CN114878084B - 一种氢能源车辆氢气泄漏检测方法 - Google Patents

一种氢能源车辆氢气泄漏检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于氢能源车辆技术领域，公开了一种氢能源车辆氢气泄漏检测方法，该氢能源车辆氢气泄漏检测方法包括：S1：检测氢气的浓度；S2：判断氢气的浓度是否达到第一氢气浓度限值；若是，则进行S3；若否，则进行S4；S3：判断氢气的浓度达到第一氢气浓度限值的持续时间是否达到第一时间；若是，则进行S6；若否，则进行S4；S4：计算第二时间内的累计氢气浓度；S5：判断第二时间内的累计氢气浓度是否达到第二氢气浓度限值；若是，则进行S6；若否，则不做处理；S6：上报氢气泄漏故障。该氢能源车辆氢气泄漏检测方法的检测结果更加准确，能及时检测出氢气泄漏，提高车辆的安全性能。

Description

一种氢能源车辆氢气泄漏检测方法
技术领域
本发明涉及氢能源车辆技术领域，尤其涉及一种氢能源车辆氢气泄漏检测方法。
背景技术
氢能源车辆是以氢燃料电池作为动力源的车辆，氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。使用氢燃料电池的车辆具有零排放、高效率、低噪音和可快速补充能量的特点，氢燃料电池被认为是替代传统内燃机的理想车辆动力装置。氢气泄漏的检测是保证氢能源车辆安全运行的关键。
现有技术中，检测氢气是否泄漏的方法一般为两种，一种是通过氢气质量变化和氢气消耗速率进行对比，判断是否存在氢气泄漏，但该方法计算量大，计算氢气消耗速率存在比较大误差，容易产生误判。另一种是通过在固定位置安装氢气浓度传感器，以监测氢气的浓度，当检测到氢气的浓度超过设定限值且维持一段时间时，氢气浓度传感器将发出报警。然而，由于氢气扩散能力强且逃逸性好，而且氢气浓度传感器安装在开放式空间内，当发生氢气泄漏，氢气在扩散时极易受到环境因素的影响，导致氢气的浓度无法维持或者持续上升，导致检测结果不够准确，当车辆出现氢气泄漏问题时，可能无法及时检测到，存在安全风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氢能源车辆氢气泄漏检测方法，以解决现有技术中检测氢气是否泄漏的方法检测结果不准确的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种氢能源车辆氢气泄漏检测方法，包括：
S1：检测氢气的浓度；
S2：判断所述氢气的浓度是否达到第一氢气浓度限值；
若是，则进行S3；
若否，则进行S4；
S3：判断所述氢气的浓度达到所述第一氢气浓度限值的持续时间是否达到第一时间；
若是，则进行S6；
若否，则进行S4；
S4：计算第二时间内的累计氢气浓度；
S5：判断所述第二时间内的累计氢气浓度是否达到第二氢气浓度限值；
若是，则进行S6；
若否，则不做处理；
S6：上报氢气泄漏故障。
作为上述氢能源车辆氢气泄漏检测方法的一种优选方案，S4中计算第二时间内的累计氢气浓度包括：
通过对所述第二时间内的氢气浓度进行积分，计算所述第二时间内的累计氢气浓度。
作为上述氢能源车辆氢气泄漏检测方法的一种优选方案，S1中检测氢气的浓度包括：
通过氢气浓度传感器，检测氢气的浓度。
作为上述氢能源车辆氢气泄漏检测方法的一种优选方案，根据所述氢气浓度传感器的安装位置以及所述氢气浓度传感器与易漏氢位置的距离，设定所述第一时间和所述第二时间。
作为上述氢能源车辆氢气泄漏检测方法的一种优选方案，所述第一氢气浓度限值等于第一设定氢气浓度与第一氢气浓度修正系数的乘积。
作为上述氢能源车辆氢气泄漏检测方法的一种优选方案，根据车辆行驶速度，通过第一氢气浓度修正系数-车速关系表得到所述第一氢气浓度修正系数。
作为上述氢能源车辆氢气泄漏检测方法的一种优选方案，根据所述氢气浓度传感器的安装位置以及所述氢气浓度传感器与易漏氢位置的距离，设定所述第一设定氢气浓度。
作为上述氢能源车辆氢气泄漏检测方法的一种优选方案，所述第二氢气浓度限值等于第二设定氢气浓度与第二氢气浓度修正系数的乘积。
