用于燃料电池汽车的氢泄漏监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于燃料电池汽车的氢泄漏监测系统。包括处理器、传感器模块；处理器包括主控模块、通信模块、报警模块、第一信号调理模块、第二信号调理模块；传感器模块的输出端连接第一信号调理模块的输入端，第一信号调理模块的输出端连接主控模块的第一输入端；主控模块的第一输出端与第二输出端分别连接第二信号调理模块与报警模块；报警模块的第一输出端与第二输出端分别连接声音报警单元与灯光报警单元。本实用新型专利技术具有极高的预报警功能，能有效提醒驾乘人员在第一时间紧急处理氢泄漏的系统故障。

【技术实现步骤摘要】
用于燃料电池汽车的氢泄漏监测系统
本技术属于汽车用仪表
，更具体地，涉及一种用于燃料电池汽车的氢泄漏监测系统。
技术介绍
氢能作为一种清洁能源，具有易燃、易爆及氢脆等安全性问题。但这些安全危害的出现都是在一定环境条件下产生的，只要使用过程中控制必要条件，就可避免氢气的危害。通常情况下，氢的密度仅为空气的7％，于汽油、丙烷和天然气相比，具有更大的浮力、扩散性和快速挥发性。空气中很难聚集高浓度的氢，如果发生泄漏，氢气会迅速扩散，特别是在开放环境中，很容易快速逃逸，而不像汽油挥发后滞留在空气中不易疏散。国内外针对燃料电池汽车制定了很多标准和规范，其中65％以上内容是针对安全性的规定，燃料电池汽车的氢安全性，主要指燃料电池汽车运行过程中车载氢系统的安全，主要包括高压供氢系统、燃料电池发电系统的安全性等。目前，为了保证车载氢系统的安全，各企业主要从材料选择、氢泄漏监测、静电保护、防爆、阻燃等方面进行预防和控制。氢燃料电池车在储氢瓶口、乘客舱及燃料电池发动机系统易于聚集和泄漏处均会放置多个氢气泄漏传感器用于检测氢气浓度，但普通的检测器大都不具备报警功能，无法确定泄漏时的氢气浓度范围，且无法在泄漏早期即提醒车主采取措施。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本技术提供了一种用于燃料电池汽车的氢泄漏监测系统，其目的在于解决普通的检测器大都不具备报警功能，无法确定泄漏时的氢气浓度范围，无法在泄漏早期即提醒车主采取措施的技术问题。为实现上述目的，按照本技术的一个方面，提供了一种用于燃料电池汽车的氢泄漏监测系统，包括：处理器、传感器模块；所述处理器包括：主控模块、通信模块、报警模块、第一信号调理模块、第二信号调理模块；所述传感器模块的输出端连接所述第一信号调理模块的输入端，所述第一信号调理模块的输出端连接所述主控模块的第一输入端；所述主控模块的第一输出端与第二输出端分别连接所述第二信号调理模块与报警模块；所述第二信号调理模块用于输出模拟量信号和/或数字量信号；所述报警模块的第一输出端与第二输出端分别连接声音报警单元与灯光报警单元；所述主控模块与所述通信模块交互连接；所述主控模块中预设氢气浓度的极限范围。进一步地，还包括上位机，所述通信模块与上位机交互连接；所述通信模块与所述主控模块以CAN通信形式串行通信连接。优选地，所述处理器还包括电源模块，所述电源模块的输出端连接所述主控模块的第二输入端，所述电源模块的输入电压为9V～36V。优选地，所述电源模块为稳压芯片。优选地，所述灯光报警单元包括黄色报警器、红色报警器。优选地，所述处理器还包括分别与所述主控模块交互连接的存储芯片和时钟芯片。优选地，所述处理器还包括分别与所述主控模块的第二输出端与第三输出端分别连接的报警模块和数字IO模块。优选地，所述处理器还包括数字IO模块，所述主控模块的第三输出端连接所述数字IO模块的输入端。进一步地，所述上位机为整车控制器、燃料电池发动机控制器或氢系统管理控制器中的一种。进一步地，所述传感器模块为用于检测空气中的氢气浓度的氢气浓度传感器。总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：(1)由于本技术提出了一种用于燃料电池汽车的氢泄漏监测系统，包括声音报警单元以及灯光报警单元，具有极高的预报警功能，能有效提醒驾乘人员在第一时间紧急处理氢泄漏的系统故障。此外，本技术还可以通过预设不同的极限范围，根据不同泄漏情况下启用报警模块，以不同的声音和灯光效果提示危险程度，使用户可以针对不同的情况采取不同的应急措施，安全可靠。(2)由于市面上传统的氢泄漏模块输出多为模拟量，而车身存在电磁工况复杂，模拟量输出易受干扰，本技术的用于燃料电池汽车的氢泄漏监测装置可采用CAN总线输出或数字量PWM形式输出能有效克服和解决干扰带来的误报警问题，有效减少氢燃料电池发动机紧急关机现象的发生。(3)本技术监测系统的处理器预留有多个接口(模拟量信号接口、数字量信号接口、CAN通信接口、IO接口)，可以兼容不同类型的控制器如：VCU(整车控制器)、FCU(氢燃料电池发动机控制器)、HCU(氢系统管理控制器)的数据读取和传输需要。