一种燃料电池汽车室内氢泄露监测系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种燃料电池汽车室内氢泄露监测系统及其控制方法，氢泄露监测系统包括长宽高尺寸均可调节的立方框架以及设置于立方框架上的环境氢传感器、尾排氢传感器、防爆灯、声光报警器、带有控制面板的控制器；所述立方框架沿长度方向的前端设有出入口，所述立方框架底部设有滚轮装置，所述环境氢传感器间隔布置于立方框架顶部，所述尾排氢传感器间隔布置于立方框架沿长度方向的后端，所述防爆灯、声光报警器均设置于立方框架顶部；所述环境氢传感器、尾排氢传感器与控制器电性连接，所述控制器与声光报警器电性连接。立方框架组装方便、尺寸灵活，可以在顶部或后端设置安装杆，便于安装氢浓度传感器及其他扩展附件，滚轮装置方便移动。方便移动。方便移动。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池汽车室内氢泄露监测系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池汽车，具体地指一种燃料电池汽车室内氢泄露监测系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]氢燃料电池汽车是一种采用绿色环保能源的新能源汽车，是目前国家新能源汽车鼓励发展的技术方向，氢燃料电池汽车的研发、生产和商业化是目前的汽车行业新技术热点。但是氢燃料汽车由氢气和空气在电堆中发生电化学反应发电驱动车辆运行，由于是以氢气为燃料，其随车装载有2～3个高压储氢罐，容量一般为3～7kg氢气，通过加氢口、氢罐、氢阀门、供氢管路输送至燃料电池电堆驱动车辆行驶，燃料电池电堆反应后还会有极少量氢气随着反应产物水，一起通过尾管排出大气。
[0003]由于氢气是一种易燃易爆危险气体，必须对车辆排出或可能泄露的氢气进行监测，所以整车密闭氢泄露是燃料电池汽车开发过程中的一个关键验证试验。应对氢泄露，一般的解决方案是：第一步，车辆内置氢泄露监测传感器，检查车内的泄露。第二步、所有整车装配完成后都进行室内密闭泄露检查。第三步、对所有涉及氢燃料电池汽车停放和试验的场所安装建筑级别的氢泄露监测报警系统。
[0004]这三步措施在目工作中存在的问题，1.车内泄露检查不能替代车外泄露监测试验，因其测点布置、阈值与环境泄露监测要求不同、无法与环境通风和环境报警的联动，无法连续记录数据。2，需要新建整车密闭泄露舱，造价高、施工量大、工期长。对于不同尺寸的车型类别，需要新建不同尺寸的环境舱。3、需要对建筑进行改造施工，施工涉及的场所和面积较大，造价高、需要施工及工期。现有环境舱一般适用于汽油车，内部仅设有温湿度和通风控制设备，无氢气浓度测试装置以及对应的报警设备。
[0005]申请号为CN201811513334.3的中国专利技术专利公开了一种用于燃料电池汽车氢安全试验的密闭舱系统，包括能够停放汽车的密封舱，所述密封舱设有能够进出汽车的密封门；所述密封舱内部设有换气装置及能够测试氢气浓度的测试系统，所述换气装置及测试系统均与控制系统连接。密封舱设有紧急处理系统，紧急处理系统包括紧急排风装置及设置在密封舱外部的报警装置，所述报警装置和紧急排风装置均与所述控制系统连接。该专利具有如下缺陷：1.车型兼容性差，由于氢气浓度测试装置位置固定，无法根据整车尺寸进行调节，当尺寸较小的整车进入空间较大的密封舱时，氢气浓度测试装置离车身较远，不仅会造成数据采集延迟、还会导致检测数据较大地偏离实际，如果同时开发大型车辆和小型车辆，需要建多个不同的舱；2.无法移动，导致同一车辆多次检测时需要停在密闭舱的同一定点上，否则各个氢气浓度测试装置每次离整车的距离不同，导致检测结果之间差异较大；3.报警装置只有一个安全限值，达到安全限值后声光报警器直接报警，需要立刻将密闭舱通风、人员疏散，无法给设备、人员足够预警时间，容易发生安全事故。
