本发明属于新能源汽车领域，具体涉及一种燃料电池车辆氢系统故障的判断方法。
背景技术：
1、燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置。由于能量转换不受卡诺循环的限制并且附加产物只有水，因此燃料电池具有能量转换效率高并且环境友好等特点，汽车使用燃料电池作为动力，不仅可以实现高效的能源利用并显著降低有害排放，而且可以实现汽车运行过程中的低噪音和低振动。因此，燃料电池汽车将是未来汽车的重要发展趋势，燃料电池汽车技术也正成为汽车领域的研究重点。对于氢燃料电池汽车而言，如何实现高效的车载供氢也是燃料电池汽车技术领域有待解决的难题之一。
2、氢气在燃料电池运行过程中是一种重要的反应介质。氢气又是一种密度低、逃逸性强、无色无味、易燃易爆的气体(爆炸极限4％-75％)，氢气泄露后，一旦被点燃，就会产生火焰和爆炸，造成车辆、人员以及物品的损失，造成严重的安全隐患，因此氢气的使用过程中必须对环境中氢气的含量进行检测并对其泄漏进行监测，氢气泄漏的有效识别是燃料电池车辆在使用过程中是必不可少的关键技术。
3、现有技术方案采用的检测方式是在易泄漏的地方，比如氢瓶组上方、氢气管路阀门、燃料电池系统箱体出口，尾排出口等安装氢气浓度传感器进行检测，当检测到氢气浓度超过安全范围时，氢气浓度传感器会及时发出报警信号，整车相关控制系统会立刻做出相应的断电安全保护措施。然而，该设置容易出现如下问题(1)实际使用中氢气浓度传感器会存在失效或故障导致氢气持续泄漏时检测不到，会造成安全隐患及氢气的浪费；(2)考虑车辆使用成本并不会在整个氢气路中都会安装氢气浓度传感器用于氢气泄漏浓度检测，若在没有安装氢气浓度传感器处发生泄漏且泄漏量不大的情况下会是无法识别氢气是否会有泄漏，同样造成安全隐患及氢气的浪费；(3)考虑车辆使用成本并不会在整个氢气路中都会安装氢气浓度传感器用于氢气泄漏浓度检测，若在没有安装氢气浓度传感器处发生泄漏且泄漏量不大的情况下会是无法识别氢气是否会有泄漏，同样造成安全隐患及氢气的浪费；(4)氢系统压力温度传感器在实际使用中会出现漂移，及氢气瓶口阀故障等会出现氢耗计算出现偏差影响氢耗统计准确度
技术实现思路
1、本发明克服现有技术缺陷，提供一种燃料电池车辆氢系统故障的判断方法。该方法能有效辅助判断车辆运营过程中，氢气浓度传感器漂移或在未安装氢气浓度传感器位置发生氢气泄漏时最大限度的发现氢气泄漏异常，避免长期泄漏造成车辆的安全隐患及能量浪费或者氢系统瓶口阀故障无法开启等氢系统相关故障造成氢耗异常影响续航里程。
2、本发明技术方案如下。
3、一种燃料电池车辆氢系统故障的的判断方法，包括如下步骤：
4、(1)fcu上电，记录上电时的初始累积氢气消耗量hkg_act_int，初始化系统上电至当前时间段内的氢气理论氢耗量hkg_heo＝0kg；
5、(2)若燃料电池燃料系统处于启动、运行、吹扫、关机状态，按公式1进行计算系统上电至当前时间段内氢气理论氢耗量hkg_heo：
6、hkg_heo＝((2.016*i1*ncell)/(96485*2)*tcycle)/1000+hkg_heo
7、公式1中hkg_heo是一个局部变量，为系统上电至当前时间段内氢气理论氢耗量，左边hkg_heo为系统fcu程序当前执行时间的氢气理论氢耗量，右边hkg_heo为系统fcu程序上一周期时间的氢气理
8、论氢耗量；2.016为氢气的摩尔质量，单位为g/mol；
9、i1为燃料电池堆电流，单位为a；ncell为系统的单片电池节数；
10、96485为法拉第常数，单位为c/mol；
11、2为每个氢分子释放的电子数；
12、tcycle为系统fcu程序采集燃料电池堆电流i1的信号周期；
13、(3)若燃料电池燃料系统不处于启动、运行、吹扫、关机状态，则i1＝0，按公式1继续计算系统上电至当前时间段内理论氢耗量hkg_heo；(4)按所述公式计算系统上电至当前时间段实际氢耗量hkg_act：