附图说明图1是一种用于燃料电池汽车的氢泄漏监测系统的工作原理示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本技术提供了一种用于燃料电池汽车的氢泄漏监测系统，包括：处理器、传感器模块；所述处理器包括：主控模块、通信模块、报警模块、第一信号调理模块、第二信号调理模块；所述传感器模块的输出端连接所述第一信号调理模块的输入端，所述第一信号调理模块的输出端连接所述主控模块的第一输入端；所述主控模块的第一输出端与第二输出端分别连接所述第二信号调理模块与报警模块；所述第二信号调理模块用于输出模拟量信号和/或数字量信号；所述报警模块的第一输出端与第二输出端分别连接声音报警单元与灯光报警单元；所述主控模块与所述通信模块交互连接；所述主控模块中预设氢气浓度的极限范围。主控模块为微控制单元(MCU)，主控模块中预设氢气浓度的第一极限范围为空气中的氢气体积分数大于等于0.4％且小于1％，第二极限范围为空气中的氢气体积分数大于等于1％且小于2％，第三极限范围为空气中的氢气体积分数大于等于2％。传感器模块可以为用于检测空气中的氢气浓度的氢气浓度传感器，其将氢气浓度值即空气中的氢气体积分数转化成微弱的电信号进行输出。主控模块可以获得氢气浓度传感器读取的氢气浓度值，然后根据预设的不同氢气浓度极限范围启用报警单元中的声音报警单元与灯光报警单元，使报警单元根据不同的氢气浓度值产生不同的声音和灯光效果提示危险程度。第一信号调理模块对氢气浓度值的微弱的电信号进行调理放大，使得MCU便于识别和读取该浓度值。第二信号调理模块将MCU读取的氢气浓度值经过信号调理电路放大成标准的电压信号或电流信号输出模拟量或经过第二信号调理模块后以PWM脉波形式进行输出数字量。模拟量/数字量信号输出也可同时输出，由于本技术提出的监测系统包括声音报警单元以及灯光报警单元，具有极高的预报警功能，能有效提醒驾乘人员在第一时间紧急处理氢泄漏的系统故障。此外，本技术还可以通过预设的不同的氢气浓度极限范围，根据不同泄漏情况下启用报警模块，以不同的声音和灯光效果提示危险程度，使用户可以针对不同的情况采取不同的应急措施，安全可靠。所述处理器还包括电源模块，电源模块的输出端连接主控模块的第二输入端，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于燃料电池汽车的氢泄漏监测系统，其特征在于，包括：处理器、传感器模块；/n所述处理器包括：主控模块、通信模块、报警模块、第一信号调理模块、第二信号调理模块；/n所述传感器模块的输出端连接所述第一信号调理模块的输入端，所述第一信号调理模块的输出端连接所述主控模块的第一输入端；/n所述主控模块的第一输出端与第二输出端分别连接所述第二信号调理模块与报警模块；所述第二信号调理模块用于输出模拟量信号和/或数字量信号；所述报警模块的第一输出端与第二输出端分别连接声音报警单元与灯光报警单元；/n所述主控模块与所述通信模块交互连接；/n所述主控模块中预设氢气浓度的极限范围。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于燃料电池汽车的氢泄漏监测系统，其特征在于，包括：处理器、传感器模块；
所述处理器包括：主控模块、通信模块、报警模块、第一信号调理模块、第二信号调理模块；
所述传感器模块的输出端连接所述第一信号调理模块的输入端，所述第一信号调理模块的输出端连接所述主控模块的第一输入端；
所述主控模块的第一输出端与第二输出端分别连接所述第二信号调理模块与报警模块；所述第二信号调理模块用于输出模拟量信号和/或数字量信号；所述报警模块的第一输出端与第二输出端分别连接声音报警单元与灯光报警单元；
所述主控模块与所述通信模块交互连接；
所述主控模块中预设氢气浓度的极限范围。


2.如权利要求1所述的一种用于燃料电池汽车的氢泄漏监测系统，其特征在于，还包括上位机，所述通信模块与上位机交互连接；所述通信模块与所述主控模块以CAN通信形式串行通信连接。


3.如权利要求1所述的一种用于燃料电池汽车的氢泄漏监测系统，其特征在于，所述处理器还包括电源模块，所述电源模块的输出端连接所述主控模块的第二输入端...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭钧承，马英杰，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：武汉智威汽车技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42