一种太阳能智能供电的车载氢气安全系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种太阳能供电的车载氢气智能安全系统和方法，包括三维转向子系统、环境感应子系统、能源供应子系统、和智能控制子系统，可以实现车载高压氢气的安全泄压，在不增加系统额外能耗的基础上，确保车内人员和车外人员财产和安全。本发明专利技术设计三维转向结构提高了泄压系统的灵活性，应用温度感应、红外、超声波和摄像头联合信息实现了环境感知和智能判断，采用太阳能双路供电显著升了系统可靠性，实现了系统零能耗运行。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能智能供电的车载氢气安全系统和方法
本专利技术涉及机电
，特别涉及一种太阳能智能供电的车载氢气安全系统和方法。
技术介绍
新能源汽车是我国重点扶持发展的战略性新兴产业，其中氢燃料电池汽车因能效高、零排放等优势备受关注，已成为交通出行领域实现节能减排目标的重要选项。安全问题是阻碍这一目标实现的障碍之一，氢气高压储存、易于泄漏、易燃易爆等属性使得车载高压氢气成为危险源。美国西太平洋实验室35MPa车载高压储氢瓶灾难性爆炸实验数据表明，火球直径达24米，碎片弹射达到104米。为了避免这一灾难性事故后果，国际技术标准组织规定车载高压储氢系统必须配备TPRD(热熔性泄压阀)，在火灾环境下，栓塞熔化，泄压阀开启使得储氢瓶内压力可以及时得到释放，避免灾难性爆炸事故后果的发生。TPRD通过主动泄压虽然避免了储氢瓶灾难性爆炸，但是泄放氢气的同时会造成火灾事故后果危害。日本汽车研究院做了TPRD泄压实验，TPRD一旦向下开启，氢气火焰会包围整个车身，司机和乘客难以逃生，针对这一情况，目前申请号为201810567537.4的专利公开了一种新能源汽车高压储氢的火灾安全控制系统，通过环境感知来降低灾难性后果的发生，但实验发现，由于该系统只有向后的单向转动，因此在大多数情况下，TPRD依然是向下开启，造成难以逃生的情况，且该系统没有设立优先级的方案，导致无法最小化降低灾难性后果的发生，同时，多种传感器增加了系统的耗能，且火灾情况下，单向供电系统容易受到损坏导致车辆无法运行。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种太阳能智能供电的车载氢气安全系统和方法，解决氢气泄压存在的安全隐患问题，在不增加系统能耗的基础上实现稳定、安全的泄压。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：本专利技术一种太阳能智能供电的车载氢气安全方法，包括以下步骤：1、当温度传感器检测到热熔性泄压阀附近的温度超过90℃时，发出报警，并利用红外线传感器检测车内是否有人，当车内无人时，阀门将保持竖直向下的角度，使火焰包围车身，减小对车外公众的威胁；2、当车内有人时，超声波传感器按顺序依次检测车体后方、左侧和右侧是否有障碍物，程序将控制阀门朝车外一个无障碍物的方向转动；3、当车外均有障碍物时，车载摄像头按顺序依次检测车体后方、左侧和右侧是否有人，程序将控制阀门朝车外一个无人的方向转动；4、当车内与车辆周围都有人时，阀门仍保持竖直向下角度不变。本专利技术一种太阳能智能供电的车载氢气安全系统，包括三维转向子系统、环境感知子系统、智能控制子系统，所述环境感知子系统包括超声波传感器、红外传感器、车载摄像头、温度传感器，所述超声波传感器用于检测车体后方、两侧是否有障碍物，所述车载摄像头用于检测车体后方、两侧障碍物是否是人，所述红外线传感器用于检测车体内部是否有人，所述温度传感器用于检测热熔性泄压阀的环境温度，所述三维转向子系统用于控制热熔性泄压阀的泄压口向车体后方、两侧中的任一方向转动，所述智能控制子系统接收来自环境感知子系统传递的信息，并控制三维转向子系统实现如权利要求所述的太阳能智能供电的车载氢气安全方法。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述三维转向子系统包括第一泄压管道、第二泄压管道和导向管，所述第二泄压管道的内部竖直方向设置有第一转杆，所述第一转杆的一端连接有第一固定杆，所述第一固定杆与第二泄压管道固定连接，所述第二泄压管道的内部水平方向设置第二转杆，所述第二转杆的一端连接有第二固定杆，所述第二固定杆与导向管固定连接，所述第一泄压管道与第二泄压管道、导向管之间密封连接，且连接处的内部均为开口结构，所述第一泄压管道与第二泄压管道、导向管均为圆柱形结构，所述第二转杆和第一转向杆的另一端连接有驱动装置。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述三维转向结构带动热熔性泄压阀的泄压口向任一方向转动的角度为45度。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述系统还包括能源供应子系统，所述能源供应子系统为系统提供电能。作为本专利技术的一种优选技术方案，所述能源供应子系统包括半柔性太阳能板、太阳能蓄电池以及车载蓄电池，所述半柔性太阳能板覆盖整个车顶，所述太阳能蓄电池与车载蓄电池构成双路供电结构。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术利用三维转向结构，不仅向后，还可以向左向右泄压，提高了整体泄压的灵活性；利用超声波传感器和车载摄像头分别对人和物进行检测，使得在智能控制的过程中，能够优先保证人的安全性，进一步降低了灾难性后果的发生；且采用太阳能为系统供电，实现了系统零能耗运行，同时，双路供电显著提高了火灾环境下的系统可靠性。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是本专利技术的方法流程图；图3是本专利技术三维转向子系统的结构示意图；图中：1、红外传感器；2、车载摄像头；3、半柔性太阳能板；4、温度传感器；5、超声波传感器；6、第一泄压管道；7、第二泄压管道；8、导向管；9、第一转杆；10、第一固定杆；11、第二转杆；12、第二固定杆；13、驱动装置。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，如果已知技术的详细描述对于示出本专利技术的特征是不必要的，则将其省略。实施例1如图1所示，本专利技术提供一种太阳能智能供电的车载氢气安全系统，括三维转向子系统、环境感知子系统、智能控制子系统，环境感知子系统包括超声波传感器5、红外传感器1、车载摄像头2、温度传感器4，超声波传感器5用于检测车体后方、两侧是否有障碍物，车载摄像头2用于检测车体后方、两侧障碍物是否是人，红外线传感器1用于检测车体内部是否有人，温度传感器4用于检测热熔性泄压阀的环境温度，三维转向子系统用于控制热熔性泄压阀的泄压口向车体后方、两侧中的任一方向转动，智能控制子系统接收来自环境感知子系统传递的信息，并控制三维转向子系统实现如下的太阳能智能供电的车载氢气安全方法。如图2所示，一种太阳能智能供电的车载氢气安全方法，包括以下步骤：1、当温度传感器4检测到热熔性泄压阀附近的温度超过90℃时，发出报警，并利用红外线传感器1检测车内是否有人，当车内无人时，阀门将保持竖直向下的角度，使火焰包围车身，减小对车外公众的威胁；2、当车内有人时，超声波传感器5按顺序依次检测车体后方、左侧和右侧是否有障碍物，程序将控制阀门朝车外一个无障碍物的方向转动；3、当车外均有障碍物时，车载摄像头2按顺序依次检测车体后方、左侧和右侧是否有人，程序将控制阀门朝车外一个无人的方向转动；4、当车内与车辆周围都有人时，阀门仍保持竖直向下角度不变。在系统布置的过程中，红外传感器1布置在车内顶部，前排后排分别安置，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能供电的车载氢气智能安全方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1、当温度传感器(4)检测到热熔性泄压阀附近的温度超过90℃时，利用红外线传感器(1)检测车内是否有人，当车内无人时，阀门的泄压口将保持竖直向下的角度；/n2、当车内有人时，超声波传感器(5)按顺序依次检测车体后方、左侧和右侧是否有障碍物，程序将控制阀门的泄压口朝车外一个无障碍物的方向转动；/n3、当车外均有障碍物时，车载摄像头(2)按顺序依次检测车体后方、左侧和右侧是否有人，程序将控制阀门的泄压口朝车外一个无人的方向转动；/n4、当车内与车辆周围都有人时，阀门的泄压口仍保持竖直向下角度不变。/n

