一种燃料电池公路客车氢安全结构及控制方法与流程

本发明涉及燃料电池氢结构设计，尤其是一种燃料电池公路客车氢安全结构及控制方法。

背景技术：

1、氢能产业的迅速发展，燃料电池客车也处于高速发展阶段。用氢安全是燃料电池客车应用中的重要一环。氢气相对于传统燃料，具有更宽的爆炸范围和更小的引燃能量。当氢气浓度在4％-75％之间的封闭空间内，遇到明火即可引起爆炸。

2、对于燃料电池车辆而言，燃料电池公交车的氢瓶多设置于车顶，其空间大，氢气不易聚集，发生危险的安全系数较低。但是，对于燃料电池公路车而言，其车顶安装空间较小，不便于设置安装氢瓶，氢瓶多放置于车底，但是燃料电池公路车的车底空间相对密封，氢气易聚集，完全处于车辆的易碰撞区域，危险系数高。因此，如何通过设计与控制层面增加整车氢安全性能尤为重要。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种燃料电池公路客车氢安全结构，通过对整车结构与控制设计，从防止氢气泄露、氢气泄露后的停止工作、减少氢气聚集、降低火源及爆炸的损坏各个层面，最大程度保证整车安全。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

3、第一方面，一种燃料电池公路客车氢安全结构，包括安装仓，安装仓内部用于安装氢瓶，安装仓外侧面设有若干防撞梁，安装仓顶部设有通风设备和氢浓度传感器，氢系统控制器分别与通风设备、氢瓶主阀及瓶阀、氢浓度传感器连接，氢系统控制器根据氢浓度传感器的检测浓度控制通风设备、氢瓶主阀及瓶阀动作。

4、作为进一步的实现方式，所述防撞梁并列设置于安装仓两侧面上，安装仓两侧还设有仓门，仓门上设有透气孔。

5、作为进一步的实现方式，所述透气孔覆盖整个仓门。

6、作为进一步的实现方式，一侧防撞梁垂直投射面积覆盖氢瓶的各阀门及管路，另一侧防撞梁垂直投射面积覆盖氢瓶最突出位置。

7、作为进一步的实现方式，所述通风设备安装于安装仓内顶部中间位置，并且延伸到安装仓两侧，安装仓对应通风设备位置处设有开孔。

8、作为进一步的实现方式，所述氢浓度传感器安装于安装仓内顶部中间位置。

9、作为进一步的实现方式，所述安装仓内壁还设有与氢系统控制器连接的探测器和自动灭火器，氢系统控制器根据探测器的探测信号控制自动灭火器动作。

10、作为进一步的实现方式，所述自动灭火器靠近氢瓶的瓶口阀一侧设置。

11、作为进一步的实现方式，所述安装仓外侧面包覆有防爆材质。

12、第二方面，一种燃料电池公路客车氢安全结构的控制方法，采用上任一所述的燃料电池公路客车氢安全结构，包括如下步骤：

13、氢系统控制器实时获取氢浓度传感器的浓度信号以及探测器的探测信号；

14、当氢浓度传感器检测到氢气浓度大于氢气浓度阈值时，氢系统控制器发出指令关闭氢瓶主阀及瓶阀，并开启通风设备，将氢气排出安装仓；

15、当探测器检测到火源后，氢系统控制器发出指令关闭氢瓶主阀及瓶阀，并开启自动灭火器。

16、上述本发明的有益效果如下：

17、1.本发明通过对整车结构与控制设计，从主动安全设计角度的防止氢气泄露，以及被动安全设计角度的氢气泄露后的停止工作、减少氢气聚集、降低火源及爆炸的损坏各个层面最大程度保证整车安全。

18、2.本发明一侧防撞梁垂直投射面积覆盖氢瓶的各阀门及管路，另一侧防撞梁垂直投射面积覆盖氢瓶最突出位置，以对氢瓶进行最大限度的保护，实现防撞梁安全设计的应用最大化。

技术特征：

1.一种燃料电池公路客车氢安全结构，其特征在于，包括安装仓，安装仓内部用于安装氢瓶，安装仓外侧面设有若干防撞梁，安装仓顶部设有通风设备和氢浓度传感器，氢系统控制器分别与通风设备、氢瓶主阀及瓶阀、氢浓度传感器连接，氢系统控制器根据氢浓度传感器的检测浓度控制通风设备、氢瓶主阀及瓶阀动作。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池公路客车氢安全结构，其特征在于，所述防撞梁并列设置于安装仓两侧面上，安装仓两侧还设有仓门，仓门上设有透气孔。

3.根据权利要求2所述的一种燃料电池公路客车氢安全结构，其特征在于，所述透气孔覆盖整个仓门。

4.根据权利要求2所述的一种燃料电池公路客车氢安全结构，其特征在于，一侧防撞梁垂直投射面积覆盖氢瓶的各阀门及管路，另一侧防撞梁垂直投射面积覆盖氢瓶最突出位置。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池公路客车氢安全结构，其特征在于，所述通风设备安装于安装仓内顶部中间位置，并且延伸到安装仓两侧，安装仓对应通风设备位置处设有开孔。

6.根据权利要求5所述的一种燃料电池公路客车氢安全结构，其特征在于，所述氢浓度传感器安装于安装仓内顶部中间位置。

7.根据权利要求1所述的一种燃料电池公路客车氢安全结构，其特征在于，所述安装仓内壁还设有与氢系统控制器连接的探测器和自动灭火器，氢系统控制器根据探测器的探测信号控制自动灭火器动作。

8.根据权利要求7所述的一种燃料电池公路客车氢安全结构，其特征在于，所述自动灭火器靠近氢瓶的瓶口阀一侧设置。

9.根据权利要求1所述的一种燃料电池公路客车氢安全结构，其特征在于，所述安装仓外侧面包覆有防爆材质。

10.一种燃料电池公路客车氢安全结构的控制方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一所述的燃料电池公路客车氢安全结构，包括如下步骤：

技术总结
本发明涉及燃料电池氢结构设计领域，公开了一种燃料电池公路客车氢安全结构及控制方法，包括安装仓，安装仓内部用于安装氢瓶，安装仓外侧面设有若干防撞梁，安装仓顶部设有通风设备和氢浓度传感器，氢系统控制器分别与通风设备、氢瓶主阀及瓶阀、氢浓度传感器连接，氢系统控制器根据氢浓度传感器的检测浓度控制通风设备、氢瓶主阀及瓶阀动作；从主动安全设计角度的防止氢气泄露，以及被动安全设计角度的氢气泄露后的停止工作、减少氢气聚集、降低火源及爆炸的损坏各个层面最大程度保证整车安全。

技术研发人员：齐洪磊,王丙虎,吴光平,陈振国,刘雷,王保龙
受保护的技术使用者：中通客车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16