一种车载氢系统及无线通讯装置的保护装置的制作方法

本实用新型涉及一种车载氢系统及无线通讯装置的保护装置，属于燃料电池氢系统技术领域。

背景技术：

随着国内外能源形势日益严峻，节能减排需求的持续增加，新型清洁能源的应用越来越受到重视。其中，氢能因其能量密度高、能源利用率高、来源广泛、污染为零等一系列优点，从众多新型能源中脱颖而出。氢能在交通运输领域的应用中，燃料电池车辆占有很大比重。燃料电池车辆的储能系统是车载氢系统，截止目前国内仍以35mpa车载氢系统为主，70mpa车载氢系统的应用处于起步阶段，限制着燃料电池的推广应用，导致燃料电池乘用车无法实现商业化，商用车续航里程方面缺少竞争力，因此，发展70mpa车载氢系统相关技术十分必要。

燃料电池车辆的氢气加注过程是一个温升过程，而包含气瓶在内的车载氢系统零部件对温度的耐受性十分有限，过高的温升会大大缩短气瓶等零部件的使用寿命。在相同的氢气加注条件下，将氢气加注至70mpa相比于加注至35mpa的温升现象会更加明显，对零部件的考验也更加严峻。因此，监控车载氢系统加注过程中的温升十分有意义，在此背景之下车载氢系统无线通讯装置应运而生，例如：红外通讯装置等，成为70mpa车载氢系统的必备配套安全装置之一。

申请公布号为cn103944634a的中国发明专利申请文件公开了一种加氢机与燃料电池汽车之间的实时通信系统，该通信系统中汽车通过车载氢系统红外通讯装置与加氢机进行通信，车载氢系统红外通讯装置包含红外通讯控制器和红外发射器，其工作原理是：在氢气加注过程中，红外通讯控制器与车载氢系统控制器之间建立can通讯，车载氢系统控制器将上游压力传感器、温度传感器采集到的信息传递至红外通讯控制器，经过信息处理后转换为红外信号通过红外发射模块发射，由加氢枪上设置的红外接收装置接收红外信号，实现车辆与加氢站实时数据传输监控，防止加氢温升过高，对车载氢系统气瓶等零部件产生损害。该专利文件中红外通讯装置的供电电源为车载电源，供电方式为总火供电(车锁打开后即开始供电)，红外通讯装置的供电与氢系统的供电为一路，也即车锁打开后，氢系统工作时红外通讯装置也随之工作，使得红外通讯装置在氢系统工作时一直处于开启状态，然而，由于受到红外通讯装置生命周期的限制，如此供电将导致在加氢过程中红外通讯装置的实际使用寿命大大缩短。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种车载氢系统及无线通讯装置的保护装置，用以解决现有车载氢系统无线通讯装置的供电方式导致其实际使用寿命较短的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种车载氢系统无线通讯装置的保护装置，包括：

接触开关，开启加氢和结束加氢使得接触开关的状态发生变化；

控制器，与接触开关连接，将接触开关的状态作为控制器的输入；

保护开关，用于接收控制器的控制信号，以切断/连通无线通讯装置的供电；

控制器根据接触开关的状态判断开启加氢时，发送控制信号至保护开关使得无线通讯装置供电，用于将氢系统数据通过无线通讯装置传输至加氢装置；控制器根据接触开关的状态判断结束加氢时，发送控制信号至保护开关使得无线通讯装置断电。

有益效果是：本实用新型通过设置接触开关，可以直接检测加氢开始和加氢结束，加氢开始时，通过控制保护开关闭合使得无线通讯装置供电，无线通讯装置供电后即可将氢系统数据发送至加氢装置以保证加氢过程安全稳定的进行，加氢结束时，通过控制保护开关打开使得无线通讯装置切断供电，保证无线通讯装置只在加氢的过程中工作，进而延长无线通讯装置的使用寿命。

进一步的，为了提高接触开关的可靠性和便利性，所述接触开关设置在加氢舱门处，通过加氢舱门的开启与闭合使得接触开关的状态发生变化。

进一步的，为了减少车内原有装置设置的变化，所述控制器包括整车控制器和车载氢系统控制器，接触开关与整车控制器输入端连接，整车控制器的输出端连接车载氢系统控制器的输入端，车载氢系统控制器的输出端连接保护开关。

