一种电磁阀异常的判断方法及装置与流程

1.本技术涉及车辆领域，尤其涉及一种电磁阀异常的判断方法及装置。


背景技术：

2.氢能源动力汽车中的氢气存储在氢瓶中。当氢能源动力汽车行驶时，与氢瓶链接的电磁阀开启，氢瓶中的氢气通过电磁阀流入输出管道最终在氢燃料电池中进行电化学反应并释放出能量给氢能源动力汽车提供动力。
3.目前电磁阀在接收到控制器发送的开启指令后，并不会向控制器进行反馈。因此，当电磁阀由于粘连或损坏等故障，无法正常响应开启指令时，该故障不能及时被监测到。一旦电磁阀粘连或损坏，该电磁阀连接的氢瓶中的氢气将无法流入输出管道，影响了氢能源动力汽车的续航里程，甚至会触发压力过低故障导致氢能源动力汽车中的燃料电池无法启动。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本技术提供了一种电磁阀异常的判断方法及装置。
5.为了实现上述目的，本技术实施例提供的技术方案如下：
6.本技术实施例提供一种电磁阀异常的判断方法，所述方法应用于氢能源动力汽车，所述汽车包括多个氢瓶和与多个氢瓶对应的多个电磁阀，每个氢瓶通过一个电磁阀连接输出管道；所述方法包括：
7.向所述多个电磁阀发送开启指令；
8.获得所述输出管道在起始时刻的起始压强，和所述输出管道在终点时刻的终点压强；
9.根据所述起始压强和所述终点压强，获得氢气变化质量；
10.获得所述起始时刻至所述终点时刻之间的实际氢气变化质量；
11.当所述氢气变化质量和所述实际氢气变化质量之间的差值大于质量阈值时，判断所述多个电磁阀中存在电磁阀异常。
12.作为一种可能的实施方式，所述汽车处于加氢状态中，所述实际氢气变化质量包括所述汽车实际输入的氢气质量。
13.作为一种可能的实施方式，所述汽车处于运行状态中，所述实际氢气变化质量包括所述汽车实际消耗的氢气质量。
14.作为一种可能的实施方式，所述向所述电磁阀发送开启指令后，还包括：
15.确认所述多个电磁阀没有开路或短路。
16.作为一种可能的实施方式，所述输出管道中还包括主电磁阀，所述方法还包括：
17.降低所述主电磁阀一侧的压强，并向所述主电磁阀发送开启指令；
18.当所述主电磁阀两侧的压强差大于压强阈值时，判断所述主电磁阀异常。
19.作为一种可能的实施方式，还包括：
20.获得初始时刻氢气的初始温度和终点时刻氢气的终点温度；
21.所述根据所述起始压强和所述终点压强，获得氢气变化质量，包括：
22.根据所述起始压强、所述终点压强、所述多个氢瓶的容积、所述初始温度和所述终点温度获得氢气变化质量。
23.作为一种可能的实施方式，还包括：
24.关闭所述多个电磁阀，并降低所述输出管道的压强至第一压强；
25.向所述多个电磁阀中的第一电磁阀发送开启指令；
26.当所述输出管道的压强小于第二压强时，判断所述第一电磁阀异常。
27.本技术实施例还提供了一种电磁阀异常的判断装置，所述装置应用于氢能源动力汽车，所述汽车包括多个氢瓶和与多个氢瓶对应的多个电磁阀，每个氢瓶通过一个电磁阀连接输出管道；所述装置包括：
28.指令发送模块，用于向所述多个电磁阀发送开启指令；
29.压强获得模块，用于获得所述输出管道在起始时刻的起始压强，和所述输出管道在终点时刻的终点压强；
30.质量获得模块，用于根据所述起始压强和所述终点压强，获得氢气变化质量；
31.实际质量获得模块，用于获得所述起始时刻至所述终点时刻之间的实际氢气变化质量；
32.判断模块，用于当所述氢气变化质量和所述实际氢气变化质量之间的差值大于质量阈值时，判断所述多个电磁阀中存在电磁阀异常。
33.作为一种可能的实施方式，所述汽车处于加氢状态中，所述实际氢气变化质量包括所述汽车实际输入的氢气质量。
34.作为一种可能的实施方式，所述汽车处于运行状态中，所述实际氢气变化质量包括所述汽车实际消耗的氢气质量。
35.通过上述技术方案可知，本技术具有以下有益效果：
