一种燃料电池汽车检测电路及方法

摘要

本发明公开了一种燃料电池汽车检测电路及方法，有效的解决了传感器无法检测到燃料电池发生漏液，从而影响到燃料电池以及汽车的安全性的问题。本发明所述的检测电路包括初步检测电路、再次确认电路，所述初步检测电路利用漏液传感器U1采集到的燃料电池的漏液信号来得到燃料电池的电流信号与利用功率传感器U2采集到的功率信号，并利用电流信号得到电流变化信号，并将电流变化信号与功率信号传输至再次确认电路，所述再次确认电路则将功率信号进行运算后得到功率变化信号与高电平信号，并将电流变化信号与功率变化信号、高电平信号进行运算后输出紧急信号与提醒信号至ECU，并利用检测方法进而保证了燃料电池以及燃料电池汽车的安全性。

权利要求

1.一种燃料电池汽车检测电路，其特征在于，所述检测电路包括初步检测电路和再次确认电路，所述再次确认电路包括处理器与输出器；

所述初步检测电路在检测到漏液信号后检测燃料电池的电流信号与功率信号，利用电流信号得到电流变化信号，并将电流变化信号与功率信号传输至再次确认电路上；

所述再次确认电路中的处理器利用功率信号得到功率变化信号，利用功率变化信号得到高电平信号，并将高电平信号与功率变化信号传输至处理器上；

所述再次确认电路中的输出器则将高电平信号、功率变化信号分别与电流变化信号得到提醒信号与紧急信号；

所述初步检测电路则将利用漏液传感器U1采集到的燃料电池的漏液信号进行放大后启动对燃料电池的电流信号与功率传感器U2采集到的燃料电池的功率信号的检测，并将电流信号进行减法运算后得到电流变化信号，并将电流变化信号与功率信号输出至再次确认电路；所述处理器则将初步检测电路输出的功率信号进行减法运算从而得到功率变化信号，并将功率变化信号进行判断后得到高电平信号；所述输出器利用功率变化信号与电流变化信号进行运算后输出紧急信号，高电平信号与电流变化信号进行与运算后输出提醒信号，最后将紧急信号与提醒信号输出至ECU。

2.一种燃料电池汽车检测方法，其特征在于，所述方法包括以下具体步骤：

S1、初步检测电路利用漏液传感器对汽车的燃料电池进行检测，当检测到漏液时，启动对燃料电池的电流与功率检测，且ECU对燃料电池的漏液进行复核；

S2、对燃料电池的电流进行判断，在判断出燃料电池的电流发生较大变化时，再次确认电路中的处理器利用燃料电池的功率来判断燃料电池的放电方式；

S3、当判断燃料电池处于恒功率放电方式时，再次确认电路中的输出器向ECU输出提醒信号，并利用ECU提醒燃料汽车的车主此时燃料电池处于危险状态；

S4、当判断燃料电池处于恒电流放电方式时，再次确认电路中的输出器向ECU输出紧急信号，并利用ECU提醒燃料汽车的车主此时燃料电池处于紧急状态，停止使用汽车。

3.如权利要求2所述的一种燃料电池汽车检测方法，其特征在于，所述步骤S1中的初步检测电路在漏液传感器输出漏液信号时判定为发生漏液。

说明书

一种燃料电池汽车检测电路及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及液压系统检测领域，特别是一种燃料电池汽车检测电路及方法。

背景技术

[0002] 燃料电池汽车作为电动汽车的一种，由于其节约燃油的特点被人们普遍关注，电动汽车呈现出加速发展的趋势，现有的燃料电池汽车可分为固体燃料、气体燃料汽车以及液体燃料汽车等多种，而燃料电池作为汽车的能源主要的来源之一，燃料电池的安全性与汽车的安全性息息相关。

