氢气泄漏检测方法及其检测系统、氢能源车辆技术方案

本发明专利技术公开了一种氢气泄漏检测方法及其检测系统、氢能源车辆，涉及氢能源车辆技术领域。氢能源车辆包括氢燃料电池运行状态，在氢燃料电池运行状态时的氢气泄漏检测方法包括以下步骤：获取第一设定时间内氢气消耗量，根据第一设定时间内氢气消耗量计算氢气的实际使用速率；获取第一设定时间内氢燃料电池的氢气的理论使用速率；计算氢气的实际使用速率和氢气的理论使用速率的差值；判断二者的差值是否在设定使用速率的差值范围内；若否，则氢气泄漏。解决了现有技术中部分区域的氢气泄漏不能够及时检测到的问题，有效地避免了氢气浪费和氢气泄漏造成的安全隐患。和氢气泄漏造成的安全隐患。和氢气泄漏造成的安全隐患。

【技术实现步骤摘要】
氢气泄漏检测方法及其检测系统、氢能源车辆


[0001]本专利技术涉及氢能源车辆
，尤其涉及一种氢气泄漏检测方法及其检测系统、氢能源车辆。

技术介绍

[0002]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。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。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，被认为是替代传统内燃机的理想车辆动力装置。
[0003]氢气泄漏的检测是保证氢能源车辆安全运行的关键，针对氢气泄漏，目前氢能源车辆采用在各个可能发生泄漏的区域布置氢浓度传感器的方式进行检测。但是一方面氢气密度小、扩散能力强、逃逸性好，即使发生泄漏，也能够很快逃逸，不能及时聚集到氢浓度传感器周围；另一方面供氢管路连接点多、各零部件分布较为分散，这就导致数量有限的氢浓度传感器无法监控到所有可能发生泄漏的区域，导致部分区域的氢气泄漏不能被及时检测到，从而影响车辆运行安全。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种氢气泄漏检测方法及其检测系统、氢能源车辆，能够检测任何区域的氢气泄漏，避免氢气泄漏造成浪费和安全隐患。
[0005]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种氢气泄漏检测方法，用于氢能源车辆的氢气泄漏检测，所述氢能源车辆包括氢燃料电池运行状态，在所述氢燃料电池运行状态时的氢气泄漏检测方法包括以下步骤：
[0007]获取第一设定时间内氢气消耗量，根据所述第一设定时间内氢气消耗量计算氢气的实际使用速率；
[0008]获取第一设定时间内氢燃料电池的氢气的理论使用速率；
[0009]计算所述氢气的实际使用速率和所述氢燃料电池的氢气的理论使用速率的差值；
[0010]判断二者的差值是否在设定使用速率的差值范围内，若否，则氢气泄漏。
[0011]作为氢气泄漏检测方法的一种优选方案，所述判断二者的差值是否在设定使用速率的差值范围内的步骤包括：检查储氢瓶的氢气开关阀和供氢管路的管路开关阀是否全部开启，若所述储氢瓶的氢气开关阀和所述供氢管路的管路开关阀均全部开启，且所述氢气的实际使用速率和所述氢燃料电池的氢气的理论使用速率的差值不在所述设定使用速率的差值范围内，则氢气泄漏。
[0012]作为氢气泄漏检测方法的一种优选方案，若所述储氢瓶的氢气开关阀和所述供氢管路的管路开关阀未全部开启，则对氢气体积进行修正，根据修正后的氢气体积重新计算所述氢气的实际使用速率与所述氢燃料电池的氢气的理论使用速率的差值，再判断重新计算的所述氢气的实际使用速率与所述氢燃料电池的氢气的理论使用速率的差值是否在所
述设定使用速率的差值范围内。
[0013]作为氢气泄漏检测方法的一种优选方案，氢气体积的修正方法包括：
[0014]若储氢瓶的总体积为V1,供氢管路的总体积为V2,未开启氢气开关阀的储氢瓶的体积总和为V3，供氢系统中管路开关阀未开启的管路体积总和为V4，则修正后的氢气体积为：Vˊ＝V1+V2
‑
V3
‑
V4。
[0015]作为氢气泄漏检测方法的一种优选方案，所述氢能源车辆还包括下电状态，在所述下电状态时，检查储氢瓶的氢气开关阀和供氢系统中管路开关阀是否全部关闭，若是，则计算并存储当前供氢管路中的氢气质量m1。
[0016]作为氢气泄漏检测方法的一种优选方案，所述氢能源车辆还包括上电状态，所述上电状态的氢气泄漏检测方法包括以下步骤：
[0017]计算当前供氢管路中的氢气质量m2；
[0018]计算当前供氢管路中的氢气质量m2与上次所述下电状态时存储的供氢管路中的氢气质量m1的差值；
[0019]判断二者的差值是否在设定质量差值范围内，若否，则氢气泄漏。
[0020]作为氢气泄漏检测方法的一种优选方案，所述氢能源车辆还包括纯电运行状态，所述纯电运行状态的氢气泄漏检测方法包括以下步骤：
[0021]获取第二设定时间内供氢管路留存的氢气的泄漏量；
[0022]根据所述第二设定时间内氢气的泄漏量计算氢气的泄漏率，判断所述氢气的泄漏率是否在设定泄漏率范围内，若否，则氢气泄漏。
[0023]作为氢气泄漏检测方法的一种优选方案，氢气质量的计算公式为：
