[發明專利]一種車載供氫系統的泄露融合檢測系統及方法

有效

• 申請號: 202011469600.4
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112659899B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 劉書;何仁
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00;H01M8/04664
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種車載供氫系統的泄露融合檢測系統及方法，泄露融合檢測系統包括儲氫瓶、瓶口閥、供氫管路、燃料電池電堆、排氣回收系統和泄露融合檢測系統，泄露融合檢測系統包括控制器、氫氣傳感器陣列、壓力傳感器、溫度傳感器、超聲波傳感器陣列、氣體質量流量傳感器和警報燈；根據氫氣泄露融合檢測判據II的分級結果，確定車載供氫系統是否存在較大泄露或微小泄露，再根據定位結果判斷氫氣泄露的位置，根據泄露位置，警報燈采取不同的方式進行警示。本發明采用的融合檢測方法能夠增強氫氣泄露檢測的準確性。

技術領域

本發明涉及燃料電池汽車技術領域，特別涉及一種車載供氫系統的泄露融合檢測系統及方法。

背景技術

世界范圍內的氣候變化、環境污染和能源短缺正在成為制約汽車產業發展的重大因素，發展新能源汽車勢在必行。而燃料電池是一種可以把化學能轉換成電能的發電裝置，具有運動部件少、噪聲低、污染小、能量轉換高等優點，使得燃料電池比較適合作為電動汽車的動力源。工信部、科技部及各地方政府紛紛將氫燃料電池汽車列為重點支持領域。然而，目前產業總體上對燃料電池汽車安全性認識不足。為提升燃料電池汽車的續航里程，目前燃料電池汽車多采用70MPa高壓儲氫系統，增加了氫氣泄露風險，尤其是在儲氫系統意外泄露的情況下(如車輛碰撞泄露等)，氫氣泄露氣流流速過快，氫氣擴散濃度較高，若遇火花則會發生著火甚至爆炸事故，危害人員生命和財產安全。因此開發氫氣泄露檢測系統，對于提升燃料電池車載氫系統的安全性能，保障人員生命和財產安全具有重要意義。

發明內容

針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種車載供氫系統的泄露融合檢測系統及方法，能夠檢測車載供氫系統的較大泄露和微小泄露，并進行泄露定位。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種車載供氫系統泄露融合檢測方法，當駕駛員座艙內的氫氣濃度大于等于1％，警報燈為紅色并閃爍；當駕駛員座艙內的氫氣濃度小于1％，啟動車輛，開啟瓶口閥，控制器判斷儲氫瓶和瓶口閥是否符合氫氣泄露融合檢測判據I，若符合氫氣泄露融合檢測判據I，則判定儲氫瓶發生氫氣泄露，關閉瓶口閥，警報燈為黃色并閃爍，若不符合氫氣泄露融合檢測判據I，開啟電磁閥，并啟動燃料電池電堆；控制器判斷儲氫瓶和供氫管路符合氫氣泄露融合檢測判據II的哪一級分級結果，若判斷分級結果為一級，進行氫氣泄露定位判據，若定位結果為定位a，則判定氫氣泄露位置為儲氫瓶，警報燈為黃色并閃爍，若定位結果為定位b，則判定氫氣泄露位置為供氫管路，警報燈為黃色；若判斷分級結果為二級，進行氫氣泄露定位判據，若定位結果為定位a，則判定氫氣泄露位置為儲氫瓶，警報燈為藍色并閃爍，若定位結果為定位b，則判定氫氣泄露位置為供氫管路，警報燈為藍色；若判斷分級結果為三級，則關閉警報燈。

進一步，所述氫氣泄露融合檢測判據I具體為：將檢測條件A和檢測條件B進行邏輯“與”，若同時滿足檢測條件A和檢測條件B，則判定為符合氫氣泄露融合檢測判據I，若其中一個檢測條件不滿足，則判定不符合氫氣泄露融合檢測判據I。

更進一步，所述檢測條件A為：檢測時間內的氫氣變化量其中：k為常數，p₁₁為瓶口閥開啟時第一壓力傳感器獲取的壓力值，z₁為壓力p₁₁下的壓縮因子，p₁₂為瓶口閥開啟設定的時間間隔后第一壓力傳感器獲取的壓力值，z₂為壓力p₁₂下的壓縮因子，T₁₁為瓶口閥開啟時第一溫度傳感器獲取的溫度值，T₁₂為瓶口閥開啟設定的時間間隔后第一溫度傳感器獲取的溫度值；檢測條件B為：第一氫氣傳感器檢測的氫氣濃度大于閾值B。

進一步，所述氫氣泄露融合檢測判據II具體為：若均符合檢測條件C和檢測條件D，則判定為一級，車載供氫系統存在較大泄露，即空氣中氫氣含量超過1％；若符合檢測條件D但不符合檢測條件C，則判定為二級，車載供氫系統存在微小泄露，即空氣中氫氣含量小于0.3％；若均不符合檢測條件C和檢測條件D，則判定為三級，車載供氫系統無泄露。