[0003] 为此，现有技术通过专利申请号为201610880537.0的专利文件提供了《一种电动汽车动力电池箱漏液检测系统及检测方法》，对燃料电池的漏液进行了检测，同时其他现有技术也针对燃料电池设置了多种传感器进行安全检测，如利用热敏电阻等其他温度传感器来对燃料电池的温度进行检测，利用电压传感器对燃料电池的电压进行检测，利用电流传感器对燃料电池的电压进行检测等等，这些传感器能极为准确的检测出燃料电池的温度、电压以及电流，极大的保证了燃料电池汽车的安全，但是现有技术存在以下问题：

[0004] （1）此类检测方式还需对燃料电池持续不断的进行监控，故对于此类传感器还需一直进行供电，耗费较多电力资源；

[0005] （2）此类检测方式的漏液检测与电压、电流等的检测是分开进行的，检测之间并不存在任何交集，且现有技术也忽视了漏液与电压、电流之间存在的联系；

[0006] 即现有技术给出的漏液检测方式存在着准确性低下的问题，容易出现误报的现象，从而影响到ECU的正常工作，影响到汽车的安全性。

[0007] 因此本发明提供一种的新的方案来解决此问题。

发明内容

[0008] 针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种燃料电池汽车检测电路及方法，有效的解决了现有技术针对燃料电池发生漏液的检测存在缺陷，从而影响到汽车的安全性的问题。

[0009] 其解决的技术方案是，一种燃料电池汽车检测电路，所述检测电路包括初步检测电路和再次确认电路，所述再次确认电路包括处理器与输出器；

[0010] 所述初步检测电路在检测到漏液信号后检测燃料电池的电流信号与功率信号，利用电流信号得到电流变化信号，并将电流变化信号与功率信号传输至再次确认电路上；

[0011] 所述再次确认电路中的处理器利用功率信号得到功率变化信号，利用功率变化信号得到高电平信号，并将高电平信号与功率变化信号传输至处理器上；

[0012] 所述再次确认电路中的输出器则将高电平信号、功率变化信号分别与电流变化信号得到提醒信号与紧急信号。

[0013] 进一步地，所述初步检测电路则将利用漏液传感器U1采集到的燃料电池的漏液信号进行放大后启动对燃料电池的电流信号与功率传感器U2采集到的燃料电池的功率信号的检测，并将电流信号进行减法运算后得到电流变化信号，并将电流变化信号与功率信号输出至再次确认电路。

[0014] 进一步地，所述处理器则将初步检测电路输出的功率信号进行减法运算从而得到功率变化信号，并将功率变化信号进行判断后得到高电平信号。

[0015] 进一步地，所述输出器利用功率变化信号与电流变化信号进行运算后输出紧急信号，高电平信号与电流变化信号进行与运算后输出提醒信号，最后将紧急信号与提醒信号输出至ECU。

[0016] 一种燃料电池汽车检测方法，所述检测方法包括以下具体步骤：

[0017] S1、初步检测电路利用漏液传感器对汽车的燃料电池进行检测，当检测到漏液时，启动对燃料电池的电流与功率检测，且ECU对燃料电池的漏液进行复核；

[0018] S2、对燃料电池的电流进行判断，在判断出燃料电池的电流发生较大变化时，再次确认电路中的处理器利用燃料电池的功率来判断燃料电池的放电方式；

[0019] S3、当判断燃料电池处于恒功率放电方式时，再次确认电路中的输出器向ECU输出提醒信号，并利用ECU提醒燃料汽车的车主此时燃料电池处于危险状态；

[0020] S4、当判断燃料电池处于恒电流放电方式时，再次确认电路中的输出器向ECU输出紧急信号，并利用ECU提醒燃料汽车的车主此时燃料电池处于紧急状态，停止使用汽车。

