一种水浸传感器、检测方法、检测系统及车辆与流程

1.本发明涉及车辆检测技术领域，尤其涉及一种水浸传感器、检测方法、检测系统及车辆。


背景技术：

2.氢气作为一种清洁燃料，具有易挥发、易燃、易爆及氢脆等安全性问题。针对燃料电池汽车氢系统的安全性，国内外制定了很多标准和规范，包括高压供氢系统、燃料电池发电系统的安全性等。企业也从材料选择、氢泄露监测、静电防护、防爆、阻燃等方面进行预防和监控。
3.随着氢燃料电池汽车的普及，氢系统安全也越来越受到人们的重视，在监控层面，主要是利用氢气安全监控系统，包括氢系统控制器，氢系统控制器在工作过程中，监控氢瓶及氢管路安全、氢气泄漏状态及整车运行状态，只要出现异常，随时主动关闭供氢系统，保证燃料电池车辆安全。但是，现有的氢气系统没有做相关水浸检测，导致电堆供氧系统存在损坏的风险。


技术实现要素：

4.本技术实施例通过提供了一种水浸传感器、检测方法、检测系统及车辆，该水浸传感器能够较准确地检测出车辆是否存在浸车风险，以使得燃料电池系统控制器提前控制车辆进行相关保护，从而有效地避免车辆内部器件因水浸而发生损坏。
5.第一方面，本发明通过本发明的一实施例提供如下技术方案：
6.一种水浸传感器，应用于车辆，所述水浸传感器包括：变压器，所述变压器包括：初级线圈、第一次级线圈以及第二次级线圈，所述初级线圈的两端用于输入电源电压，所述第一次级线圈与所述初级线圈反相，所述第二次级线圈与所述初级线圈同相；第一信号检测电路，所述第一信号检测电路的电源端与所述第二次级线圈的正、负极输出端口连接，所述第一信号检测电路用于检测水位深度信号；第二信号检测电路，所述第二信号检测电路的电源端与所述第一次级线圈的正、负极输出端口连接，所述第二信号检测电路用于检测浸水有效信号；信号处理电路，分别与所述第一信号检测电路以及所述第二信号检测电路连接，用于基于所述浸水有效信号以及所述水位深度信号识别所述车辆是否存在浸水风险，并将识别结果信息发送给所述车辆的燃料电池系统控制器。
7.优选地，所述第一信号检测电路包括第一感应元件、第一正极端口、第一负极端口以及第一信号采集端口，所述第二信号检测电路包括：第二感应元件、第二正极端口、第二负极端口以及第二信号采集端口，所述第一负极端口、所述第一信号采集端口、第二负极端口以及第二信号采集端口均与所述信号处理电路连接；所述第一正极端口以及所述第一信号采集端口均与所述第一感应元件的信号输出端连接，所述第一正极端口和所述第一负极端口分别对应与所述第二次级线圈的正、负极输出端口连接；所述第二正极端口以及所述第二信号采集端口均与所述第二感应元件的信号输出端连接，所述第二正极端口和所述第
二负极端口分别对应与所述第一次级线圈的正、负极输出端口连接。
8.优选地，所述第一感应元件用于设置在所述车辆的第一检测位置，所述第二感应元件用于设置在所述车辆的第二检测位置，所述第一检测位置的高度低于所述第二检测位置的高度。
9.优选地，所述第一信号采集端口的设置高度高于所述第一正极端口的设置高度，所述第二信号采集端口的设置高度高于所述第二正极端口的设置高度。
10.优选地，所述第一信号检测电路还包括第一电容，所述第一电容的两端分别与所述第一正极端口以及所述第一负极端口连接；所述第二信号检测电路还包括第二电容，所述第二电容的两端分别与所述第二正极端口以及所述第二负极端口连接。
11.优选地，所述信号处理电路包括依次连接的信息采集器、信息处理器以及收发器；所述信息采集器用于采集所述浸水有效信号以及水位深度信号，并发送给所述信息处理器；所述信息处理器用于基于所述浸水有效信号以及水位深度信号识别所述车辆是否存在浸水风险，并将识别结果信息发送给所述收发器；所述收发器用于将所述识别结果信息发送给所述燃料电池系统控制器，以使得所述燃料电池系统控制器基于所述识别结果信息对车辆进行相应控制。
12.第二方面，本发明通过本发明的一实施例，提供如下技术方案：
13.一种检测方法，应用于前述第一方面中任一项所述的水浸传感器，所述方法包括：获取浸水有效信号以及水位深度信号；若检测到水位深度信号处于异常状态，则检测所述浸水有效信号是否异常，若是，则判定车辆存在浸水风险，将风险信息发送给车辆的燃料电池系统控制器。