【技术特征摘要】
1.一种太阳能供电的车载氢气智能安全方法，其特征在于，包括以下步骤：
1、当温度传感器(4)检测到热熔性泄压阀附近的温度超过90℃时，利用红外线传感器(1)检测车内是否有人，当车内无人时，阀门的泄压口将保持竖直向下的角度；
2、当车内有人时，超声波传感器(5)按顺序依次检测车体后方、左侧和右侧是否有障碍物，程序将控制阀门的泄压口朝车外一个无障碍物的方向转动；
3、当车外均有障碍物时，车载摄像头(2)按顺序依次检测车体后方、左侧和右侧是否有人，程序将控制阀门的泄压口朝车外一个无人的方向转动；
4、当车内与车辆周围都有人时，阀门的泄压口仍保持竖直向下角度不变。


2.一种太阳能供电的车载氢气智能安全系统，其特征在于，包括三维转向子系统、环境感知子系统、智能控制子系统，所述环境感知子系统包括超声波传感器(5)、红外传感器(1)、车载摄像头(2)、温度传感器(4)，所述超声波传感器(5)用于检测车体后方、两侧是否有障碍物，所述车载摄像头(2)用于检测车体后方、两侧障碍物是否是人，所述红外线传感器(1)用于检测车体内部是否有人，所述温度传感器(4)用于检测热熔性泄压阀的环境温度，所述三维转向子系统用于控制热熔性泄压阀的泄压口向车体后方、两侧中的任一方向转动，所述智能控制子系统接收来自环境感知子系统传递的信息，并控制三维转向子系统实现如权利要求1所述的太阳能智能供电的车载氢气安全方法。


3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志勇，
申请(专利权)人：嘉兴学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33