(10)，燃料电池堆(15)阳极尾气出口通过氢气管路(12)与气体混合腔(11)连接，氢气管路(12)上连接有用于将从阳极尾气出口流出的氢气导入到气体混合腔(11)的氢气旁通阀(13),燃料电池堆(15)阴极尾气出口通过空气管路(14)与气体混合腔(11)连接，所述燃料电池汽车落水保护装置包括用于检测汽车入水信号的水位传感器(3)和设置在汽车底部周围的浮力气囊(2)，其特征在于，所述燃料电池汽车落水保护装置还包括控制器(1)，所述气体混合腔(11)通过管路与浮力气囊(2)连接，所述氢气旁通阀(13)、空压机(10)以及水位传感器(3)均与控制器(1)电连接，所述控制器(1)用于根据水位传感器(3)检测的水位信号发出相应的控制指令信号，所述空压机(10)用于在水位高度未超过车辆进气口时根据控制指令信号将空气通过气体混合腔(11)充入到浮力气囊(2)内；所述氢气旁通阀(13)用于在水位高度超过车辆进气口时根据控制指令信号控制氢气通过气体混合腔(11)充入到浮力气囊(2)内。

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