[0006]因此，需要开发出一种可兼容多种车型、具有移动功能、报警时先预警的燃料电池汽车室内氢泄露监测系统及其控制方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的就是要解决上述
技术介绍
的不足，提供一种可兼容多种车型、具有移动功能、报警时先预警的燃料电池汽车室内氢泄露监测系统及其控制方法。
[0008]本专利技术的技术方案为：一种燃料电池汽车室内氢泄露监测系统，其特征在于，包括长宽高尺寸均可调节的立方框架以及设置于立方框架上的环境氢传感器、尾排氢传感器、防爆灯、声光报警器、带有控制面板的控制器；
[0009]所述立方框架沿长度方向的前端设有出入口用于车辆进出，所述立方框架底部设有滚轮装置用于自身移动，所述环境氢传感器间隔布置于立方框架顶部，所述尾排氢传感器间隔布置于立方框架沿长度方向的后端，所述防爆灯、声光报警器均设置于立方框架顶部；
[0010]所述环境氢传感器、尾排氢传感器与控制器电性连接用于将氢浓度信号反馈给控制器，所述控制器与声光报警器电性连接且根据氢浓度信号控制声光报警器发出声光。
[0011]优选的，所述立方框架包括多根杆长可调的调节杆，多根调节杆分别沿立方框架长、宽、高方向设置并连接形成整体框架，所述调节杆包括中间方管以及套接于中间方管两端外壁的活动方管，所述中间方管上设有轴向垂直于杆长方向的传动轴，所述传动轴外端位于中间方管外且固连有手轮转盘，手轮转盘外端面设有转动把手，所述传动轴内端位于中间方管内且与各活动方管通过传动机构传动连接。
[0012]进一步的，所述传动机构包括传动轴内端设置的主动锥齿轮，以及各活动方管内同轴设置的丝杠，各活动方管内还设有内壁与丝杠螺纹连接的套筒，各活动方管内丝杠端部均设有从动锥齿轮用于与主动锥齿轮啮合传动。
[0013]更进一步的，各套筒周向间隔设置第一连接杆与活动方管内壁固连，所述丝杠临近从动锥齿轮处与中间方管内壁间设有球铰，所述球铰包括同轴固连于丝杠上的球头以及与球头转动铰接的铰盘，所述铰盘周向间隔设置第二连接杆与中间方管内壁固连。
[0014]更进一步的，所述传动轴包括从外端至内端依次同轴设置的第一轴段、第二轴段、第三轴段、第四轴段，所述第一轴段外径小于第二轴段外径，所述第二轴段、第三轴段、第四轴段外径依次减小；
[0015]所述手轮转盘安装于第一轴段上且紧贴第二轴段外端面，所述第一轴段上设有外端螺母与第一轴段螺纹配合将手轮转盘轴向限位；
[0016]所述中间方管安装于第三轴段上且紧贴第二轴段内端面，所述第三轴段上设有两个内端螺母，两个内端螺母螺纹方向相反且均与第三轴段螺纹配合用于将传动轴相对于中间方管轴向限位；
[0017]所述主动锥齿轮安装于第四轴段上。
[0018]优选的，所述立方框架顶部设有多根杆长可调节的顶部安装杆，各顶部安装杆沿立方框架宽度方向设置且多根顶部安装杆沿立方框架长度方向间隔设置。
[0019]进一步的，所述环境氢传感器为双量程氢浓度传感器，所述环境氢传感器安装于各顶部安装杆沿宽度方向的两侧以及立方框架前后端顶部沿宽度方向的两侧。
[0020]优选的，所述立方框架沿长度方向的后端在与车尾对应处设有多根杆长可调节的后端安装杆，各后端安装杆沿立方框架宽度方向设置且多根后端安装杆沿立方框架高度方向间隔设置。
[0021]进一步的，所述尾排氢传感器为双量程氢浓度传感器，所述尾排氢传感器安装于各后端安装杆沿宽度方向的两侧以及立方框架后端底部沿宽度方向的两侧。
