一种混动机车安全保护系统、混动机车安全保护方法与流程

1.本发明总体来说涉及机车生产制造技术领域，具体而言，涉及一种混动机车安全保护系统及混动机车安全保护方法。


背景技术：

2.随着人们对环境问题的关注，由于氢燃料电池混合动力机车具有二氧化碳零排放的优势，使氢燃料电池混合动力机车在轨道交通行业内得到了广泛关注和蓬勃发展，但相关的安全性没有系统的标准和要求。
3.目前针对氢燃料混合动力机车的充电和加氢时的安全性，通过人为的限制其不可同时进行，并在充电或加氢时对机车施加停放制动等限制措施。与此同时，常规的氢浓度探测器使用机车控制蓄电池为电源，而在机车充电或加氢时机车通常处于停车状态，控制电源不开启，因此探测器组不工作，整个过程中的安全性处于无控状态。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种混动机车安全保护系统及混动机车安全保护方法，保证充电和加氢过程分开进行，提高使用安全性。
5.根据本发明的第一个方面，提供了一种混动机车安全保护系统，包括：
6.电源；
7.充电装置，用于对混动机车的动力电池充电；
8.加氢装置，用于向混动机车的储氢间内的储氢系统加氢；
9.动力电池保护装置，包括温度检测件，所述温度检测件用于检测所述动力电池；
10.储氢保护装置，包括氢气浓度探测器，所述氢气浓度探测器用于检测所述储氢间内氢气浓度；
11.联锁机构，所述联锁机构被配置为控制所述充电装置和所述加氢装置择一启动，并使所述电源能够分别择一对应电连接于所述动力电池保护装置和所述储氢保护装置。
12.在其中一些实施方式中，所述联锁机构包括：
13.充电锁，设置于所述充电装置；
14.充电钥匙，选择性插接于所述充电锁，用于所述充电装置的启闭；
15.加氢锁，设置于所述加氢装置；
16.加氢钥匙，选择性插接于加氢锁，用于所述加氢装置的启闭；
17.其中，所述充电钥匙和所述加氢钥匙择一对应插接于所述充电锁和所述加氢锁。
18.在其中一些实施方式中，所述联锁机构还包括：
19.启动钥匙；
20.互锁钥匙箱，设置于混动机车；
21.其中，所述启动钥匙、所述充电钥匙和所述加氢钥匙对应插接于所述互锁钥匙箱，使所述电源电连接于所述动力电池保护装置和所述储氢保护装置中其中一个。
22.在其中一些实施方式中，所述互锁钥匙箱包括：
23.动力电池互锁，串联于所述动力电池保护装置，所述充电钥匙插接于所述动力电池互锁并在充电启动状态和充电关闭状态之间切换；
24.储氢互锁，串联于所述储氢保护装置，所述加氢钥匙插接于所述储氢互锁并在所述加氢启动状态和加氢关闭状态之间切换；
25.启动锁，串联于所述电源，所述动力电池互锁和所述储氢互锁并联后与所述启动锁串联，所述启动钥匙插接于所述启动锁。
26.在其中一些实施方式中，所述储氢保护装置还包括：
27.排风组件，电连接于所述电源，用于排放所述储氢间内的氢气；
28.通风机，电连接于所述电源，用于向所述储氢间通入空气；
29.加氢警报器，电连接于所述电源，用于发出加氢警报。
30.在其中一些实施方式中，所述动力电池保护装置还包括：
31.充电警报器，电连接于所述电源，用于发出充电警报。
32.根据本发明的第二个方面，本发明实施例的一种混动机车安全保护方法，用于控制上述的混动机车安全保护系统，所述混动机车安全保护方法包括以下步骤：
33.当混动机车进行充电时，联锁机构控制充电装置启动，加氢装置被锁定无法启动，且仅动力电池保护装置电连接于电源，使充电装置对混动机车的动力电池充电，动力电池保护装置的温度检测件检测动力电池的温度；
34.当混动机车进行加氢时，联锁机构控制加氢装置启动、充电装置被锁定无法启动，且仅储氢保护装置电连接于电源，使加氢装置对混动机车的储氢间加氢，储氢保护装置的氢气浓度探测器检测储氢间内氢气浓度。
35.在其中一些实施方式中，在混动机车进行充电或加氢之前，启动钥匙插接至启动锁内并切换至打开位，用于电源接通。
