一种用于燃料电池汽车加氢通讯协议测试的红外接收设备及方法与流程

1.本发明涉及燃料电池汽车测试技术领域，特别是涉及一种用于燃料电池汽车加氢通讯协议测试的红外接收设备及方法。


背景技术：

2.目前国内外市场上燃料电池车辆的储氢压力大部分为35mpa，随着ⅳ型储氢瓶技术的进步、车用70mpa高压管阀件的应用、对燃料电池车辆续航里程需求的提高，70mpa储氢压力等级逐渐成为发展方向和研究热点。然而，70mpa燃料电池车辆在加氢过程中，由于加氢压力高、氢气流速块、加氢时间要求短，储氢瓶内温升现象较为明显。车载储氢瓶的温升现象，一方面会存在安全隐患；另一方面，加氢结束所需达到的压力越高，温升现象越明显，待储氢瓶恢复至室温后，储氢瓶内氢气压力将会越低，进而影响车辆续航里程。
3.目前解决上述问题的方法是预冷氢气，同时在整个加氢过程中实时读取储氢瓶的温度和压力值，依据标准sae j2799-2014规定的通讯协议、以红外信号的方式传输至加氢枪，加氢枪将红外信号转化后传输至加氢机，加氢机通过一定的控制逻辑进行加氢。然而，由于无法获取加氢过程中车辆发射的红外信号，使得车辆与加氢站之间的红外通讯协议是否符合标准难以评测。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对现有技术中存在的在加氢通讯协议测试过程中，通讯协议测试装置难以获取燃料电池车辆车载氢系统与加氢机的通讯信号，不利于检测车载氢系统是否符合加氢通讯协议标准，而提供一种用于燃料电池汽车加氢通讯协议测试的红外接收设备及方法。
5.本发明的另一目的，提供一种基于所述红外接收设备的红外接收方法。
6.为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
7.一种用于燃料电池汽车加氢通讯协议测试的红外接收设备，至少包括车辆端子系统、红外接收模块、通讯协议测试装置和加氢机端子系统；
8.所述车载端子系统用于氢气储存和安全高效地给燃料电池汽车，供应一定压力和流量的氢气，所述车辆端子系统至少包括车载氢系统和红外发射模块，所述红外发射模块与所述车载氢系统连接；
9.所述加氢机端子系统至少包括加氢枪和加氢机，所述加氢机端子系统设置有内置红外接收模块，所述加氢机作为加注外部氢气至氢系统的设备，能够应用内置红外接收模块，按照加氢协议对车载氢系统进行加氢，所述加氢枪作为将外部氢气加注至车载氢系统的接口；
10.所述红外接收模块安装于所述加氢口与加氢枪的对接处，所述通讯协议测试装置与所述红外接收模块电连接。
11.在上述技术方案中，所述车载氢系统至少包括车载储氢瓶和加氢口，所述加氢口作为外部氢气加注至车载氢系统的接口，所述红外发射模块通过面板安装于所述加氢口。
12.在上述技术方案中，所述内置红外接收模块内置于所述加氢枪的前端，以接收红外发射模块发射的红外信号，获取车载氢系统内氢气温度和压力数据，并将其转换为包含氢气温度和压力等数据的电信号，实现加氢机与车载氢系统的通讯。
13.在上述技术方案中，所述车载氢系统内置有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器与所述红外发射模块电连接，以实时监测车载储氢瓶内氢气的温度和压力。
14.在上述技术方案中，所述红外接收模块由封装在壳体内部的电路板组成。
15.在上述技术方案中，所述红外接收模块采用对夹式安装结构，在不影响加氢的情况下，用于接收红外发射模块发射的红外信号，并将其转换为包含氢气温度和压力等数据的电信号。
16.在上述技术方案中，所述通讯协议测试装置至少包括一个处理器和一个存储器，所述存储器和处理器通讯连接，所述存储器存储有能够被至少一个处理器执行的指令，以使至少一个处理器能够执行红外接收方法中的一项或多项。
17.本发明的红外接收设备通过车载氢系统与加氢机的红外信号通讯，通过采集和处理红外接收模块接收的数据，获得通讯信号，进行通讯协议测试，进而分析加氢过程是否满足相关协议要求。同时不影响车载氢系统与加氢机正常加氢与通讯，有利于提高通讯协议测试的效率，对测试准确性有更精确的把控。
18.本发明的另一方面，提供一种基于所述的红外接收设备的红外接收方法，包括以下步骤：
19.步骤s1、使车辆端子系统处于待加氢状态；
20.步骤s2、使加氢机端子系统处于待加氢状态，然后将加氢机端子系统与车辆端子系统对接；
21.步骤s3、开启红外发射模块；
22.步骤s4、安装红外接收模块，开启通讯协议测试装置；
23.步骤s5、开启加氢机，待内置红外接收模块与红外发射模块通讯后开始加氢。
24.在上述技术方案中，所述步骤s1还包括以下步骤：
25.s101、将红外发射模块通过面板安装于加氢口；
26.s102、将加氢口与车载氢系统连接；
27.所述步骤s2还包括以下步骤：