[0024][0025]根据所述氢气质量的计算公式获取氢气消耗量和泄漏量，其中：P为供氢系统中压力传感器检测的压力；T为温度传感器检测的温度；在上电状态、纯电运行状态和下电状态时，储氢瓶的氢气开关阀和供氢系统中管路开关阀均全部关闭，供氢管路中留存有氢气，V为供氢管路总体积；在所述氢燃料电池运行状态时，储氢瓶的氢气开关阀和供氢系统中管路开关阀均全部打开，V为储氢瓶的总体积与供氢管路的总体积之和。
[0026]作为氢气泄漏检测方法的一种优选方案，确定氢气泄漏后，发送故障提示，同时关闭储氢瓶的氢气开关阀和供氢系统中管路开关阀，且在故障提示消失前禁止开启储氢瓶的氢气开关阀和供氢系统中管路开关阀。
[0027]一种氢气泄漏检测系统，采用以上任一项所述的氢气泄漏检测方法，该氢气泄漏检测系统包括储氢瓶、供氢管路和氢燃料电池，所述储氢瓶与所述氢燃料电池通过供氢管路连通，所述供氢管路中设置有压力传感器和管路开关阀，所述压力传感器用于检测所述供氢管路中的压力，所述管路开关阀用于控制所述供氢管路是否连通；所述储氢瓶包括组合阀，所述组合阀中集成有氢气开关阀和温度传感器，所述氢气开关阀用于控制所述储氢瓶中的氢气是否与所述供氢管路连通，所述温度传感器用于检测氢气的温度。
[0028]一种氢能源车辆，包括所述的氢气泄漏检测系统。
[0029]本专利技术的有益效果：
[0030]本专利技术提供的在氢燃料电池运行时的氢气泄漏检测方法是根据第一设定时间内
氢气的实际使用速率和氢气的理论使用速率的差值是否在设定使用速率的差值范围内判断氢气是否泄漏。通过氢气的理论使用速率和实际使用速率的差值判断氢气是否泄漏，无论氢气在供氢管路的任何连接点或是任何零部件处发生泄漏，都能够检测到。解决了现有技术中氢浓度传感器无法监控到所有可能发生泄漏的区域导致的部分区域的氢气泄漏不能够及时检测到的问题，有效地避免了氢气浪费和氢气泄漏造成的安全隐患。
[0031]本专利技术提供的氢气泄漏检测系统，采用上述氢气泄漏检测方法，在氢燃料电池运行时，通过氢气开关阀和管路开关阀控制储氢瓶与氢燃料电池的连通，通过压力传感器检测供氢管路中的压力，通过温度传感器检测氢气的温度，然后计算第一设定时间内氢气的实际使用速率和氢气的理论使用速率的差值是否在设定使用速率的差值范围内，判断氢气是否泄漏。该检测系统应用上述的检测方法检测氢气泄漏，能够及时检测氢能源车辆供氢系统中各个区域的氢气泄漏，避免了氢气浪费，提高了检测效率。
[0032]本专利技术提供的氢能源车辆，应用上述的氢气泄漏检测系统，能够及时检测氢能源车辆的氢气泄漏，避免了氢气浪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢气泄漏检测方法，用于氢能源车辆的氢气泄漏检测，其特征在于，所述氢能源车辆包括氢燃料电池运行状态，在所述氢燃料电池运行状态时的氢气泄漏检测方法包括以下步骤：获取第一设定时间内氢气消耗量，根据所述第一设定时间内氢气消耗量计算氢气的实际使用速率；获取第一设定时间内氢燃料电池的氢气的理论使用速率；计算所述氢气的实际使用速率和所述氢燃料电池的氢气的理论使用速率的差值；判断二者的差值是否在设定使用速率的差值范围内，若否，则氢气泄漏。2.根据权利要求1所述的氢气泄漏检测方法，其特征在于，所述判断二者的差值是否在设定使用速率的差值范围内的步骤包括：检查储氢瓶的氢气开关阀和供氢管路的管路开关阀是否全部开启，若所述储氢瓶的氢气开关阀和所述供氢管路的管路开关阀均全部开启，且所述氢气的实际使用速率和所述氢燃料电池的氢气的理论使用速率的差值不在所述设定使用速率的差值范围内，则氢气泄漏。3.根据权利要求2所述的氢气泄漏检测方法，其特征在于，若所述储氢瓶的氢气开关阀和所述供氢管路的管路开关阀未全部开启，则对氢气体积进行修正，根据修正后的氢气体积重新计算所述氢气的实际使用速率与所述氢燃料电池的氢气的理论使用速率的差值，再判断重新计算的所述氢气的实际使用速率与所述氢燃料电池的氢气的理论使用速率的差值是否在所述设定使用速率的差值范围内。4.根据权利要求3所述的氢气泄漏检测方法，其特征在于，氢气体积的修正方法包括：若储氢瓶的总体积为V1,供氢管路的总体积为V2,未开启氢气开关阀的储氢瓶的体积总和为V3，供氢系统中管路开关阀未开启的管路体积总和为V4，则修正后的氢气体积为：Vˊ＝V1+V2
‑
V3
‑
V4。5.根据权利要求1所述的氢气泄漏检测方法，其特征在于，所述氢能源车辆还包括下电状态，在所述下电状态时，检查储氢瓶的氢气开关阀和供氢系统中管路开关阀是否全部关闭，若是，则计算并存储当前供氢管路中的氢气质量m1。6.根据权利要求5所述的氢气泄漏检测方法，其特征在于，所述氢能源车辆还包括上电状态，所述上电状态的氢气泄漏检测方法包括以下步骤：计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟灵瑞，乔运乾，常会楷，李森，
申请(专利权)人：潍柴新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：