14、hkg_act＝hkg_act_lst- hkg_act_int 公式2
15、公式2中hkg_act为系统上电至当前时间段实际氢耗量，
16、hkg_act_lst为当前时间的氢气累积消耗量；
17、hkg_act_int为fcu上电时的初始累积氢气消耗量；
18、(5)当hkg_heo≥5kg，则进入步骤(6)；若hkg_heo＜5kg则返回步骤(2)；
19、(6)按所述公式计算系统上电至当前时间段实际氢气利用率ηact：
20、ηact＝hkg_heo / hkg_act *100 公式3
21、燃料电池系统理论氢气消耗量只与拉载电流有关，而燃料电池系统控制程序固化后其工作时实际氢气消耗量虽然会随着运行工况有一定的变动，但不会有较大的变动，此时车辆初始标定状态的氢气利用率ηint的93％≤氢气利用率ηact≤车辆初始标定状态的氢气利用率ηint的95％，说明此时燃料电池系统实际相对耗氢量稍微偏高，氢系统可能出现少量泄漏或者压力、温度传感器出现偏移，导致氢气利用率较低，此时，提示氢系统一级故障报警。若氢气利用率ηact≤车辆初始标定状态的氢气利用率ηint的93％，说明此时燃料电池系统实际相对耗氢量异常偏高，氢系统存在故障，其原因可能为出现大量泄漏或者压力温度传感器检测严重漂移情况或者氢气瓶口阀故障导致的氢气利用率异常偏低，此时上报氢系统二级故障，应立即对氢系统进行相关检查。燃料电池工作时的实际氢气消耗量应大于理论的氢气消耗量，既氢气利用率应小于100％，若氢气利用率ηact≥100％，则说明氢系统的压力或者温度传感器存在检测异常情况，此时提示氢系统温度压力检测异常二级故障报警。若车辆初始标定状态的氢气利用率ηint的95％＜氢气利用率ηact＜车辆初始标定状态的氢气利用率ηint的100％，则为正常状态。
22、优选地，本发明中fcu为燃料电池系统控制器。
23、优选地，所述累积氢气消耗量hkg_act_int来自整车氢系统发出的信号。
24、与现有技术相比，本发明的优势在于：
25、1)本发明能有效辅助判断车辆运营过程中，氢气浓度传感器失效或在未安装氢气浓度传感器位置发生氢气泄漏时最大限度的发现氢气泄漏异常，避免长期泄漏造成车辆的安全隐患及能量浪费。
26、2)本发明能有效判断车辆运营过程中，氢气压力、温度传感器出现精度异常造成车辆百公里氢耗统计出现偏差，进而避免持续的氢耗偏差影响车辆氢耗统计及车辆氢耗优化的进行。
27、3)本发明能有效判断车辆运营过程中，氢气压力、温度传感器出现精度异常，或瓶口阀未开启等相关故障导致显示实际氢气剩余量与实际不符，对车辆运营时的实际续航公里数的预判误差，影响车辆的运营。
1.一种燃料电池车辆氢系统故障的判断方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述一种燃料电池车辆氢系统故障的判断方法，其特征在于，所述fcu为燃料电池系统控制器。
3.根据权利要求1所述燃料电池车辆氢系统故障的判断方法，其特征在于，所述累积氢气消耗量hkg_act_int来自整车氢系统发出的信号。
4.根据权利要求1所述燃料电池车辆氢系统故障的判断方法，其特征在于，若车辆初始标定状态的氢气利用率ηint的95％＜氢气利用率ηact＜车辆初始标定状态的氢气利用率ηint的100％，则为正常状态。
5.根据权利要求1所述燃料电池车辆氢系统故障的判断方法，其特征在于，所述一级报警提示为：氢系统压力、温度传感器精度异常或者氢系统存在泄漏的一级报警提示。
6.根据权利要求1所述燃料电池车辆氢系统故障的判断方法，其特征在于，氢气利用率ηact≥100％时，二级报警提示为:氢系统压力、温度传感器精度异常的二级报警提示。
7.根据权利要求1所述燃料电池车辆氢系统故障的判断方法，其特征在于，氢气利用率ηact≤车辆初始标定状态的氢气利用率ηint的93％时，二级报警提示为：氢系统压力、温度传感器精度异常或者氢系统存在泄漏或者氢气瓶口阀异常的二级报警提示。