36.本技术实施例提供了一种电磁阀异常的判断方法，该方法应用于氢能源动力汽车，汽车包括多个氢瓶和与多个氢瓶对应的多个电磁阀，每个氢瓶通过一个电磁阀连接输出管道；该方法包括：向多个电磁阀发送开启指令；获得输出管道在起始时刻的起始压强，和输出管道在终点时刻的终点压强；根据起始压强和终点压强，获得氢气变化质量；获得起始时刻至终点时刻之间的实际氢气变化质量；当氢气变化质量和实际氢气变化质量之间的差值大于质量阈值时，判断多个电磁阀中存在电磁阀异常。
37.由此可知，本技术实施例提供的电磁阀异常的判断方法中，测量输出管道在起始时刻的压强和终端时刻的压强，并计算氢气变化质量。如果存在电磁阀异常，即电磁阀接收到开启指令却并未开启的情况，那么异常电磁阀连接的氢瓶没有接入输出管道，因此该氢瓶中的压强与输出管道中的压强存在差别，从而导致按照输出管道中压强计算的氢气变化质量与实际氢气变化质量之间存在较大的差别。因此，当氢气变化质量和实际氢气变化质量之间的差值大于质量阈值时，可以判断多个电磁阀中存在电磁阀异常。
附图说明
38.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1为本技术实施例提供的一种电磁阀异常的判断方法的流程图；
40.图2为本技术实施例提供的一种加氢过程中电磁阀异常判断逻辑示意图；
41.图3为本技术实施例提供的一种运行过程中电磁阀异常判断逻辑示意图；
42.图4为本技术实施例提供的一种瓶阀检修流程图；
43.图5为本技术实施例提供的一种电磁阀异常的判断装置的示意图。
具体实施方式
44.为了帮助更好地理解本技术实施例提供的方案，在介绍本技术实施例提供的方法之前，先介绍本技术实施例方案的应用的场景。
45.氢能源动力汽车中的氢气存储在氢瓶中。当氢能源动力汽车行驶时，与氢瓶链接的电磁阀开启，氢瓶中的氢气通过电磁阀流入输出管道最终在氢燃料电池中进行电化学反应并释放出能量给氢能源动力汽车提供动力。
46.目前电磁阀在接收到控制器发送的开启指令后，并不会向控制器进行反馈。因此，当电磁阀由于粘连或损坏等故障，无法正常响应开启指令时，该故障不能及时被监测到。一旦电磁阀粘连或损坏，该电磁阀连接的氢瓶中的氢气将无法流入输出管道，影响了氢能源动力汽车的续航里程，甚至会触发压力过低故障导致氢能源动力汽车中的燃料电池无法启动。
47.为了解决上述的问题，本技术实施例提供了一种电磁阀异常的判断方法，该方法应用于氢能源动力汽车，汽车包括多个氢瓶和与多个氢瓶对应的多个电磁阀，每个氢瓶通过一个电磁阀连接输出管道；该方法包括：向多个电磁阀发送开启指令；获得输出管道在起始时刻的起始压强，和输出管道在终点时刻的终点压强；根据起始压强和终点压强，获得氢气变化质量；获得起始时刻至终点时刻之间的实际氢气变化质量；当氢气变化质量和实际氢气变化质量之间的差值大于质量阈值时，判断多个电磁阀中存在电磁阀异常。
48.由此可知，本技术实施例提供的电磁阀异常的判断方法中，测量输出管道在起始时刻的压强和终端时刻的压强，并计算氢气变化质量。如果存在电磁阀异常，即电磁阀接收到开启指令却并未开启的情况，那么异常电磁阀连接的氢瓶没有接入输出管道，因此该氢瓶中的压强与输出管道中的压强存在差别，从而导致按照输出管道中压强计算的氢气变化质量与实际氢气变化质量之间存在较大的差别。因此，当氢气变化质量和实际氢气变化质量之间的差值大于质量阈值时，可以判断多个电磁阀中存在电磁阀异常。
49.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术实施例作进一步详细的说明。
50.参见图1，该图为本技术实施例提供的一种电磁阀异常的判断方法的流程图。
51.如图1所示，本技术实施例提供的电磁阀异常的判断方法，该方法应用于氢能源动力汽车，汽车包括多个氢瓶和与多个氢瓶对应的多个电磁阀，每个氢瓶通过一个电磁阀连接输出管道；该方法包括：
52.s101：向多个电磁阀发送开启指令。
53.s102：获得输出管道在起始时刻的起始压强，和输出管道在终点时刻的终点压强。
