一种燃料电池氢系统的安全防护处理方法及系统与流程

1.本公开属于燃料电池氢系统的安全控制技术领域，具体涉及一种燃料电池氢系统的安全防护处理方法及系统。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.伴随着新能源客车产业的发展，高效环保的氢燃料电池也受到了青睐，燃料电池客车的研究项目也越来越多，从而燃料电池的安全方面也应该得到广泛关注。
4.此外氢气密度小，且易燃易爆，无法保证燃料电池氢系统的安全正常运行，缺少对燃料电池氢系统采取相应的技术层面的安全防护策略。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本公开提出一种燃料电池氢系统的安全防护处理方法及系统，本公开通过储氢安全策略，氢泄露安全策略，碰撞及整车紧急安全策略三个方面进行的设计，防止因为氢气泄露而引起爆炸、火灾，保证了燃料电池氢系统的安全正常运行。
6.根据一些实施例，本公开的第一方案提供了一种燃料电池氢系统的安全防护处理方法，采用如下技术方案：
7.一种燃料电池氢系统的安全防护处理方法，包括：
8.采集氢瓶内的温度和压力，根据当前氢瓶内的温度和压力，确定储氢安全防护等级；
9.采集氢气气浓度，根据当前氢气浓度的数据，确定氢气泄露安全防护等级；
10.采集碰撞传感器的信号，根据碰撞传感器的信号电平高低，确定是否对整车进行燃电停机。
11.根据一些实施例，本公开的第二方案提供了一种燃料电池氢系统的安全防护处理系统，采用如下技术方案：
12.一种燃料电池氢系统的安全防护处理系统，包括：
13.储氢安全防护模块，被配置为采集氢瓶内的温度和压力，根据当前氢瓶内的温度和压力，确定储氢安全防护等级；
14.氢泄露安全防护模块，被配置为采集氢气气浓度，根据当前氢气浓度的数据，确定氢气泄露安全防护等级；
15.碰撞防护模块，被配置为采集碰撞传感器的信号，根据碰撞传感器的信号电平高低，确定是否对整车进行燃电停机。
16.根据一些实施例，本公开的第三方案提供了一种计算机可读存储介质。
17.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一个方面所述的一种燃料电池氢系统的安全防护处理方法中的步骤。
18.根据一些实施例，本公开的第四方案提供了一种计算机设备。
19.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述第一个方面所述的一种燃料电池氢系统的安全防护处理方法中的步骤。
20.与现有技术相比，本公开的有益效果为：
21.本公开的燃料电池氢系统的安全防护处理方法，从多个维度，多种情况下考虑氢安全防护，通过储氢安全策略，氢泄露安全策略，碰撞及整车紧急安全策略三个方面进行的设计，防止因为氢气泄露而引起爆炸、火灾，保证了燃料电池氢系统的安全正常运行，给乘客、司机以及周围人群提供了安全保障，同时也有助于提高氢系统的使用寿命，缩小了燃料电池车与传统车之间安全性差距。提升燃料电池车整体安全性能。
附图说明
22.构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
23.图1是本公开实施例一中的氢瓶温度检测流程图；
24.图2是本公开实施例一中氢瓶压力检测流程图；
25.图3是本公开实施例一中氢气管路压力检测流程图；
26.图4是本公开实施例一中氢浓度泄露检测流程图；
27.图5是本公开实施例一中碰撞及整车紧急安全原理示意图。
具体实施方式：
28.下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
29.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
30.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
31.在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
32.实施例一
33.如图1至图5所示，本实施例提供了一种燃料电池氢系统的安全防护处理方法，本实施例以该方法应用于服务器进行举例说明，可以理解的是，该方法也可以应用于终端，还可以应用于包括终端和服务器和系统，并通过终端和服务器的交互实现。服务器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务器、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务cdn、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。终端可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、智能音箱、智能手表等，但并不局限于此。终端以及服务器可以通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接，本公开在此不做限
制。本实施例中，该方法包括以下步骤：
34.采集氢瓶内的温度和压力，根据当前氢瓶内的温度和压力，确定储氢安全防护等级；