[0021] 进一步地，所述步骤S1中的初步检测电路在漏液传感器输出漏液信号时判定为发生漏液。

[0022] 本发明实现了如下有益效果：

[0023] 通过对燃料电池汽车的燃料电池设置初步检测电路和再次确认电路，利用初步检测电路中的漏液传感器U1对燃料电池是否漏液进行检测，并在检测到漏液信号时，对燃料电池的功率以及电流进行检测，并利用再次确认电路判断出来燃料电池的放电方式，从而将功率变化信号与电流变化信号分别利用与门U4A、与门U3A输出提醒信号与紧急信号至ECU，从而准确的判断出燃料电池的漏液后的状态是否已经较为严重，同时利用设置的检测方法避免了现有技术无法及时的燃料电池发生漏液，从而影响到燃料电池以及燃料电池汽车的安全性的问题出现，也避免了现有技术设置的燃料电池的漏液检测方法存在的准确性不高以及耗费电力的问题存在，及时的保证了燃料电池汽车以及汽车内的人员的安全。

附图说明

[0024] 图1为本发明提供的检测电路的信号转换示意图。

[0025] 图2为本发明的初步检测电路的原理图。

[0026] 图3为本发明的再次确认电路的原理图。

[0027] 图4为本发明提供的检测方法的流程图。

具体实施方式

[0028] 为有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1‑4对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

[0029] 下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。

[0030] 一种燃料电池汽车检测电路，应用在汽车的燃料电池上，所述初步检测电路利用漏液传感器U1采集到的燃料电池的漏液信号来得到燃料电池的电流信号与利用功率传感器U2采集到的功率信号，并利用电流信号得到电流变化信号，并将电流变化信号与功率信号传输至再次确认电路，所述再次确认电路则将功率信号进行运算后得到功率变化信号与高电平信号，并将电流变化信号与功率变化信号、高电平信号进行运算后输出紧急信号与提醒信号至ECU。

[0031] 所述初步检测电路利用漏液传感器U1来检测燃料电池的漏液信号，这里的燃料电池以氢燃料电池为例，其中漏液传感器U1对应地可采用型号类似为的氢气传感器MQ‑8进行检测，即漏液传感器U1采用燃料电池的成分对应的传感器，此为现有技术，在此不多做赘述，且漏液传感器U1安装在燃料电池容易出现漏液的地方，当漏液传感器U1输出有漏液信号时，表明燃料电池发生了泄漏，并利用三极管Q1、三极管Q2对漏液信号进行放大，避免出现的漏液较小，无法经过线路损耗，放大后的漏液信号通过二极管D1、电容C3将晶闸管Q3、晶闸管Q4导通，晶闸管Q3则将现有技术针对燃料电池设置的电流传感器采集到的电流信号传输至电容C5、电容C4、电阻R5上，电容C5、电容C4、电阻R5滤除电流信号信号中的交流成分，进而保证电流信号的准确性，其中针对燃料电池设置的电流传感器为现有技术，在此在此不多做赘述，并将电流信号经二极管D2分两路传输至运放器U2B上，运放器U2B将接收的一路直接传输过来的电流信号与经电阻R4、电容C6延时后的电流信号进行减法运算，从而运放器U2B输出电流变化信号，当电流变化信号将三极管Q5导通时，表明此时燃料电池此时的电流信号没有发生较大变化，处于正常状态，则三极管Q5通过电阻R8、电容C2来保证电路安全，而当电流变化信号将二极管D4导通时，表明此时燃料电池的电流发生了较大变化，二极管D4将电流变化信号输出至再次确认电路中，晶闸管Q4导通后，则将功率传感器U2检测到的燃料电池的功率信号输出至再次确认电路中，其中功率传感器U2可采用型号类似为WB9128‑1的功率传感器进行检测；