[0022]本专利技术还提供一种上述燃料电池汽车室内氢泄露监测系统的控制方法，包括以下步骤：
[0023]a.将立方框架长宽高调节至需求尺寸，推动至待测车辆的正上方，控制器内根据试验需求预设第一氢气浓度阈值P1、第二氢气浓度阈值P2，P1＜P2，启动监测程序；
[0024]b.至少启动环境氢传感器、尾排氢传感器中其中一种进行实时测定氢浓度并反馈至控制器内，一旦有测定的氢浓度满足第二氢气浓度阈值P2＞氢浓度≥第一氢气浓度阈值P1，则控制器控制声光报警器发出闪烁黄光进行预警，若后续有测定的氢浓度≥第二氢气浓度阈值P2，则控制器控制声光报本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池汽车室内氢泄露监测系统，其特征在于，包括长宽高尺寸均可调节的立方框架(1)以及设置于立方框架(1)上的环境氢传感器(2)、尾排氢传感器(3)、防爆灯(4)、声光报警器(5)、带有控制面板的控制器(6)；所述立方框架(1)沿长度方向的前端设有出入口(7)用于车辆进出，所述立方框架(1)底部设有滚轮装置(8)用于自身移动，所述环境氢传感器(2)间隔布置于立方框架(1)顶部，所述尾排氢传感器(3)间隔布置于立方框架(1)沿长度方向的后端，所述防爆灯(4)、声光报警器(5)均设置于立方框架(1)顶部；所述环境氢传感器(2)、尾排氢传感器(3)与控制器(6)电性连接用于将氢浓度信号反馈给控制器(6)，所述控制器(6)与声光报警器(5)电性连接用于根据氢浓度信号控制声光报警器(5)发出声光。2.如权利要求1所述的燃料电池汽车室内氢泄露监测系统，其特征在于，所述立方框架(1)包括多根杆长可调的调节杆(9)，多根调节杆(9)分别沿立方框架(1)长、宽、高方向设置并连接形成整体框架，所述调节杆(9)包括中间方管(91)以及套接于中间方管(91)两端外壁的活动方管(92)，所述中间方管(91)上设有轴向垂直于杆长方向的传动轴(94)，所述传动轴(94)外端位于中间方管(91)外且固连有手轮转盘(93)，手轮转盘(93)外端面设有转动把手(93.1)，所述传动轴(94)内端位于中间方管(91)内且与各活动方管(92)通过传动机构传动连接。3.如权利要求2所述的燃料电池汽车室内氢泄露监测系统，其特征在于，所述传动机构包括传动轴(94)内端设置的主动锥齿轮(95)，以及各活动方管(92)内同轴设置的丝杠(96)，各活动方管(92)内还设有内壁与丝杠(96)螺纹连接的套筒(97)，各活动方管(92)内丝杠(96)端部均设有从动锥齿轮(98)用于与主动锥齿轮(95)啮合传动。4.如权利要求3所述的燃料电池汽车室内氢泄露监测系统，其特征在于，各套筒(97)周向间隔设置第一连接杆(97.1)与活动方管(92)内壁固连，所述丝杠(96)临近从动锥齿轮(98)处与中间方管(91)内壁间设有球铰(99)，所述球铰(99)包括同轴固连于丝杠(96)上的球头(99.1)以及与球头(99.1)转动铰接的铰盘(99.2)，所述铰盘(99.2)周向间隔设置第二连接杆(99.3)与中间方管(91)内壁固连。5.如权利要求3所述的燃料电池汽车室内氢泄露监测系统，其特征在于，所述传动轴(94)包括从外端至内端依次同轴设置的第一轴段(94.1)、第二轴段(94.2)、第三轴段(94.3)、第四轴段(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：侍守闯，方燕华，刘利平，吴杏红，杜涵，
申请(专利权)人：东风汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：