54.s103：根据起始压强和终点压强，获得氢气变化质量。
55.s104：获得起始时刻至终点时刻之间的实际氢气变化质量。
56.s105：当氢气变化质量和实际氢气变化质量之间的差值大于质量阈值时，判断多个电磁阀中存在电磁阀异常。
57.需要说明的是，控制器向多个电磁阀发送开启指令后，如果多个电磁阀均运行良好，那么多个电磁阀将响应开启指令，多个氢瓶均与输出管道连通。此时多个氢瓶中的压强均与输出管道的压强相等，本技术实施例提供的方法可以根据输出管道的起始压强、输出管道的终点压强、多个氢瓶的容积和氢气温度获得在起始时间到终点时间内的氢气变化质量。此时，该氢气变化质量应该与实际氢气变化质量相近。
58.但如果多个电磁阀中存在一个电磁阀(第一电磁阀)异常，控制器向多个电磁阀发送开启指令后，第一电磁阀未能正常开启，此时除第一电磁阀对应的第一氢瓶未连接至输出管道外，其他的氢瓶均与输出管道连接。由于第一氢瓶未输出管道连通，此时氢能源动力汽车的储氢体积应为除第一氢瓶之外的其他氢瓶的容积，此时根据输出管道的起始压强、输出管道的终点压强、多个氢瓶的容积和氢气的温度获得的氢气变化质量与实际氢气变化质量存在较大的差别。
59.由此可知，当氢气变化质量和实际氢气变化质量之间的差值大于质量阈值时，可以判断氢气变化质量与实际氢气变化质量存在较大的差别，从而判断多个电磁阀中存在电磁阀异常。
60.在本技术实施例中，步骤s103和步骤s104没有先后顺序关系。可以先进行步骤s103，再进行步骤s104。或者先进行步骤s104，再进行步骤s103。步骤s103和步骤s104也可以同时进行，本技术实施例在此不做限定。作为一种可能的实施方式，向电磁阀发送开启指令后，还可以先通过信号确认多个电磁阀没有开路或短路。如果电磁阀已经开路或者短路，则可以直接判断电磁阀异常，不需要再进行压力测量。
61.在实际的应用中，当氢能源动力汽车处于加氢状态中时，例如氢能源动力汽车在氢站进行加氢时，氢能源动力汽车的氢瓶中的氢气压强变化，可以应用本技术提供的方法。当汽车处于加氢状态中，实际氢气变化质量为汽车实际输入的氢气质量。下面将以包含8个氢瓶的氢动力汽车作为示例，介绍本技术实施例提供的电磁阀异常的判断方法。
62.参见图2，该图为本技术实施例提供的一种加氢过程中电磁阀异常判断逻辑示意图。
63.如图2所示，加氢前后分别计算氢系统高压氢气质量，计算方法如下所示：
[0064][0065]
其中，v为8个氢瓶的总容积，p为输出管道的压强，t为氢气温度。
[0066]
在初始时刻利用初始时刻的输出管道压强，氢气温度计算得到初始时刻的氢气质量m1，然后在终点时刻利用终点时刻的输出管道压强，氢气温度计算得到终点时刻的氢气质量m2，再计算m1和m2的差值作为氢系统计算的加氢质量，氢系统计算的加氢质量与加氢站加氢质量作对比，如果差值超出合理范围且加氢过程中无泄漏，则判断结果为电磁阀异常，提醒技术人员进行检修。
[0067]
作为一个示例，8瓶组氢系统中1号瓶阀损坏导致无法正常开启，每次加氢至35mpa，本次加氢前高压压力传感器示数为5mpa，实际情况为2-7号瓶压力为5mpa，1号瓶压力为35mpa，氢系统按8个瓶体积计算加氢质量，而加氢站则计算的是实际加氢质量，也就是与7个瓶加氢质量相近，氢系统计算的加氢质量与加氢站加氢质量二者之差超出合理范围且加氢过程中无泄漏，很有可能是电磁阀故障导致，报出故障提醒技术人员检修。
[0068]
在实际的应用中，当氢能源动力汽车处于运行状态中时，例如氢能源动力汽车在行驶中时，氢能源动力汽车的氢瓶中的氢气被消耗，从而使得氢气压强变化。当汽车处于运行状态中，实际氢气变化质量为汽车实际消耗的氢气质量。下面将以包含8个氢瓶的氢动力汽车作为示例，介绍本技术实施例提供的电磁阀异常的判断方法。
[0069]
氢能源动力汽车中的电磁阀主要包括两种。其中一种为瓶阀，瓶阀连接在氢瓶和输出管道之间，上述实施例中的电磁阀均为瓶阀。另一种电磁阀为主阀，也称为主电磁阀，其位于输出管道内。