28.s201、连接加氢枪与加氢机；
29.s202、将加氢枪与车载氢系统加氢口安全对接。
30.本发明的红外接收方法在加氢枪正常与加氢口对接后，按照规定实现加氢机对燃料电池汽车的加氢作业。在此过程中，红外接收模块在不影响加氢的情况下接收红外发射模块发射的红外信号，通过采集和处理红外接收模块接收的数据，进而分析加氢过程是否满足相关协议要求。加氢过程中红外接收模块实时接收红外信号，通讯协议测试装置进行数据处理，判断加氢过程是否遵循所规定的协议。
31.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
32.本发明根据所述红外接收设备，获取燃料电池汽车加氢过程中车载氢系统与加氢机间的通讯协议，并根据所传输的红外信号，实现通讯协议的测试与检测。其核心部件为红外接收模块，将红外接收模块预置于加氢口与加氢枪对接处，采用对夹式结构，侧面接收红外信号，在加氢过程中，在不影响车载氢系统与加氢机正常加氢与通讯的情况下，安全可靠地接收车载氢系统的通讯信息；利用通讯协议测试装置采集红外接收模块接收的数据，进行通讯协议测试，进而分析加氢过程是否满足相关协议要求。
33.所述红外接收模块的结构设计，考虑了加氢时额外增加红外接收模块可能带来的影响，采用对夹式结构，能够实现在加氢枪与加氢口安全对接后安装，解决了安装后氢气易泄漏的安全问题，有利于更精确的把控车载储氢瓶内氢气量；所述红外接收模块于侧面接收红外信号，不影响加氢口侧红外发射模块与加氢枪内置红外接收模块之间的红外信号传输；本发明应用方便，无需对现有加氢装置及车载储氢瓶进行改动，只需在加氢口处加装红外接收模块，便可实时接收红外信号并分析数据，实现通讯协议测试。
附图说明
34.图1为本发明的用于燃料电池汽车加氢通讯协议测试的红外接收设备的示意图；
35.图2为本发明的加氢枪结构模型图。
36.图3为本发明的红外发射模块结构模型图。
37.图4为本发明的加氢口与红外发射模块装配模型图。
38.图5为本发明的加氢口与加氢枪对接模型图。
39.图6为本发明的红外接收模块电路板结构模型图。
40.图7为本发明的红外接收模块的装配模型图。
41.图中，1、红外发射模块；2、加氢口；3、红外接收模块；4、加氢枪。
具体实施方式
42.以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
43.实施例1
44.一种用于燃料电池汽车加氢通讯协议测试的红外接收设备，如图1和图7所示，至少包括车辆端子系统、红外接收模块3、通讯协议测试装置和加氢机端子系统；
45.所述车载端子系统用于氢气储存和安全高效地给燃料电池汽车，供应一定压力和流量的氢气，所述车辆端子系统至少包括车载氢系统和红外发射模块1，所述红外发射模块1结构如图3所示，所述红外发射模块1与所述车载氢系统连接；
46.所述加氢机端子系统至少包括加氢枪4和加氢机，所述加氢枪4的结构如图2所示，所述加氢机端子系统设置有内置红外接收模块，所述加氢机作为加注外部氢气至氢系统的设备，所述加氢机能够应用内置红外接收模块，按照加氢协议对车载氢系统进行加氢，所述加氢枪4作为将外部氢气加注至车载氢系统的接口；
47.所述红外接收模块3安装于所述加氢口2与加氢枪4的对接处，所述通讯协议测试装置与所述红外接收模块3电连接。
48.述红外接收模块3获取此红外信号实现加氢通讯协议测试。
49.本发明通过红外接收模块3，通过车载氢系统与加氢机的红外信号通讯，通过采集和处理红外接收模块3接收的数据，获得通讯信号，进行通讯协议测试，进而分析加氢过程是否满足相关协议要求。同时不影响车载氢系统与加氢机正常加氢与通讯，有利于提高通讯协议测试的效率，对测试准确性有更精确的把控。
50.实施例2
51.在实施例1的基础上，所述车载氢系统至少包括车载储氢瓶和加氢口2，所述加氢口2作为外部氢气加注至车载氢系统的接口，如图4所示，所述红外发射模块1通过面板安装于所述加氢口2。
52.进一步的，所述内置红外接收模块内置于所述加氢枪4的前端，以接收红外发射模块1发射的红外信号，获取车载氢系统内氢气温度和压力数据，并将其转换为包含氢气温度和压力等数据的电信号，实现加氢机与车载氢系统的通讯。
53.更进一步的，所述车载氢系统内置有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器与所述红外发射模块1电连接，以实时监测车载储氢瓶内氢气的温度和压力。
54.更进一步的，如图6所示，所述红外接收模块3由封装在壳体内部的电路板组成。
55.更进一步的，所述红外接收模块3采用对夹式安装结构，在不影响加氢的情况下，用于接收红外发射模块1发射的红外信号，并将其转换为包含氢气温度和压力等数据的电信号。