进一步的，为了保证整车控制器和车载氢系统控制器通信的可靠性，整车控制器和车载氢系统控制器之间通过can总线进行通信连接。

进一步的，为了保证车载氢系统和加氢装置通信的可靠性，所述无线通讯装置为红外通讯装置。

进一步的，为了保证无线通讯装置供电控制的可靠性，所述保护开关串联设置在无线通讯装置的供电线路上。

另外，本实用新型还提出一种车载氢系统，包括无线通讯装置、数据采集模块、电源以及车载氢气瓶，还包括无线通讯装置的保护装置，该保护装置包括：

接触开关，开启加氢和结束加氢使得接触开关的状态发生变化；

控制器，与接触开关连接，将接触开关的状态作为控制器的输入；

保护开关，用于接收控制器的控制信号，以切断/连通无线通讯装置的供电；

控制器根据接触开关的状态判断开启加氢时，发送控制信号至保护开关使得无线通讯装置供电，用于将氢系统数据通过无线通讯装置传输至加氢装置；控制器根据接触开关的状态判断结束加氢时，发送控制信号至保护开关使得无线通讯装置断电。

有益效果是：本实用新型通过设置接触开关，可以直接检测加氢开始和加氢结束，加氢开始时，通过控制保护开关闭合使得无线通讯装置供电，无线通讯装置供电后即可将氢系统数据发送至加氢装置以保证加氢过程安全稳定的进行，加氢结束时，通过控制保护开关打开使得无线通讯装置切断供电，保证无线通讯装置只在加氢的过程中工作，进而延长无线通讯装置的使用寿命。

进一步的，为了提高接触开关的可靠性和便利性，所述接触开关设置在加氢舱门处，通过加氢舱门的开启与闭合使得接触开关的状态发生变化。

进一步的，为了减少车内原有装置设置的变化，所述控制器包括整车控制器和车载氢系统控制器，接触开关与整车控制器输入端连接，整车控制器的输出端连接车载氢系统控制器的输入端，车载氢系统控制器的输出端连接保护开关。

进一步的，为了保证无线通讯装置供电控制的可靠性，所述保护开关串联设置在无线通讯装置的供电线路上。

附图说明

图1是本实用新型车载氢系统无线通讯装置的保护装置的工作流程图；

图2是本实用新型车载氢系统无线通讯装置的保护装置的原理框图；

图3是本实用新型车载氢系统无线通讯装置的保护装置的结构简图。

具体实施方式

车载氢系统实施例：

本实施例提出的车载氢系统，包括无线通讯装置、数据采集模块、电源、车载氢气瓶、车载氢系统控制器以及无线通讯装置的保护装置。

本实施例中，无线通讯装置为红外通讯装置(红外通讯装置包括红外通讯控制器icu和红外发射器)，作为其他实施方式，无线通讯装置也可以为蓝牙等其他无线通讯装置。

电源用于向车载氢系统中的各硬件设备进行供电；数据采集模块至少包括压力传感器和温度传感器，用于采集氢系统的压力和温度，并将所采集的数据通过红外通讯装置发送至加氢装置；车载氢系统控制器用于控制车载氢系统的工作，比如：数据采集模块开始工作等。关于数据采集模块的具体形式是根据所需要的数据配置的，本实用新型对数据采集模块的具体形式不做限制。

红外通讯装置的保护装置包括接触开关，控制器和保护开关。本实施例中，接触开关设置在加氢舱门处，加氢舱门的开启与闭合使得接触开关的状态发生变化，加氢舱门开启表明开始加氢，加氢舱门闭合表明加氢结束；控制器与接触开关连接，将接触开关的状态作为控制器的输入；保护开关用于接收控制器的控制信号，以切断/连通红外通讯装置的供电。作为其他实施方式，接触开关也可以设置在加氢区域附近或者是司机容易操作但乘客不容易触碰的区域，比如：操作台等，加氢时，司机操作接触开关接通红外通讯装置的供电，结束加氢，断电即可。本实用新型对接触开关的设置位置不做限制，能够实现相应的功能即可。