14.优选地，所述方法还包括：若检测到水位深度信号不处于异常状态，则判定所述车辆不存在浸水风险。
15.第三方面，本发明通过本发明的一实施例，提供如下技术方案：
16.一种检测系统，包括：电源模组、燃料电池系统控制器以及前述第一方面中任一项所述的水浸传感器；其中，所述水浸传感器的电源输入端与所述电源模组连接，所述水浸传感器的输出端与所述燃料电池系统控制器连接。
17.第四方面，本发明通过本发明的一实施例，提供如下技术方案：
18.一种车辆，包括：车辆本体以及前述第三方面中任一项所述的检测系统。
19.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
20.本发明实施例提供了一种水浸传感器、检测方法、检测系统及车辆，该水浸传感器中变压器的初级线圈与第一次级线圈构成一组反向平压变压器，为第二信号检测电路提供电源，初级线圈与第二次级线圈构成一组正向平压变压器，为第一信号检测电路提供电源，从而采用双隔离电路设计，使得双检测电路不供地，实现了双信号的同时采集。且通过增加变压器，实现了第一信号检测电路的电源端以及第二信号检测电路的电源端之间的解耦，使得第一信号检测电路和第二信号检测电路之间的信号采集互不影响，第一信号检测电路和第二信号检测电路之间信号传递互不干扰，提升了水浸传感器信号采集的可靠性和稳定性，为双路信号采集提供可实现的低成本方法。该水浸传感器能够在车辆运行中，准确地检测出车辆是否存在浸车风险，以使得燃料电池系统控制器提前控制车辆进行相关保护，以降低或者消除车辆的燃料电池系统因水浸而发生损坏的风险。另外，该水浸传感器结构简
单，成本较低，适用于车辆氢安全系统安装，针对性强，误判率低，信号采集可靠，具有很好实用价值和推广价值。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
22.图1为本发明实施例提供的水浸传感器的结构示意图；
23.图2为本发明实施例提供的水浸传感器的具体结构示意图；
24.图3为本发明实施例提供的检测方法的流程图；
25.图4为本发明实施例提供的检测系统的结构示意图；
26.图5为本发明实施例提供的车辆的结构示意图。
具体实施方式
27.本技术实施例通过提供了一种水浸传感器、检测方法、检测系统及车辆，该水浸传感器能够较准确地检测出车辆是否存在浸车风险，以使得燃料电池系统控制器提前控制车辆进行相关保护，从而有效地避免车辆内部器件因水浸而发生损坏。
28.本技术实施例的技术方案总体思路如下：
29.一种水浸传感器、检测方法、检测系统及车辆，应用于车辆，水浸传感器包括：变压器，变压器包括：初级线圈、第一次级线圈以及第二次级线圈，初级线圈的两端用于输入电源电压，第一次级线圈与初级线圈反相，第二次级线圈与初级线圈同相；第一信号检测电路，第一信号检测电路的电源端与第二次级线圈的正、负极输出端口连接，第一信号检测电路用于检测水位深度信号；第二信号检测电路，第二信号检测电路的电源端与第一次级线圈的正、负极输出端口连接，第二信号检测电路用于检测浸水有效信号；信号处理电路，分别与第一信号检测电路以及第二信号检测电路连接，用于基于浸水有效信号以及水位深度信号识别车辆是否存在浸水风险，并将识别结果信息发送给车辆的燃料电池系统控制器。
30.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
31.第一方面，本发明实施例提供的一种水浸传感器，具体来讲，如图1所示，所述水浸传感器包括：变压器，所述变压器包括：初级线圈102、第一次级线圈103以及第二次级线圈104，初级线圈102的两端in+与in-用于输入电源电压，第一次级线圈103与初级线圈102反相，第二次级线圈104与初级线圈102同相。其中，变压器的等级可以为0-36v。