35.采集氢气气浓度，根据当前氢气浓度的数据，确定氢气泄露安全防护等级；
36.采集碰撞传感器的信号，根据碰撞传感器的信号电平高低，确定是否对整车进行燃电停机。
37.如图1、图2、图3所示，在储氢安全方面包括监氢瓶内的温度氢瓶压力和氢气管路压力监测，监测管路上的压力，同时还需监测各传感器、执行器以及通讯信号的通断等，并结合实际情况进行故障上报和处理。氢系统控制器读取传感器信号，并通过相应的策略进行参数计算。以氢瓶内压力监测的计算为例，首先氢控制器按照预设的采样速率，如每10ms采集一次氢瓶内压力，连续采集10次，并计算出这10次压力的最大值和最小值，将10次采样的压力值求和，再减去最大值和最小值，最后除以8得到的就是去除极值后的平均值，该数值作为氢气压力的有效值。一个循环之后，将重新采样10次新的压力值，然后再按照上述的方式进行计算。
38.如图4所示，氢浓度检测流程图。在氢泄露氢安全方面，利用氢气浓度传感器检测，氢气浓度传感器通过采集pwm波信号为电压值，根绝电压值转为对应浓度值。通过程序判断比较选出传感器最大值作为浓度最大值，并向外发送最大值其对应的故障等级和故障码。另外，氢泄漏报警两类，其一是氢浓度传感器故障，其二是三级泄露报警。按照氢泄露浓度不同依次为轻度报警、中度报警和紧急报警。
39.轻度报警又称二级泄露报警，指空气中的氢气浓度值在10000ppm到20000ppm之间，氢系统控制器将轻度氢气泄露报警信息上报燃料电池控制器系统和整车控制系统，仪表提示hms2级故障闪烁并报故障码限功率50％；
40.中度报警又称三级泄露报警，指空气中的氢含量在20000到30000之间，氢控制器将向燃料电池控制器系统和整车控制系统上报严重的氢气泄露报警，仪表提示hms3级故障闪烁并报故障码限功率80％；
41.紧急泄露为严重故障，指空气中的氢浓度值超过30000ppm时，此时氢系统控制器向燃料电池控制器系统和整车控制系统上报紧急泄漏报警，氢控制器发出急停命令，整车控制器根据信号判断停止发使能信号给燃料电池控制器，储氢系统关阀，燃料电池系统停机，同时整控接收信号掉高压。
42.如图5所示，碰撞及整车紧急安全原理示意图。由图可知整个系统由碰撞传感器、氢系统控制器(hms)控制端和整车控制器(vcu)控制端燃料电池控制器(fcu)控制端等四个同时控制。当车辆被紧急碰撞时，传感器之前保持的低电平的安全线将变为高电平，高电平信号由硬线传给整车控制器，整车控制器、燃料电池控制器和氢控制器之间进行can通讯，vcu停止给fcu发使能信号，燃电停机；hms关阀，hms停止供氢，从而来达到保证车辆及人员安全的目的。
43.实施例二
44.本实施例提供了一种燃料电池氢系统的安全防护处理系统，包括：
45.储氢安全防护模块，被配置为采集氢瓶内的温度和压力，根据当前氢瓶内的温度和压力，确定储氢安全防护等级；
46.氢泄露安全防护模块，被配置为采集氢气气浓度，根据当前氢气浓度的数据，确定氢气泄露安全防护等级；
47.碰撞防护模块，被配置为采集碰撞传感器的信号，根据碰撞传感器的信号电平高低，确定是否对整车进行燃电停机。
48.上述实施例中对各个实施例的描述各有侧重，某个实施例中没有详述的部分可以参见其他实施例的相关描述。
49.所提出的系统，可以通过其他的方式实现。例如以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如上述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时，可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合或者可以集成到另外一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
50.实施例三
51.本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例一所述的一种燃料电池氢系统的安全防护处理方法中的步骤。
52.实施例四
53.本实施例提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述实施例一所述的一种燃料电池氢系统的安全防护处理方法中的步骤。
54.本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
55.本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
56.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
57.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
58.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁
碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)或随机存储记忆体(random accessmemory，ram)等。
59.上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。