[0070]
参见图3，该图为本技术实施例提供的一种运行过程中电磁阀异常判断逻辑示意图。
[0071]
如图3所示，首先依次开启所有瓶阀，延时一段时间后关闭，这部分主要是考虑以下两种特殊情况：
①
上次氢系统紧急关阀，导致管路氢压可能不在合理范围内，直接进入启动过程系统可能报出故障，执行本操作可以避免上次紧急关阀对本次启动造成影响；
②
上次关阀后环境温度变化较大，造成管路压力超出合理范围，直接进入启动过程系统可能报出故障，执行本操作可以避免环境温度变化较大对本次启动造成影响。然后确认收到供氢指令＝1，否则则进行等待。
[0072]
然后，可以判断氢系统是否存在严重故障，如果存在则禁止所有瓶阀主阀开启并报出故障，否则进入瓶阀控制部分和主阀控制部分。需要说明的是，瓶阀控制部分和主阀控制部分没有固定的先后顺序，可以先进行其中一个部分，也可以将这两个部分同时进行。
[0073]
瓶阀控制：依次判断所有瓶阀是否存在短路或开路故障，如果存在则禁止该瓶阀打开，否则依次打开所有瓶阀，主阀开启后计算当前高压氢气质量，计算方法如上述实施例所述，先在起始时刻计算氢气质量m1，一段时间后在终点时刻再次计算氢气质量m2，根据二者计算氢气使用速率，并与燃料电池实际消耗氢气速率作对比，差值如果在合理范围则进入下一个周期，否则判断本周期内是否发生泄漏，如果发生泄漏则进入下一个周期，如果未发生泄漏则很有可能是电磁阀故障导致，报出故障提醒技术人员检修。
[0074]
作为一个示例，8瓶组氢系统中1号瓶阀损坏导致无法正常开启，运营前氢系统高压压力为35mpa，运营后氢系统高压压力为5mpa，实际情况为2-7号瓶高压压力为5mpa，1号瓶由于电磁阀无法正常开启整个运营过程中压力并未降低仍为35mpa，所以实际氢耗量应按7个瓶的体积进行计算，燃料电池实际消耗氢气速率与实际氢耗量相近，但氢系统无法获取1号瓶阀异常导致无法正常开启的实际情况，将1号瓶阀开关指令作为实际工作状态，计算高压氢气质量时是按8个瓶体积进行计算，从而与实际氢耗量做差就会超出合理范围，此情况下需要提醒技术人员进行检修；消耗相同质量的氢气，1号瓶阀损坏要比1号瓶阀正常情况下高压压力降低更多，对于氢燃料电池系统来讲续航里程降低了1/8，不利于车辆运营。
[0075]
主阀控制主要包括降低主电磁阀一侧的压强，并向主电磁阀发送开启指令；当主
电磁阀两侧的压强差大于压强阈值时，判断主电磁阀异常。具体地，有1个或多个瓶阀打开后，判断减压阀后端压力是否在合理范围，减压阀后端压力直接影响氢燃料电池性能，所以如果减压阀后端压力不在合理范围则禁止打开主阀，关闭所有瓶阀并报出故障，可能出现该问题的原因：
①
氢瓶中高压压力不足，需要及时加氢；
②
瓶阀损坏导致虽然指令为打开但实际情况并未打开，导致减压阀前端压力过低，需要技术人员及时检修；否则延时后打开主阀开始供氢，供氢过程中实时监测减压阀后端压力与进发动机氢压并做差，如果差值在合理范围内进入下一个周期，否则报出故障，提醒技术人员检修。需要说明的是，主阀开启时，减压阀后端管路与进发动机管路直连，正常情况下二者压力相差很小，但主阀故障导致无法开启或无法完全开启时，进发动机管路发动机氢压不足会影响发动机性能，严重情况下会直接导致发动机停机，本方法实时进行判断有利于提前规避该问题。
[0076]
此外，上述的电磁阀异常的判断方法都仅能判断多个氢瓶对应的电磁阀中存在电磁阀异常，并不识别出多个电磁阀中，具体为哪一个电磁阀出现了异常。针对这个问题，在上述方法的基础上，本技术实施例还提供了一种能够将异常定位到具体的电磁阀的方法。
[0077]
在本技术实施例中，可以先关闭多个电磁阀，并降低输出管道的压强至第一压强；向多个电磁阀中的第一电磁阀发送开启指令；当输出管道的压强小于第二压强时，判断第一电磁阀异常。第二压强可以为向第一电磁阀发送指令后的第一氢瓶的压强。当向第一电磁阀发送开启指令后，当输出管道的压强仍小于第一氢瓶的压强时，可以推断第一电磁阀实际并没有打开，如此可以具体地判断第一电磁阀是否出现异常。
