一种混合动力汽车充能控制方法和系统技术方案

本申请提供一种混合动力汽车充能控制方法和系统，在对汽车进行加氢时，通过实时获取加氢管路中的压力信号，生成压力‑时间曲线，依据当前时刻获取到的压力信号和上一时刻获取到的压力进行对当前时刻的压力‑时间曲线进行一阶求导，判断求导结果是否大于0，如果否，表明加氢过程中存在氢泄露的情况，控制充能系统停止对汽车充能，从而能够及时检测到加氢过程是否存在氢泄露的情况，提高了加氢过程的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种混合动力汽车充能控制方法和系统
本专利技术涉及混合动力汽车
，具体涉及一种混合动力汽车充能控制方法和系统。
技术介绍
为了应对能源环境问题，氢能正在成为一种具有极大潜力的能量介质，目前的燃料电池汽车主要类型是插电式混合动力燃料电池汽车，它包含一个质子交换膜燃料电池(PEMFC)和一块动力电池，两者协同对驱动电机供电。因此，该燃料电池汽车既需要加氢，也需要充电。氢气在空气中的爆炸范围很广(4％-73％)，而充能系统需要提供很高的压力(35或70MPa)，因此加氢操作的过程是燃料电池汽车的氢气泄漏最易发生的阶段。现有技术对燃料电池汽车加氢操作中的安全措施还有一定的不足。传统技术方案中加氢过程中通常是通过监测气瓶内的压力和温度来防止过充，同时通过氢气传感器来检测氢气泄漏。由于加氢过程中最脆弱的部件是高压管路和连接件，即使是没有过充，氢气也更可能从上述位置泄漏，而通过氢气传感器来探测氢气泄漏的方法有较长的时间延迟，无法确保及时地检测到氢气泄漏并采取安全措施。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种混合动力汽车充能控制方法，应用于混合动力汽车充能系统中，以实现混合动力汽车加氢过程中的安全性。为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：一种混合动力汽车充能控制方法，应用于对混合动力汽车进行充能的充能系统中，方法包括：获取加氢管路中的实时压力信号；基于所述实时压力信号的变化曲线对当前时刻的压力信号进行一阶求导；判断求导结果是否大于0，如果否，生成用于控制充能系统停止加氢的控制指令。优选的，上述混合动力汽车充能控制方法中，还包括：当一阶求导的求导结果大于0时，对所述实时压力信号的变化曲线对当前时刻的压力信号进行二阶求导；判断二阶求导结果是否大于第一阈值，如果否，生成用于控制充能系统停止加氢的控制指令；其中，所述第一阈值为小于0的预设值。优选的，上述混合动力汽车充能控制方法中，还包括：基于加氢开始时刻的氢气瓶内的氢气质量、加氢过程中的氢气流量以及氢气瓶的容积计算得到氢气瓶内的理论氢气压力值随时间的变化曲线；实时获取传感器采集到的氢气瓶内的压力值，记为实测氢气压力；将对应于当前时刻的理论氢气压力值与实测氢气压力进行对比，依据对比结果判断系统是否处于氢气泄露的状态。优选的，上述混合动力汽车充能控制方法中，基于加氢开始时刻的氢气瓶内的氢气质量、加氢过程中的氢气流量以及氢气瓶的容积计算得到氢气瓶内的理论氢气压力值随时间的变化曲线，具体包括：依据氢气瓶内的初始瓶内压力值、初始瓶内温度值和氢气瓶的容积计算得到未加氢时瓶内的初始氢气质量；依据所述初始氢气质量和加氢速度计算得到氢气瓶内的理论氢气质量随时间的变化曲线；依据各个时刻的理论氢气质量和氢气瓶容量计算得到各个时刻氢气瓶内的理论氢气密度；依据各个时刻的理论氢气密度计算得到各个时刻氢气瓶内的理论氢气压力。