[發明專利]一種燃料電池氫能汽車的氫安全系統及控制方法

在審

• 申請號: 202011364288.2
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112277649A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 程飛;郝義國
• 申請（專利權）人: 武漢格羅夫氫能汽車有限公司
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00;B60L58/30;B60K35/00
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 郝明琴

1.一種燃料電池氫能汽車的氫安全系統，包括整車控制器(30)、汽車儀表(40)、氫燃料電池系統(50)、高壓配電箱(60)、動力電池系統(70)、驅動電機系統(80)、驅動電機(90)和空調壓縮機(100)，所述高壓配電箱(60)分別與所述氫燃料電池系統(50)、所述動力電池系統(70)、所述驅動電機系統(80)和所述空調壓縮機(100)電連接，所述驅動電機(90)與所述電機控制單元電連接，所述氫燃料電池系統(50)包括燃料電池堆、燃料電池控制單元和燃電繼電器，所述高壓配電箱(60)包括配電繼電器，所述動力電池系統(70)包括電池管理控制單元和電池繼電器，驅動電機系統(80)包括電機控制單元，其特征在于，還包括氫管理系統(10)、第一氫濃度傳感器(20)、第二氫濃度傳感器(21)、第三氫濃度傳感器(22)和第四氫濃度傳感器(23)，所述第一氫濃度傳感器(20)、所述第二氫濃度傳感器(21)、所述第三氫濃度傳感器(22)和所述第四氫濃度傳感器(23)均設置在車身內，并均與所述氫管理系統(10)電連接，所述氫管理系統(10)、所述整車控制器(30)、所述汽車儀表(40)、所述燃料電池控制單元、所述高壓配電箱(60)、所述電池管理控制單元、所述電機控制單元和所述空調壓縮機(100)均與CAN總線通訊連接，所述整車控制器(30)和所述燃料電池控制單元均與所述氫管理系統(10)電連接。

2.根據權利要求1所述的一種燃料電池氫能汽車的氫安全系統，其特征在于，所述第一氫濃度傳感器(20)設置在駕駛艙內，所述第二氫濃度傳感器(21)設置在燃料電池堆的氫氣進氣端處，所述第三氫濃度傳感器(22)設置在儲氫瓶的出氣端處，所述第四氫濃度傳感器(23)設置在行李箱內。

3.一種如權利要求1或2所述的燃料電池氫能汽車的氫安全系統控制方法，其特征在于，其主要包括以下步驟：

S1、所述第一氫濃度傳感器(20)、所述第二氫濃度傳感器(21)、所述第三氫濃度傳感器(22)和所述第四氫濃度傳感器(23)分別采集對應位置的氫濃度信息后，將對應的氫濃度信息發送至氫管理系統(10)；

S2、氫管理系統(10)判斷氫濃度值，若判斷氫氣濃度值H1HH2,則啟動一級報警命令；若判斷氫氣濃度值HH2，則啟動二級報警命令。

4.根據權利要求3所述的一種燃料電池氫能汽車的氫安全系統控制方法，其特征在于，S2的具體步驟為：

S21、若氫管理系統(10)判斷氫氣濃度H1HH2時，氫管理系統(10)發送氫氣濃度值和一級報警命令至CAN總線上，汽車儀表(40)從CAN總線上獲取一級報警命令后，發出聲光報警信號，一級報警命令啟動；

S22、若判斷氫氣濃度值HH2時，氫管理系統(10)發送氫氣濃度值和二級報警命令至CAN總線上，汽車儀表(40)從CAN總線上獲取二級報警命令后，發出聲光報警信號，同時，氫管理系統(10)向整車控制器(30)和燃料電池控制單元發送二級報警命令，此時，整車控制器(30)則根據整車運行狀態，則進行下一步操作：

S23、若整車控制器(30)判斷整車處于低壓狀態，整車控制器(30)依次控制配電繼電器、燃電繼電器和電池繼電器斷開，中斷整車的上高壓流程，同時，燃料電池控制單元控制燃料電池堆關閉，二級報警命令執行完畢；

若整車控制器(30)判斷整車處于高壓靜止狀態，燃料電池控制單元控制控制燃料電池堆3S內的功率降至0并關閉燃料電池堆，整車控制器(30)判斷此時燃料電池堆是否處于關閉狀態，若是，則整車控制器(30)依次控制配電繼電器、燃電繼電器和電池繼電器斷開，中斷整車的上高壓流程，二級報警命令執行完畢；

若整車控制器(30)判斷整車處于高壓行駛狀態，氫燃料電池系統(50)控制燃料電池堆3S內的功率降至0并關閉燃料電池堆，同時，整車控制器(30)向電機控制單元發送命令，電機控制單元控制驅動電機(90)的目標扭矩20s內降為0；整車控制器(30)再判斷燃料電池堆狀態以及整車的車速信息，若燃料電池堆處于關閉狀態以及整車的車速低于10Km/h，則整車控制器(30)依次控制配電繼電器、燃電繼電器和電池繼電器斷開，中斷整車的上高壓流程，二級報警命令執行完畢。

5.根據權利要求3或4所述的一種燃料電池氫能汽車的氫安全系統控制方法，其特征在于，H1＝5000ppm，H2＝10000ppm。