作为上述氢能源车辆氢气泄漏检测方法的一种优选方案，根据车辆行驶速度，通过第二氢气浓度修正系数-车速关系表得到所述第二氢气浓度修正系数。
作为上述氢能源车辆氢气泄漏检测方法的一种优选方案，根据所述氢气浓度传感器的安装位置以及所述氢气浓度传感器与易漏氢位置的距离，设定所述第二设定氢气浓度。
本发明的有益效果：
本发明的目的在于提供一种氢能源车辆氢气泄漏检测方法，该氢能源车辆氢气泄漏检测方法，判断氢气的浓度是否达到第一氢气浓度限值，若达到，则判断氢气的浓度达到第一氢气浓度限值的持续时间是否达到第一时间，若也达到了，则上报氢气泄漏故障。当氢气的浓度未达到第一氢气浓度限值或者氢气的浓度达到了第一氢气浓度限值但持续时间未达到第一时间时，判断在连续第二时间内累计的氢气浓度是否达到第二氢气浓度限值，若达到，则也上报氢气泄漏故障。该氢能源车辆氢气泄漏检测方法，能在当发生氢气泄漏，但由于氢气在扩散时受环境因素的影响，氢气的浓度未达到第一氢气浓度限值或达到第一氢气浓度限值的持续时间未达到第一时间而未检测出氢气发生泄漏时，通过判断出第二时间内的累计氢气浓度达到第二氢气浓度限值，来及时检测出氢气发生了泄漏，以使检测结果更加准确，及时检测出氢气泄漏，提高车辆的安全性能。
附图说明
图1是本发明具体实施例提供的氢能源车辆氢气泄漏检测方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
本发明提供一种氢能源车辆氢气泄漏检测方法，如图1所示，该氢能源车辆氢气泄漏检测方法包括：
S1：检测氢气的浓度。
通过安装在氢能源车辆上的氢气浓度传感器，检测氢气的浓度。
氢能源车辆上的氢瓶的瓶口阀上方、燃料电池发动机上方和乘客舱内部均安装有氢气浓度传感器。可以理解的是，根据实际需要，也可在其他位置设置氢气浓度传感器。
S2：判断氢气的浓度是否达到第一氢气浓度限值；若是，则进行S3；若否，则进行S4。
其中，第一氢气浓度限值等于第一设定氢气浓度与第一氢气浓度修正系数的乘积。
根据氢气浓度传感器的安装位置以及氢气浓度传感器与易漏氢位置的距离，设定第一设定氢气浓度。根据工作人员的经验得到氢气浓度传感器的安装位置以及氢气浓度传感器与易漏氢位置的距离两者与第一设定氢气浓度的关系。可以理解的是，易漏氢位置为车辆上容易发生氢气泄漏的位置。
根据车辆行驶速度，通过第一氢气浓度修正系数-车速关系表得到第一氢气浓度修正系数。
第一氢气浓度修正参数与车速呈负相关，第一氢气浓度修正系数-车速关系表通过试验测试得到。具体试验过程为：在车辆一处模拟氢气泄露，保持该处泄漏的氢气的浓度为第一初始浓度值p1，以固定车速行驶并记录在该车速下氢气浓度传感器检测到的第一实际浓度，计算整个车辆行驶过程的第一实际氢气浓度的均值q1，通过第一实际浓度的均值q1与第一初始浓度值p1相除得到该车速对应的第一氢气浓度修正系数。通过车辆以不同车速分别进行行驶，以测试不同车速对应的第一实际浓度的均值q1，得到不同车速对应的第一氢气浓度修正系数，从而得到第一氢气浓度修正系数-车速关系表。其中，考虑到不同行驶方向的影响，试验时车辆行驶路线优先选择环形路线。
在车辆实际行驶过程中，VCU依据行驶过程的车速，通过查第一氢气浓度修正系数-车速关系表得到第一氢气浓度修正系数。由此第一氢气浓度修正系数是与车速相关的变化值，在这种情况下可以更加准确地判断氢气泄漏故障。
S3：判断氢气的浓度达到第一氢气浓度限值的持续时间是否达到第一时间；若是，则进行S6；若否，则进行S4。
其中，根据氢气浓度传感器的安装位置以及氢气浓度传感器与易漏氢位置的距离，设定第一时间。根据工作人员的经验得到氢气浓度传感器的安装位置以及氢气浓度传感器与易漏氢位置的距离两者与第一时间的关系。
S4：计算第二时间内的累计氢气浓度。
其中，通过对第二时间内的氢气浓度传感器检测到的氢气浓度进行积分，计算第二时间内的累计氢气浓度，即计算在连续第二时间内累计的氢气浓度。
根据氢气浓度传感器的安装位置以及氢气浓度传感器与易漏氢位置的距离，设定第二时间。根据工作人员的经验得到氢气浓度传感器的安装位置以及氢气浓度传感器与易漏氢位置的距离两者与第二时间的关系。