红外通讯装置的保护装置工作过程为：控制器根据接触开关的状态判断加氢舱门开启时，发送控制信号至保护开关使得红外通讯装置供电，实现整车数据的实时传输监控；控制器根据接触开关的状态判断加氢舱门闭合时，发送控制信号至保护开关使得红外通讯装置断电。

本实施例中，为了更加可靠的控制红外通讯装置的供电，将保护开关串联设置在无线通讯装置的供电线路上，保护开关可以为继电器(继电器的触点串联设置在无线通讯装置的供电线路上，继电器的控制线圈与控制器连接)以及机械开关等，保护开关闭合，开始供电；保护开关闭合，停止供电，作为其他实施方式，保护开关可以设置在该装置内部的供电线路上，而且本实用新型对保护开关的形式并不做限制，能够实现相应的功能即可。

本实施例中，为了减少控制器的设置，采用车载氢系统控制器和整车控制器实现上述控制器的功能，接触开关与整车控制器输入端连接，整车控制器的输出端连接车载氢系统控制器的输入端，车载氢系统控制器的输出端连接保护开关，整车控制器与车载氢系统控制器之间通过can总线进行通信连接，而且红外通讯控制器与车载氢系统控制器之间也是通过can通讯的方式连接，整车控制器的供电方式为常火供电(即整车控制器直接与汽车蓄电池相连，不经过任何开关的供电方式)，作为其他实施方式，控制器也可以为单独的控制器、或者控制芯片、或者为集成控制电路等，只要能够实现控制器的功能即可，同时整车控制器与车载氢系统控制器的通讯方式也不做限制。

具体该保护装置的具体结构以及工作过程如图1、2、3所示，加氢舱门开启，接触开关的状态表明加氢开始状态(也即加氢信号)，将加氢信号(即电信号)发送至整车控制器(vcu)，整车控制器控制氢系统控制器的电源带电，同时控制车载氢系统控制器(hcu)开始工作，车载氢系统控制器控制数据采集模块开始工作，同时控制保护开关闭合，红外通讯装置得电，将所采集的数据通过红外通讯控制器转化为红外信号，进而通过红外发射器发送至加氢装置(加氢装置也即加氢枪，车载氢系统与加氢枪处于连接状态，车载氢系统红外通讯发射器与加氢枪上的红外通讯接收器建立了红外通讯，实现整车数据实时传输监控)；

加氢舱门闭合，接触开关的状态表明加氢结束，将加氢结束的信号发送至整车控制器，整车控制器进而控制车载氢系统控制器停止工作，接着数据采集模块停止工作，同时保护开关断开，红外通讯装置断电。

车载氢系统的供电方式为总火供电，但是本实用新型将车载氢系统中的红外通讯装置的供电方式进行单独控制(车锁打开后，由于保护开关的设置，使得红外通讯装置处于断电状态，车载氢系统中的其他硬件设备还处于总火供电的状态，包括阀瓶的供电)，在加氢舱门开启时，闭合保护开关，向红外通讯装置提供电源，利用红外通讯装置进行数据的传输，加氢舱门闭合时，打开保护开关，切断红外通讯装置的电源，延长红外通讯装置的实际使用寿命。

车载氢系统无线通讯装置的保护装置实施例：

本实施例提出的车载氢系统无线通讯装置的保护装置接触开关，开启加氢和结束加氢使得接触开关的状态发生变化；

控制器，与接触开关连接，将接触开关的状态作为控制器的输入；

保护开关，用于接收控制器的控制信号以切断和连通无线通讯装置的供电；

控制器根据接触开关的状态判断开启加氢时，发送控制信号至保护开关使得无线通讯装置供电，用于将氢系统数据通过无线通讯装置传输至加氢装置；控制器根据接触开关的状态判断结束加氢时，发送控制信号至保护开关使得无线通讯装置断电。

车载氢系统无线通讯装置的保护装置的具体结构组成以及工作过程在车载氢系统实施例已经介绍，这里不做过多赘述。