32.在具体实施例中，初级线圈102的两端in+与in-可以与电源模组连接，所述电源模组可以是蓄电池，举例来说，电源模组可以为电压等级处于9-12v的蓄电池，例如：12v的蓄电池。其中，in+为车辆低压电源输入信号正极，电源正极额定电压12v，in-为车辆电源输入信号负极，为12v电压输入负极。
33.所述水浸传感器还包括：第一信号检测电路120与第二信号检测电路121，第一信号检测电路120的电源端与第二次级线圈104的正、负极输出端口连接，第一信号检测电路
120用于检测水位深度信号。第二信号检测电路121的电源端与第一次级线圈103的正、负极输出端口连接，第二信号检测电路121用于检测浸水有效信号。
34.具体地，初级线圈102与第一次级线圈103组成一组隔离反向平压变压器，为第二信号检测电路121提供电源(out2+/out2-)，初级线圈102与第二次级线圈104组成一组隔离正向平压变压器，为第一信号检测电路120提供电源(out1+/out1-)。通过变压器，实现第一信号检测电路120的电源和第二信号检测电路121的电源之间的解耦，从而使得第一信号检测电路120的电源和第二信号检测电路121之间信号采集互不影响，提升隔离式氢燃料系统水浸传感器信号采集的可靠性和稳定性，从而以较低成本实现双路信号采集。
35.所述水浸传感器还包括：信号处理电路，信号处理电路分别与第一信号检测电路120以及第二信号检测电路121连接，用于基于浸水有效信号以及水位深度信号识别车辆是否存在浸水风险，并通过端口canh以及canl将识别结果信息发送给车辆的燃料电池系统控制器。
36.在具体实施例中，如图2所示，所述第一信号检测电路120可以包括第一感应元件118、第一正极端口out1+、第一负极端口out1-以及第一信号采集端口check1+，第二信号检测电路121可以包括：第二感应元件119、第二正极端口out2+、第二负极端口out2-以及第二信号采集端口check2+。
37.第一正极端口out1+以及第一信号采集端口check1+均与第一感应元件118的信号输出端连接，第一正极端口out1+和第一负极端口out1-分别对应与第二次级线圈104的正、负极输出端口连接。第二正极端口out2+以及第二信号采集端口check2+均与第二感应元件119的信号输出端连接，第二正极端口out2+和第二负极端口out2-分别对应与第一次级线圈103的正、负极输出端口连接。
38.在具体实施例中，第一感应元件118用于设置在水浸传感器的第一检测位置，第二感应元件119用于设置在水浸传感器的第二检测位置，第一检测位置的高度低于第二检测位置的高度。
39.具体地，第一感应元件118可以位于水浸传感器的低位，用于检测水位深度信号，所述水位深度信号表征了当前车辆所处环境中的水位高度是否超过安全高度，例如：安全高度可以是车辆底盘到地面之间的高度。当水位高度超过安全高度时，车辆水位深度信号将处于异常状态。
40.第二感应元件119可以位于水浸传感器的较高位，具体而言，水浸传感器的顶部可以位于车辆的空气进口处下端，第二感应元件119可以位于空气进气口的正下端(即第二感应元件119的顶部在空气进气口正下端或正下端的几厘米处)，用于检测浸水有效信号，也就是检测所述浸水有效信号对应的水位深度是否超过预设高度阈值。在水位深度超过预设高度阈值时，表明浸水可能对车辆的燃料电池构成威胁，此时，判定所述车辆存在浸水风险。举例来说，预设高度阈值可以是空气进气口与地面之间的高度。
41.可选地，第一感应元件118可以位于第二感应元件119的正下方。
42.在具体实施例中，第一信号采集端口check1+的设置高度可以高于第一正极端口out1+的设置高度，第二信号采集端口check2+的设置高度高于第二正极端口out2+的设置高度。
43.具体地，为了实现信号从信号检测电路的正极端口到信号采集端口的传递，第一
正极端口out1+可以连接在第一感应元件118的底部，第一信号采集端口check1+连接在第一感应元件118的顶部，当车辆发生浸水，水位逐渐完全淹没第一正极端口out1+，再同时淹没了第一正极端口out1+与第一信号采集端口check1+之后，第一正极端口out1+与第一信号采集端口check1+实现了连接，此时，第一正极端口out1+中的有效信号(可以是高电平信号)传递给第一信号采集端口check1+，从而将水位深度信号传递到信号处理电路。