36.在其中一些实施方式中，在充电装置对混动机车的动力电池充电之前，动力电池保护装置的温度检测件电连接于电源，用于温度检测件的开启；
37.在充电装置对混动机车的动力电池完成充电之后，动力电池保护装置的温度检测件与电源电连接中断，用于温度检测件的关闭。
38.在其中一些实施方式中，如果混动机车需要充电，先将插接于动力电池互锁的充电钥匙切换至打开位，用于动力电池保护装置开启，之后将充电钥匙从动力电池互锁取出，使启动钥匙锁定于启动锁内，加氢钥匙锁定于储氢互锁内，然后将充电钥匙插接至互锁钥匙箱的充电锁并切换至打开位，使充电装置对混动机车的动力电池进行充电；
39.在充电装置对动力电池充电完成之后，先将充电钥匙切换至关闭位并将充电钥匙从互锁钥匙箱的充电锁内取出，然后将充电钥匙插接至动力电池互锁并切换至关闭位，用于动力电池保护装置关闭，同时解锁互锁钥匙箱。
40.在其中一些实施方式中，所述动力电池保护装置开启包括以下步骤：
41.获取动力电池的实际温度t；
42.比较动力电池的实际温度t、第一预设温度t1及第二预设温度t2；
43.当t1≤t≤t2时，控制充电警报器启动并发出停止充电警报；
44.当t＞t2时，控制充电警报器启动并发出灭火警报。
45.在其中一些实施方式中，在加氢装置对混动机车的储氢间加氢之前，储氢保护装置的氢气浓度探测器电连接于电源，用于氢气浓度探测器的开启；
46.在加氢装置对混动机车的储氢间完成加氢之后，储氢保护装置的氢气浓度探测器与电源电连接中断，用于氢气浓度探测器的关闭。
47.在其中一些实施方式中，如果混动机车需要加氢，先将插接至储氢互锁的加氢钥匙切换至打开位，用于储氢保护装置开启，之后将加氢钥匙从储氢互锁取出，使启动钥匙锁定于启动锁内，充电钥匙锁定于充电锁内，然后将加氢钥匙插接至互锁钥匙箱的加氢锁并切换至打开位，使加氢装置对混动机车的储氢间内的储氢系统进行加氢；
48.在加氢装置对储氢间内储氢系统加氢完成之后，先将加氢钥匙切换至关闭位并将加氢钥匙从互锁钥匙箱的加氢锁内取出，然后将加氢钥匙插接至储氢互锁并切换至关闭位，用于储氢保护装置关闭，同时解锁互锁钥匙箱。
49.在其中一些实施方式中，所述储氢保护装置开启包括以下步骤；
50.获取储氢间的实际氢气浓度c；
51.比较储氢间的实际氢气浓度c、第一预设浓度c1及第二预设浓度c2；
52.当c1≤c时，控制加氢警报器启动并发出停止加氢警报；
53.当c1≤c≤c2时，控制排风组件启动，以将储氢间内的氢气进行排放；
54.并当c＞c2时，控制通风机启动，使储氢间内的氢气与外部空气置换；
55.当c1＞c时，控制加氢警报器关闭。
56.本发明的一个实施例具有如下优点或有益效果：
57.本发明实施例提供的混动机车安全保护系统，利用充电装置可以对混动机车的动力电池充电，以完成混动机车的充电过程，在此过程中，利用动力电池保护装置的温度检测件检测动力电池，实现动力电池的温度监测，以保证混动机车充电安全性。利用加氢装置可以向混动机车的储氢间加氢，以完成混动机车的加氢过程，在此过程中，利用储氢保护装置的氢气浓度探测器检测储氢间内氢气浓度，实现储氢间氢气浓度的监测，以保证混动机车加氢安全性。联锁机构能够控制充电装置和加氢装置择一启动，联锁机构起到开关的作用，利用联锁机构对混动机车的加氢、充电进行互锁，采用机械防呆的设置，使加氢过程和充电过程在同一时间仅可单一进行，起到对混动机车安全保护的作用，与现有人为控制相比，省时省力，可靠性高。
58.与此同时，即使混动机构在充电或加氢时处于停车状态，电源能够分别对应电连接于动力电池保护装置和储氢保护装置，使混动机车在充电时利用动力电池保护装置进行监控，混动机车在加氢时利用储氢保护装置进行监控，保证在整个过程中的安全性处于完全控制状态。采用单独设置的电源，以为动力电池保护装置或储氢保护装置进行供电，在加氢或充电前受到联锁机构的制约，会强制启动动力电池保护装置或储氢保护装置，避免因人为疏忽导致的风险。