优选的，上述混合动力汽车充能控制方法中，依据各个时刻的理论氢气密度计算得到各个时刻氢气瓶内的理论氢气压力，具体包括：依据公式计算得到高压氢气状态方程的修正系数αr；依据公式计算得到各个时刻氢气瓶内的理论氢气压力；其中，所述δ＝ρ/ρc为归一化氢气密度，Ni、ti、di、pi、fi、bi、gi和Di为预设的氢气真实状态方程修正系数，ρ为密度，R为气体常数，P为压力，T为温度。优选的，上述混合动力汽车充能控制方法中，还包括：获取氢气浓度传感器采集到的氢气浓度信号，判断所述氢气浓度信号是否大于第二阈值，如果是，生成用于控制充能系统停止加氢的控制指令。优选的，上述混合动力汽车充能控制方法中，所述用于控制充能系统停止加氢的控制指令还用于控制充能系统停止对汽车进行充电。一种混合动力汽车充能控制系统，包括：设置于加氢管路中的第一控制开关；用于实时获取在加氢过程中管路中的实时压力信号的第一传感器；与所述第一传感器相连的压力突变探测模块，用于对所述实时压力信号的变化曲线对当前时刻的压力信号进行一阶求导；判断求导结果是否大于0，如果否，生成并将用于控制充能系统停止加氢的控制指令发送至中央控制器；中央控制器，用于获取到控制充能系统停止加氢的控制指令时，输出用于控制所述第一控制开关关闭的控制指令。优选的，上述混合动力汽车充能控制系统中，所述压力突变探测模块还用于：当一阶求导的求导结果小于0时，对所述实时压力信号的变化曲线对当前时刻的压力信号进行二阶求导；判断二阶求导结果是否大于第一阈值，如果否，生成并向中央控制器输出用于控制充能系统停止加氢的控制指令；其中，所述第一阈值为小于0的预设值。优选的，上述混合动力汽车充能控制系统中，还包括：压力偏移探测模块，被配置为：基于加氢开始时刻的氢气瓶内的氢气质量以及加氢过程中的氢气流量计算实时的理论氢气压力值，并同时接收设置于氢气瓶内的氢气压力传感器的输出真实压力值，将所述理论氢气压力值与真实压力值进行对比，依据对比结果判断系统是否处于氢气泄露的状态。优选的，上述混合动力汽车充能控制系统中，还包括：所述压力偏移探测模块，具体用于：依据氢气瓶内的初始瓶内压力值和初始瓶内温度值计算得到未加氢时瓶内的初始氢气质量；依据所述初始氢气质量以及加氢速度计算得到每隔预设时间段向氢气瓶内注入的理论氢气质量；依据所述理论氢气质量计算得到每隔预设时间段时氢气瓶内的理论氢气密度；依据所述理论氢气密度计算得到每隔预设时间段时氢气瓶内的理论氢气压力；依据同一时间节点的理论氢气压力和实测氢气压力的差值，判断系统是否处于氢气泄露的状态。优选的，上述混合动力汽车充能控制系统中，所述压力偏移探测模块内配置有，理论压力计算单元，用于：依据公式计算得到每隔预设时间段时氢气瓶内的理论氢气压力；其中，所述δ＝ρ/ρc为归一化氢气密度，Ni、ti、di、pi、fi、bi、gi和Di为预设的氢气真实状态方程修正系数，ρ为密度，R为气体常数，P为压力，T为温度。优选的，上述混合动力汽车充能控制系统中，还包括：氢气探测器模块，用于获取设置于高压加氢管路外部的氢气浓度传感器输出的氢气浓度信号，判断所述氢气浓度信号是否大于第二阈值，如果是，生成并向中央控制器输出用于控制充能系统停止加氢的控制指令。