44.同样地，第二正极端口out2+可以连接在第二感应元件119的底部，第二信号采集端口check2+连接在第二感应元件119的顶部，当车辆发生浸水，水位完全淹没了第一正极端口out1+与第一信号采集端口check1+之后，开始淹没第二正极端口out2+，再同时淹没了第二正极端口out2+与第二信号采集端口check2+，第二正极端口out2+与第二信号采集端口check2+实现了连接，此时，第二正极端口out2+中的有效信号(可以是高电平信号)传递给第二信号采集端口check2+，从而将浸水有效信号传递到信号处理电路。
45.在具体实施例中，第一负极端口out1-、第一信号采集端口check1+、第二负极端口out2-以及第二信号采集端口check2+均与信号处理电路连接。信号处理电路具体可以包括：依次连接的信息采集器114、信息处理器115以及收发器116；信息采集器114用于采集浸水有效信号以及水位深度信号，并发送给信息处理器；信息处理器115用于基于浸水有效信号以及水位深度信号识别车辆是否存在浸水风险，并将识别结果信息发送给收发器116；收发器116用于将识别结果信息发送给燃料电池系统控制器，以使得燃料电池系统控制器基于识别结果信息对车辆进行相应控制。
46.具体而言，信息采集器114可以是任意一种能够采集信息、存储数据的器件，信息采集器114也可以是模数转换器，用于将浸水有效信号以及水位深度信号这类模拟信号转换成信息处理器115可以识别的数字信号，信息处理器可以是单片机或者是微处理器等等，收发器116可以是一种can通讯接收和发送模块(简称can通讯收发器)，例如：can转wifi转换器、can转蓝牙转换器等等。
47.在具体实施例中，信息采集器114将采集的信息传递给信息处理器115，信息处理器115进行逻辑处理。其中，当设置于第一感应元件以及第二感应元件高位处的端口为高电平有效时(即第一信号采集端口以及第二信号采集端口均为高电平时)，认为浸水信号有效。
48.具体地，若第一信号采集端口不为高电平，则不对第二正极端口以及第二信号采集端口进行检测。若第一正极端口以及第一信号采集端口均为高电平，则检测第二信号采集端口是否为高电平，若是，则确定车辆存在浸水风险，将相关信息通过can通讯收发器116发送给燃料电池系统，进行后续保护措施执行；若检测到第二信号采集端口不为高电平，则判定车辆没有浸水风险，将相关信息通过can通讯收发器116发送给燃料电池系统，燃料电池系统实时检测系统风险。
49.进一步地，为了实现对信号检测电路的稳压，第一信号检测电路120还可以包括第一电容c1，第二信号检测电路121还可以包括第二电容c2，其中，第一电容c1的两端分别与第一正极端口out1+以及第一负极端口out1-连接，第二电容c2的两端分别与第二正极端口out2+以及第二负极端口out2-连接。举例来说，第一电容c1与第二电容c2的容值均可以为10μf.50v。
50.在具体实施例中，在水浸传感器获取到浸水有效信号以及水位深度信号后，若检
测到水位深度信号处于异常状态，则检测浸水有效信号是否异常，若是，则判定车辆存在浸水风险，将风险信息发送给车辆的燃料电池系统控制器，以使得燃料电池系统控制器提前控制车辆进行相关保护；若检测到水位深度信号不处于异常状态，则判定车辆不存在浸水风险，不进行保护动作；若检测到水位深度信号处于异常状态，而浸水有效信号正常，此时可以认为是存在干扰信号，车辆还不存在浸水风险，可以发送报警指令，提醒用户。
51.综上所述，本技术实施例通过提供了一种水浸传感器，该水浸传感器能够在车辆运行中，检测出车辆是否存在浸车风险，以使得燃料电池系统控制器提前控制车辆进行相关保护，降低或者消除车辆的燃料电池系统因水浸而发生损坏的风险。另外，该水浸传感器还具有结构简单，成本较低，体积小，便于安装，功耗低等特点，因此能很好地适用于车辆氢安全系统安装，匹配度高，针对性强，误判率低，信号采集可靠，具有很好实用价值和推广价值。