59.本发明实施例提供的混动机车安全保护方法，根据混动机车加装不同燃料，利用联锁机构择一启动充电装置和加氢装置，并控制对应启动动力电池保护装置和储氢保护装置这两种不同的监测系统，在混动机车加氢时储氢保护装置的氢气浓度探测器对储氢间氢气浓度进行检测，保证在加氢过程中的安全。在混动机车充电过程中使用动力电池保护装置的温度检测件对动力电池温度进行监测，保证在充电过程中的安全。相当于联锁机构可
以对混动机车的加氢、充电过程进行互锁，强制同一时间仅能进行一项操作以确保安全性。
附图说明
60.为了更好地理解本公开，可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的，并且相关的元件可能省略，以便强调和清楚地说明本公开的技术特征。另外，相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外，在附图中，同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的部件。通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
61.其中：
62.图1示出的是本发明一实施例的混动机车安全保护系统的原理示意图；
63.图2示出的是本发明一实施例的混动机车安全保护系统中联锁机构部分电路示意图；
64.图3示出的是本发明一实施例的混动机车安全保护方法的流程图。
65.其中，附图标记说明如下：
66.100、机械间；200、电气间；300、储氢间；
67.1、电源；2、充电装置；3、加氢装置；4、动力电池保护装置；5、储氢保护装置；6、联锁机构；7、声光报警装置；8、控制主机；
68.61、充电锁；62、充电钥匙；63、加氢锁；64、加氢钥匙；65、启动钥匙；66、互锁钥匙箱；661、启动锁；662、动力电池互锁；663、储氢互锁。
具体实施方式
69.下面将结合本公开示例实施例中的附图，对本公开示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本公开的保护范围，因此应当理解，在不脱离本公开的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。
70.在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/所述”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。
71.除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
72.进一步地，本公开的描述中，需要理解的是，本公开的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本公开的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件(一个或多个)“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外(一个或多个) 元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”。
73.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
74.本实施例提供了一种混动机车安全保护系统，适用于混动机车技术领域，混动机车具体指混合动力机车，特别是氢燃料混合动力机车，混合动力机车能源为氢气，或电能，或氢气和电能。
75.如图1所示，该混动机车安全保护系统包括电源1、充电装置2、加氢装置3、动力电池保护装置4、储氢保护装置5及联锁机构6，充电装置2用于对混动机车的动力电池充电，加氢装置3用于向混动机车的储氢间300内的储氢系统加氢，动力电池保护装置4包括温度检测件，其中，温度检测件具体为红外温度传感器，温度检测件用于检测动力电池。储氢保护装置5包括氢气浓度探测器，氢气浓度探测器用于检测储氢间300内氢气浓度。联锁机构6被配置为控制充电装置2和加氢装置3择一启动，并使电源1能够分别择一对应电连接于动力电池保护装置4和储氢保护装置5。