56.更进一步的，所述通讯协议测试装置至少包括一个处理器和一个存储器，所述存储器和处理器通讯连接，所述存储器存储有能够被至少一个处理器执行的指令，以使至少一个处理器能够执行红外接收方法中的一项或多项。
57.本发明根据所述红外接收设备，获取燃料电池汽车加氢过程中车载氢系统与加氢机间的通讯协议，并根据所传输的红外信号，实现通讯协议的测试与检测。其核心部件为红外接收模块3，将红外接收模块3预置于加氢口2与加氢枪4对接处，采用对夹式结构，侧面接收红外信号，在加氢过程中，在不影响车载氢系统与加氢机正常加氢与通讯的情况下，安全可靠地接收车载氢系统的通讯信息，进行通讯协议测试；利用通讯协议测试装置采集红外接收模块3接收的数据，进行通讯协议测试，进而分析加氢过程是否满足相关协议要求。
58.实施例3
59.一种基于实施例1-2所述的红外接收设备的红外接收方法，包括以下步骤：
60.步骤s1、使车辆端子系统处于待加氢状态；
61.步骤s2、使加氢机端子系统处于待加氢状态，然后将加氢机端子系统与车辆端子系统对接；
62.步骤s3、开启红外发射模块1；
63.步骤s4、安装红外接收模块3，开启通讯协议测试装置；
64.步骤s5、开启加氢机，待内置红外接收模块与红外发射模块1通讯后开始加氢。
65.在上述技术方案中，所述步骤s1还包括以下步骤：
66.s101、将红外发射模块1通过面板安装于加氢口2；
67.s102、将加氢口2与车载氢系统连接；
68.所述步骤s2还包括以下步骤：
69.s201、连接加氢枪4与加氢机；
70.s202、如图5所示，将加氢枪4与加氢口2安全对接。
71.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种用于燃料电池汽车加氢通讯协议测试的红外接收设备，其特征在于，至少包括车辆端子系统、红外接收模块、通讯协议测试装置和加氢机端子系统；所述车辆端子系统至少包括车载氢系统和红外发射模块，所述红外发射模块与所述车载氢系统连接；所述加氢机端子系统至少包括加氢枪和加氢机，所述加氢机端子系统设置有内置红外接收模块；所述红外接收模块安装于所述加氢口与加氢枪的对接处，所述通讯协议测试装置与所述红外接收模块电连接。2.如权利要求1所述的红外接收设备，其特征在于，所述车载氢系统至少包括车载储氢瓶和加氢口。3.如权利要求2所述的红外接收设备，其特征在于，所述内置红外接收模块内置于所述加氢枪的前端。4.如权利要求1所述的红外接收设备，其特征在于，所述车载氢系统内置有温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和压力传感器与所述红外发射模块电连接。5.如权利要求1所述的红外接收设备，其特征在于，所述红外接收模块由封装在壳体内部的电路板组成。6.如权利要求5所述的红外接收设备，其特征在于，所述红外接收模块采用对夹式安装结构。7.如权利要求1所述的红外接收设备，其特征在于，所述通讯协议测试装置至少包括一个处理器和一个存储器，所述存储器和处理器通讯连接。8.一种基于权利要求1-6任意一项所述的红外接收设备的红外接收方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1、使车辆端子系统处于待加氢状态；步骤s2、使加氢机端子系统处于待加氢状态，然后将加氢机端子系统与车辆端子系统对接；步骤s3、开启红外发射模块；步骤s4、安装红外接收模块，开启通讯协议测试装置；步骤s5、开启加氢机，待内置红外接收模块与红外发射模块通讯后开始加氢。9.如权利要求8所述的测试方法，其特征在于，所述步骤s1还包括以下步骤：s101、将红外发射模块通过面板安装于加氢口；s102、将加氢口与车载氢系统连接；所述步骤s2还包括以下步骤：s201、连接加氢枪与加氢机；s202、将加氢枪与车载氢系统加氢口安全对接。

技术总结
本发明公开了一种用于燃料电池汽车加氢通讯协议测试的红外接收设备及方法，所述红外接收设备，至少包括车辆端子系统、红外接收模块、通讯协议测试装置和加氢机端子系统；所述车辆端子系统至少包括车载氢系统和红外发射模块，所述红外发射模块与所述车载氢系统连接；所述加氢机端子系统至少包括加氢枪和加氢机，所述加氢机端子系统设置有内置红外接收模块；所述红外接收模块安装于所述加氢口与加氢枪的对接处，所述通讯协议测试装置与所述红外接收模块电连接。本发明根据所述红外接收设备，获取燃料电池汽车加氢过程中车载氢系统与加氢机间的通讯协议，并根据所传输的红外信号，实现通讯协议的测试与检测。实现通讯协议的测试与检测。实现通讯协议的测试与检测。


技术研发人员：郝冬 郭帅帅 马明辉 张妍懿 兰昊 陈向阳 杨子荣 杨沄芃 郑皓天
受保护的技术使用者：中国汽车技术研究中心有限公司
技术研发日：2023.03.14
技术公布日：2023/7/18