基于上述技术方案，本专利技术实施例提供的上述方案，通过实时获取加氢管路中的压力信号，生成压力-时间曲线，依据当前时刻获取到的压力信号和上一时刻获取到的压力进行对当前时刻的压力-时间曲线进行一阶求导，判断求导结果是否大于0，如果否，表明加氢过程中存在氢泄露的情况，控制充能系统停止对汽车充能，从而能够及时检测到加氢过程是否存在氢泄露的情况，提高了加氢过程的安全性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本申请实施例公开的一种混合动力汽车充能控制方法的流程示意图；图2为混合动力汽车在正常和存在氢泄露的加氢过程中氢气瓶内的压力变化曲线的示意图；图3为对图2中正常和异常压力变化曲线进行一阶求导的求导结果示意图；图4为对图2中正常和异常压力变化曲线进行二阶求导的求导结果示意图；图5为正常和存在缓慢漏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合动力汽车充能控制方法，其特征在于，应用于对混合动力汽车进行充能的充能系统中，方法包括：获取加氢管路中的实时压力信号；基于所述实时压力信号的变化曲线对当前时刻的压力信号进行一阶求导；判断求导结果是否大于0，如果否，生成用于控制充能系统停止加氢的控制指令。

【技术特征摘要】
1.一种混合动力汽车充能控制方法，其特征在于，应用于对混合动力汽车进行充能的充能系统中，方法包括：获取加氢管路中的实时压力信号；基于所述实时压力信号的变化曲线对当前时刻的压力信号进行一阶求导；判断求导结果是否大于0，如果否，生成用于控制充能系统停止加氢的控制指令。2.根据权利要求1所述的混合动力汽车充能控制方法，其特征在于，还包括：当一阶求导的求导结果大于0时，对所述实时压力信号的变化曲线对当前时刻的压力信号进行二阶求导；判断二阶求导结果是否大于第一阈值，如果否，生成用于控制充能系统停止加氢的控制指令；其中，所述第一阈值为小于0的预设值。3.根据权利要求1所述的混合动力汽车充能控制方法，其特征在于，还包括：基于加氢开始时刻的氢气瓶内的氢气质量、加氢过程中的氢气流量以及氢气瓶的容积计算得到氢气瓶内的理论氢气压力值随时间的变化曲线；实时获取传感器采集到的氢气瓶内的压力值，记为实测氢气压力；将对应于当前时刻的理论氢气压力值与实测氢气压力进行对比，依据对比结果判断系统是否处于氢气泄露的状态。4.根据权利要求1所述的混合动力汽车充能控制方法，其特征在于，基于加氢开始时刻的氢气瓶内的氢气质量、加氢过程中的氢气流量以及氢气瓶的容积计算得到氢气瓶内的理论氢气压力值随时间的变化曲线，具体包括：依据氢气瓶内的初始瓶内压力值、初始瓶内温度值和氢气瓶的容积计算得到未加氢时瓶内的初始氢气质量；依据所述初始氢气质量和加氢速度计算得到氢气瓶内的理论氢气质量随时间的变化曲线；依据各个时刻的理论氢气质量和氢气瓶容量计算得到各个时刻氢气瓶内的理论氢气密度；依据各个时刻的理论氢气密度计算得到各个时刻氢气瓶内的理论氢气压力。5.根据权利要求4所述的混合动力汽车充能控制方法，其特征在于，依据各个时刻的理论氢气密度计算得到各个时刻氢气瓶内的理论氢气压力，具体包括：依据公式计算得到高压氢气状态方程的修正系数αr；依据公式计算得到各个时刻氢气瓶内的理论氢气压力；其中，所述δ＝ρ/ρc为归一化氢气密度，Ni、ti、di、pi、fi、bi、gi和Di为预设的氢气真实状态方程修正系数，ρ为密度，R为气体常数，P为压力，T为温度。6.根据权利要求1所述的混合动力汽车充能控制方法，其特征在于，还包括：获取氢气浓度传感器采集到的氢气浓度信号，判断所述氢气浓度信号是否大于第二阈值，如果是，生成用于控制充能系统停止加氢的控制指令。7.根据权利要求1所述的混合动力汽车充能控制方法，其特征在于，所述用于控制充能系统停止加氢的控制指令还用于控制充能系统停止对汽车进行充电。8.一种混合动力汽...

【专利技术属性】
技术研发人员：张钊，罗悦齐，张嵩，任海平，
申请(专利权)人：上海汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31