76.本实施例提供的混动机车安全保护系统，利用充电装置2可以对混动机车的动力电池充电，以完成混动机车的充电过程，在此过程中，利用动力电池保护装置4的温度检测件检测动力电池，实现动力电池的温度监测，以保证混动机车充电安全性。利用加氢装置3可以向混动机车的储氢间300内的储氢系统加氢，以完成混动机车的加氢过程，在此过程中，利用储氢保护装置5的氢气浓度探测器检测储氢间300内氢气浓度，实现储氢间300氢气浓度的监测，以保证混动机车加氢安全性。联锁机构6能够控制充电装置2和加氢装置3择一启动，联锁机构6起到开关的作用，利用联锁机构6对混动机车的加氢、充电进行互锁，采用机械防呆设置，使加氢过程和充电过程在同一时间仅可单一进行，起到对混动机车安全保护的作用，与现有人为控制相比，省时省力，可靠性高。
77.与此同时，即使混动机构在充电或加氢时处于停车状态，电源1能够分别择一对应电连接于动力电池保护装置4和储氢保护装置5，使混动机车在充电时利用动力电池保护装置4进行监控，混动机车在加氢时利用储氢保护装置5进行监控，保证在整个过程中的安全性处于完全控制状态。采用单独设置的电源1，以为动力电池保护装置4或储氢保护装置5进行供电，在加氢或充电前受到联锁机构6的制约，会强制启动动力电池保护装置4或储氢保护装置5，避免因人为疏忽导致的风险。
78.在一个实施例中，如图1所示，联锁机构6包括充电锁61、充电钥匙 62、加氢锁63及加氢钥匙64，充电锁61设置于充电装置2，充电钥匙62 选择性插接于充电锁61，用于充电装置2的启闭。加氢锁63设置于加氢装置3，加氢钥匙64选择性插接于加氢锁63，用于加氢装置3的启闭。
79.需要特别说明的是，混动机车内设置有机械间100、电气间200及储氢间300，机械间100内设置有电源1和其中一部分联锁机构6，电气间200 内设置有动力电池保护装置4，储氢间300内设置有储氢保护装置5。在混动机车的外部设置有充电装置2和加氢装置3，其中充电装置2包括充电盒，在充电盒的充电口设置有充电锁61，充电锁61和充电钥匙62相适配，用于充电装置2的启闭。加氢装置3包括加氢盒，在加氢盒的充电口设置有加氢锁63，加氢锁63和加氢钥匙64相适配，用于加氢装置3的启闭。
80.需要特别说明的是，充电锁61和加氢锁63具体为卡巴锁，充电锁61 和加氢锁63均具有两种工作位，锁闭位和打开位，在锁闭位时，锁头被锁体锁住不能取出，与该锁相对应的钥匙可以从锁体拔出。在打开位时，锁头可以从锁体中取出，与该锁相对应的钥匙被锁住不可以旋转或拔出。
81.其中，充电钥匙62和加氢钥匙64择一对应插接于充电锁61和加氢锁 63。
82.具体地，当充电钥匙62插接于充电锁61时，加氢钥匙64没有插接于加氢锁63，使混动机车只能利用充电装置2进行充电，避免充电过程中因加氢出现安全事故；当加氢钥匙64插接于加氢锁63时，充电钥匙62没有插接于充电锁61，使混动机车只能利用加氢装置3进行加氢，避免加氢过程中因充电出现安全事故。
83.在一个实施例中，联锁机构6还包括启动钥匙65和互锁钥匙箱66，互锁钥匙箱66设置于混动机车的车体。其中，启动钥匙65、充电钥匙62和加氢钥匙64对应插接于互锁钥匙箱66，使电源1电连接于动力电池保护装置 4和储氢保护装置5中其中一个。
84.其中，启动钥匙65对应插接于互锁钥匙箱66，以将电源1进行导通，以为动力电池保护装置4或储氢保护装置5提供所需的电能。充电钥匙62 对应插接于互锁钥匙箱66，使电源1电连接于动力电池保护装置4，使动力电池保护装置4的温度检测件能够检测动力电池的温度。加氢钥匙64对应插接于互锁钥匙箱66，使电源1电连接于储氢保护装置5，使储氢保护装置 5的氢气浓度探测器能够检测储氢间300内的氢气浓度。