[0078]
在检测完第一电磁阀后，还可以对多个电磁阀中的其他电磁阀进行一一检测。下面结合附图对检查的具体流程进行介绍。
[0079]
参见图4，该图为本技术实施例提供的一种瓶阀检修流程图。
[0080]
如图4所示，所有瓶阀及主阀关闭状态下，打开针阀控制管路压力低于工作压力且不低于预设压力以免空气倒流进入管路，通过标定给目标瓶阀发送开启指令，观察管路压力是否变大且在合理范围，如果管路压力变大且在合理范围则判断目标瓶阀正常继续对下一瓶阀进行检修，否则检查该瓶阀是否发生粘连或损坏，直至对所有瓶阀完成检修。作为一个示例，目标瓶阀为1号瓶阀，发送开启指令前管路压力低于工作压力，正常情况下打开该瓶阀管路压力会恢复到工作压力，一旦该瓶阀发生粘连、损坏等情况导致无法正常开启，高压氢气无法从氢瓶到管路，管路压力不变，最终判断结果为瓶阀异常提醒技术人员更换。
[0081]
综上所述，本技术实施例提供的电磁阀异常的判断方法中，测量输出管道在起始时刻的压强和终端时刻的压强，并计算氢气变化质量。如果存在电磁阀异常，即电磁阀接收到开启指令却并未开启的情况，那么异常电磁阀连接的氢瓶没有接入输出管道，因此该氢瓶中的压强与输出管道中的压强存在差别，从而导致按照输出管道中压强计算的氢气变化质量与实际氢气变化质量之间存在较大的差别。因此，当氢气变化质量和实际氢气变化质量之间的差值大于质量阈值时，可以判断多个电磁阀中存在电磁阀异常。
[0082]
根据上述实施例提供的电磁阀异常的判断方法，本技术实施例还提供了一种电磁阀异常的判断装置。
[0083]
参见图5，该图为本技术实施例提供的一种电磁阀异常的判断装置的示意图。
[0084]
该装置应用于氢能源动力汽车，汽车包括多个氢瓶和与多个氢瓶对应的多个电磁阀，每个氢瓶通过一个电磁阀连接输出管道。如图5所示，该装置包括：
[0085]
指令发送模块100，用于向多个电磁阀发送开启指令；
[0086]
压强获得模块200，用于获得输出管道在起始时刻的起始压强，和输出管道在终点时刻的终点压强；
[0087]
质量获得模块300，用于根据起始压强和终点压强，获得氢气变化质量；
[0088]
实际质量获得模块400，用于获得起始时刻至终点时刻之间的实际氢气变化质量；
[0089]
判断模块500，用于当氢气变化质量和实际氢气变化质量之间的差值大于质量阈值时，判断多个电磁阀中存在电磁阀异常。
[0090]
作为一种可能的实施方式，汽车处于加氢状态中，实际氢气变化质量包括汽车实际输入的氢气质量。作为另一种可能的实施方式，汽车处于运行状态中，实际氢气变化质量包括汽车实际消耗的氢气质量。
[0091]
由此可知，本技术实施例提供的电磁阀异常的判断专职，通过测量输出管道在起始时刻的压强和终端时刻的压强，并计算氢气变化质量。如果存在电磁阀异常，即电磁阀接收到开启指令却并未开启的情况，那么异常电磁阀连接的氢瓶没有接入输出管道，因此该氢瓶中的压强与输出管道中的压强存在差别，从而导致按照输出管道中压强计算的氢气变化质量与实际氢气变化质量之间存在较大的差别。因此，当氢气变化质量和实际氢气变化质量之间的差值大于质量阈值时，可以判断多个电磁阀中存在电磁阀异常。
[0092]
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如媒体网关等网络通信设备，等等)执行本技术各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0093]
需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见系统部分说明即可。
[0094]
还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0095]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。