52.第二方面，本发明实施例提供的一种检测方法，具体来讲，如图3所示，所述方法包括以下步骤s101至步骤s102。
53.步骤s101，获取浸水有效信号以及水位深度信号；
54.步骤s102，若检测到水位深度信号处于异常状态，则检测所述浸水有效信号是否异常，若是，则判定车辆存在浸水风险，将风险信息发送给车辆的燃料电池系统控制器。
55.本发明实施例所提供的一种检测方法，其实现原理及产生的技术效果和前述水浸传感器实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述水浸传感器实施例中相应内容。
56.第三方面，基于同一发明构思，本实施例提供了一种检测系统，如图4所示，包括：电源模组、燃料电池系统控制器以及如前述第一方面所述的水浸传感器；其中，水浸传感器的电源输入端与电源模组连接，水浸传感器的输出端与燃料电池系统控制器连接。
57.可选地，燃料电池系统控制器的电源端与电源模组连接，由电源模组向燃料电池系统控制器供电，该电源模组可以为蓄电池。举例来说，12v的蓄电池。另外，该检测系统还可以包括中央配电盒，蓄电池与中央配电盒200中的主继电器k1连接。
58.具体地，按照图4所示的水浸传感器控制电路，其工作原理如下：
59.燃料电池系统启动后，燃料电池系统控制器控制主继电器k1闭合，通过电源端口in+与in-对水浸传感器进行供电，水浸传感器获得电源供电后开始工作，通过初级线圈102与第二次级线圈104隔离变压器和初级线圈102与第二次级线圈104隔离变压器对电源电压进行解耦隔离，将电源信号转换成两个不同源的传感器内部电源信号，实现两个传感器检测电源信号的解耦。第一电容c1、第二电容c2分别对两个不同源的传感器内部电源信号进行稳压，保证信号采集的稳定性。
60.第一信号检测电路的第一负极端口直接连接到信息采集器114的采集端，第一信号检测电路的第一正极端口则作为传感器信号输出端out1+，由第一信号采集端口check1+进行采集，从而将信号传递给信息采集器114的采集端。同理，第二信号检测电路的第二负极端口直接连接到信息采集器114的采集端，第二信号检测电路的第二正极端口则作为传感器信号输出端口out2+，由第二信号采集端口check2+进行采集，从而将信号传递给信息采集器114的采集端。
61.本发明实施例所提供的一种检测系统，其实现原理及产生的技术效果和前述水浸
传感器实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述水浸传感器实施例中相应内容。
62.第四方面，基于同一发明构思，如图5所示，本实施例提供了一种车辆500，包括：车辆本体501以及前述第三方面所述的检测系统502。
63.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明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、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
64.本发明是参照根据本发明实施例的方法、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模块。
65.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模块的制造品，该指令模块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。
66.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。
67.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
68.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。