S5：判断第二时间内的累计氢气浓度是否达到第二氢气浓度限值；若是，则进行S6。
其中，第二氢气浓度限值等于第二设定氢气浓度与第二氢气浓度修正系数的乘积。根据车辆行驶速度，通过第二氢气浓度修正系数-车速关系表得到第二氢气浓度修正系数。
第二氢气浓度修正系数-车速关系表通过试验测试得到。具体试验过程为：在车辆一处模拟氢气泄露，保持该处泄漏的氢气的浓度为第二初始浓度值p2，以固定车速在环形路线上行驶并记录在该车速下氢气浓度传感器检测到的第二实际浓度，试验时需同时满足车辆在环形路线上行驶至少三圈以及车辆的行驶时间至少为第二时间这两个条件。优选地，行驶时间为第二时间的N倍。随机选取一个第二时间的时间段，计算第二时间内累计的第二实际浓度q2。通过第二时间内累计的第二实际浓度q2与第二初始浓度值p2相除得到该车速对应的第二氢气浓度修正系数。通过车辆以不同车速分别进行行驶，以测试不同车速对应的第二时间内累计的第二实际浓度q2，得到不同车速对应的第二氢气浓度修正系数，从而得到第二氢气浓度修正系数-车速关系表。
根据氢气浓度传感器的安装位置以及氢气浓度传感器与易漏氢位置的距离，设定第二设定氢气浓度。根据工作人员的经验得到氢气浓度传感器的安装位置以及氢气浓度传感器与易漏氢位置的距离两者与第二设定氢气浓度的关系。
若第二时间内的累计氢气浓度未达到第二氢气浓度限值，则不做处理。此时视为车辆未发生氢气泄漏，因此不做处理。
S6：上报氢气泄漏故障。
可选地，当检测到氢气发生泄漏，在上报氢气泄漏故障的同时发出故障报警。
该氢能源车辆氢气泄漏检测方法，能在当发生氢气泄漏，但由于氢气在扩散时受环境因素的影响，氢气的浓度未达到第一氢气浓度限值或达到第一氢气浓度限值的持续时间未达到第一时间而未检测出氢气发生泄漏时，通过判断出第二时间内的累计氢气浓度达到第二氢气浓度限值，来及时检测出氢气发生了泄漏，以使检测结果更加准确，及时检测出氢气泄漏，提高车辆的安全性能。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种氢能源车辆氢气泄漏检测方法，其特征在于，包括：
S1：检测氢气的浓度；
S2：判断所述氢气的浓度是否达到第一氢气浓度限值；
若是，则进行S3；
若否，则进行S4；
S3：判断所述氢气的浓度达到所述第一氢气浓度限值的持续时间是否达到第一时间；
若是，则进行S6；
若否，则进行S4；
S4：计算第二时间内的累计氢气浓度；
S5：判断所述第二时间内的累计氢气浓度是否达到第二氢气浓度限值；
若是，则进行S6；
若否，则不做处理；
S6：上报氢气泄漏故障；
其中，S1中检测氢气的浓度包括：通过氢气浓度传感器，检测氢气的浓度；
其中，所述第一氢气浓度限值等于第一设定氢气浓度与第一氢气浓度修正系数的乘积；
根据车辆行驶速度，通过第一氢气浓度修正系数-车速关系表得到所述第一氢气浓度修正系数；所述第一氢气浓度修正系数与车辆行驶速度呈负相关。
2.根据权利要求1所述的氢能源车辆氢气泄漏检测方法，其特征在于，S4中计算第二时间内的累计氢气浓度包括：
通过对所述第二时间内的氢气浓度进行积分，计算所述第二时间内的累计氢气浓度。
3.根据权利要求1所述的氢能源车辆氢气泄漏检测方法，其特征在于，根据所述氢气浓度传感器的安装位置以及所述氢气浓度传感器与易漏氢位置的距离，设定所述第一时间和所述第二时间。
4.根据权利要求1所述的氢能源车辆氢气泄漏检测方法，其特征在于，根据所述氢气浓度传感器的安装位置以及所述氢气浓度传感器与易漏氢位置的距离，设定所述第一设定氢气浓度。
5.根据权利要求1所述的氢能源车辆氢气泄漏检测方法，其特征在于，所述第二氢气浓度限值等于第二设定氢气浓度与第二氢气浓度修正系数的乘积。
6.根据权利要求5所述的氢能源车辆氢气泄漏检测方法，其特征在于，根据车辆行驶速度，通过第二氢气浓度修正系数-车速关系表得到所述第二氢气浓度修正系数。
7.根据权利要求5所述的氢能源车辆氢气泄漏检测方法，其特征在于，根据所述氢气浓度传感器的安装位置以及所述氢气浓度传感器与易漏氢位置的距离，设定所述第二设定氢气浓度。
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