[0032] 所述再次确认电路包括处理器与输出器，处理器将初步检测电路输出的功率信号利用处理器进行接收，处理器将功率信号经二极管D3分两路传输至运放器U1B上，运放器U1B将接收的一路直接传输过来的功率信号与另一路经电阻R13、电容C8进行延时后的功率信号进行减法运算，从而运放器U1B输出功率变化信号，若是功率变化信号将三极管Q6导通时，表明此时燃料电池处于恒功率放电方式，则此时的电流变化信号的幅值将二极管D4导通是正常的，则输出器中的三极管Q6通过二极管D6输出的高电平信号与初步检测电路输出的电流变化信号在输出器中的与门U4A上进行与运算，从而输出提醒信号，二极管D7将提醒信号通过开关S1的1引脚与3引脚传输至ECU，ECU提醒车主燃料电池有漏液现象，需进行处理；而若是功率变化信号将二极管D5导通时，则表明此时燃料电池处于恒电流放电方式，此时电流变化信号将二极管D4导通则是不正常的，则此时输出器中的二极管D5将功率变化信号与电流变化信号利用与门U3A输出输出紧急信号，紧急信号通过二极管D8将继电器K1导通，继电器K1令开关S1的3引脚转向与2引脚相连接，将此时的紧急信号输出至ECU，ECU提醒车主燃料电池漏液已经较为严重，需要停止对燃料电池汽车的使用；同时热敏电阻PTCR来检测燃料电池的温度信号，并将温度信号经二极管D10分两路传输至运放器U3B上，运放器U3B则将直接传输过来的温度信号与经电阻R18、电容C7延时后的温度信号进行减法运算，运放器U3B输出温度变化信号，当温度变化信号将稳压管D9导通时，表明此时燃料电池的温度上升幅度较大，此时稳压管D9通过二极管D8、开关S1的2引脚与3引脚输出紧急信号至ECU，实现对车主的紧急提醒。

[0033] 故本发明在提供检测电路的同时设置了一种燃料电池汽车检测方法，所述检测方法包括以下具体步骤：

[0034] S1、利用漏液传感器对汽车的燃料电池进行检测，当检测到漏液时，启动对燃料电池的电流与功率检测，且ECU对燃料电池的漏液进行复核；

[0035] S2、对燃料电池的电流进行判断，在判断出燃料电池的电流发生较大变化时，利用燃料电池的功率来判断燃料电池的放电方式；

[0036] S3、当判断燃料电池处于恒功率放电方式时，再次确认电路中的输出器向ECU输出提醒信号，并利用ECU提醒燃料汽车的车主此时燃料电池处于危险状态；

[0037] S4、当判断燃料电池处于恒电流放电方式时，再次确认电路中的输出器向ECU输出紧急信号，并利用ECU提醒燃料汽车的车主此时燃料电池处于紧急状态，停止使用汽车。

[0038] 所述步骤S1在漏液传感器输出漏液信号时判定为发生漏液。

[0039] 而在当初步检测电路向再次判断电路输出功率信号时，功率信号电流信号被传输至ECU中，ECU对燃料电池的漏液进行复核，即ECU利用功率信号和电流信号进行运算得到电压信号，即利用功率信号除以电流信号得到电压信号，当电压信号的幅值下降不符合燃料电池的放电特性曲线（放电特性曲线由现有技术可得），如在放电中期燃料电池的放电电压没有基本保持稳定，而是如同放电初期一样一直下降，加之已经检测到漏液信号即判定此时的燃料电池发生漏液现象，此时ECU提醒车主需立即对燃料电池进行维修；且当再次判断电路中的功率变化信号将二极管D5导通时，即此时的功率正在发生较大变化，此时ECU利用功率变化信号来限制燃料电池的功率输出，如将燃料电池的输出功率降为原来的一半，同时利用ECU提醒车主此时的燃料电池由于漏液，造成输出功率被限制，利用此种方式则进一步保证本检测装置以及检测方法的准确性，避免存在误判的现象，通过对燃料电池的功率进行限制，则保证汽车以及乘客的安全，避免交通事故的发生。

[0040] 所述步骤S2中在当电流变化信号将二极管D4导通时认定电流发生较大变化。

[0041] 本发明在进行使用的时候，通过检测电路中包括的初步检测电路和再次确认电路，所述初步检测电路利用漏液传感器U1来检测燃料电池的漏液信号，漏液信号通过二极管D1、电容C3将晶闸管Q3、晶闸管Q4导通，晶闸管Q3将电流信号经二极管D2分两路传输至运放器U2B上，从而运放器U2B输出电流变化信号，当电流变化信号将三极管Q5导通时，三极管Q5通过电阻R8、电容C2来保证电路安全，而当电流变化信号将二极管D4导通时，二极管D4将电流变化信号输出至再次确认电路中，晶闸管Q4导通后，则将功率传感器U2检测到的燃料电池的功率信号输出至再次确认电路中；所述再次确认电路将初步检测电路输出的功率信号利用处理器进行接收，处理器将功率信号经二极管D3分两路传输至运放器U1B上，运放器U1B进行减法运算，从而输出功率变化信号，若是功率变化信号将三极管Q6导通时，三极管Q6通过二极管D6输出的高电平信号与初步检测电路输出的电流变化信号在输出器中的与门U4A上进行与运算，从而输出提醒信号，二极管D7将提醒信号通过开关S1的1引脚与3引脚传输至ECU，提醒车主燃料电池有漏液现象，需进行处理，而若是功率变化信号将二极管D5导通时，二极管D5将功率变化信号与电流变化信号利用与门U3A输出输出紧急信号，紧急信号通过二极管D8将继电器K1导通，继电器K1令开关S1的3引脚转向与2引脚相连接，将此时的紧急信号输出至ECU，提醒车主燃料电池漏液已经较为严重，需要停止对燃料电池汽车的使用，同时热敏电阻PTCR来检测燃料电池的温度信号，并将温度信号利用运放器U3B将温度信号进行减法运算进而输出温度变化信号，当温度变化信号将稳压管D9导通时，表明此时燃料电池的温度上升幅度较大，此时稳压管D9通过二极管D8、开关S1的2引脚与3引脚输出紧急信号至ECU，实现对车主的紧急提醒；并利用检测方法与检测装置进行配合，从而判断出燃料电池是否发生了漏液，燃料电池的放电方式，从而判断出来燃料电池处于危险状态还是紧急状态，从而对车主进行提醒。

[0042] 本发明实现了以下效果：

[0043] （1）通过对燃料电池汽车的燃料电池设置初步检测电路和再次确认电路，利用初步检测电路中的漏液传感器U1对燃料电池是否漏液进行检测，并在检测到漏液信号时，对燃料电池的功率以及电流进行检测，并利用再次确认电路判断出来燃料电池的放电方式，从而将功率变化信号与电流变化信号分别利用与门U4A、与门U3A输出提醒信号与紧急信号至ECU，从而准确的判断出燃料电池的漏液后的状态是否已经较为严重，同时利用设置的检测方法避免了现有技术无法及时的燃料电池发生漏液，从而影响到燃料电池以及燃料电池汽车的安全性的问题出现，也避免了现有技术设置的燃料电池的漏液检测方法存在的准确性不高以及耗费电力的问题存在，及时的保证了燃料电池汽车以及汽车内的人员的安全；

[0044] （2）通过在初步检测电路将漏液传感器U1、功率传感器U2与现有技术针对燃料电池设置的电流传感器进行使用，实现三者采集到的信号进行联动处理，并利用运放器U2B对电流信号进行处理，从而准确的判断出燃料电池的电流是否已经发生较大变化，实现对燃料电池的安全进行初步判断，避免了现有技术设置的传感器无法检测漏液，从而影响到车主对于燃料电池汽车的使用；

[0045] （3）通过设置再次确认电路中的运放器U1B、三极管Q6、二极管D5对功率信号进行处理，从而判断出燃料电池的放电方式，从而进一步提高初步检测电路的准确性，并在检测到燃料电池的温度发生较大变化时，利用二极管D8输出紧急信号至ECU，实现对燃料电池汽车的车主进行紧急提醒，避免燃料电池汽车由于燃料电池引起火灾的现象发生，进一步保证燃料电池汽车以及汽车内的人员的安全；

[0046] （4）通过对检测方法以及检测电路设置复核，提高了本检测方法以及检测电路的准确性，避免存在误判的现象，通过对燃料电池的功率进行限制，则进一步保证汽车以及乘客的安全，避免交通事故的发生。