85.可以理解的是，启动钥匙65具体是指机车启动钥匙，司机将该启动钥匙65插入设置于操纵台上的启动锁661，并旋转至工作位，混动机车操纵端才被激活，然后才可以启动混动机车。
86.可以理解的是，互锁钥匙箱66、启动钥匙65、充电钥匙62及加氢钥匙 64即为其中一部分联锁机构6，充电锁61和加氢锁63即为另外一部分联锁机构6。
87.在一个实施例中，如图1-图2所示，互锁钥匙箱66包括动力电池互锁662、储氢互锁663及启动锁661，动力电池互锁662串联于动力电池保护装置4，充电钥匙62插接于动力电池互锁662并在充电启动状态和充电关闭状态之间切换。储氢互锁663串联于储氢保护装置5，加氢钥匙64插接于储氢互锁663并在加氢启动状态和加氢关闭状态之间切换。启动锁661串联于电源1，动力电池互锁662和储氢互锁663并联后与启动锁661串联，启动钥匙65插接于启动锁661。
88.可以理解的是，互锁钥匙箱66内的电路为混联电路，电源1和启动锁 661串联后分成三个并联支路，第一并联支路为动力电池互锁662串联于动力电池保护装置4，第二并联支路为储氢互锁663串联于储氢保护装置5，第三支路为控制主机8。
89.当启动钥匙65插接于启动锁661并切换至打开位时，相当于启动锁661 闭合，以将电源1接通，整个互锁钥匙箱66内的电路处于开启状态。充电钥匙62插接于动力电池互锁662并在充电启动状态和充电关闭状态之间切换。
90.需要特别说明的是，当启动钥匙65、充电钥匙62及加氢钥匙64在对应插接于锁时，处于锁闭位，当启动钥匙65、充电钥匙62及加氢钥匙64对应旋转90
°
之后，处于打开位。因此，充电钥匙62插接于动力电池互锁662 之后，通过充电钥匙62旋转90
°
，实现在充电启动状态和充电关闭状态之间切换；在加氢钥匙64插接于储氢互锁663之后，通过加氢钥匙64旋转 90
°
，实现并在加氢启动状态和加氢关闭状态之间切换。
91.需要特别说明的是，互锁钥匙箱66的动力电池互锁662、储氢互锁663 及启动锁661为机械互锁，同时每把锁并能将反馈信号传递至控制主机8。
92.需要特别说明的是，还可以是启动锁661不与动力电池互锁662、储氢互锁663机械互锁，而是启动锁661仅作为互锁钥匙箱66的箱体门的机械锁和整个电路的电源1开关，在启动锁661打开后方可打开互锁钥匙箱66 的箱体门，方可取出充电钥匙62或者加氢钥匙64进行后续操作。
93.在一个实施例中，储氢保护装置5还包括排风组件、通风机及加氢警报器，排风组件电连接于电源1，用于排放储氢间300内的氢气；通风机电连接于电源1，用于向储氢间300通入空气，加氢警报器电连接于电源1，用于发出加氢警报。
94.通过电源1电连接于排风组件、通风机及加氢警报器，以为这些部件提供电能。利用排放组件可以排放储氢间300内的氢气，实现储氢间300紧急排空的功能。利用通风机向储氢间300通入空气，实现外部空气和储氢间300 进行置换的功能。利用加氢警报器发出加氢警报，以提示操作人员查看和维修。
95.需要特别说明的是，排放组件包括排气窗和电动撑杆，排气窗设置于储氢间300的顶部，控制主机8控制电源1为排放组件供电，电动撑杆在得电后打开排气窗，使储氢间300内逃逸氢气可由此处向车外大气逃逸。
96.需要特别说明的是，通风机设置于储氢间300的顶部，控制主机8控制电源1为通风机供电，通风机实质为强制通风装置，由通风机强制将储氢间 300内全部空气进行置换，以达到排空的目的。
97.在一个实施例中，动力电池保护装置4还包括充电警报器，充电警报器电连接于电源1，用于发出充电警报。利用充电警报器发出充电警报，以提示操作人员查看和维修。
98.需要特别说明的是，如图1所示，加氢警报器和充电警报器可以统称为声光报警装置7，该声光报警装置7设置于混动机车的车下外部，用于提示操作人员进行紧急处理。采用车外安装声光报警装置7的方式，在加氢或充电时，操作人员可以直接接收到相关警告，避免由车内监控人员传递信息不及时带来的风险。
99.本实施例还提供了一种混动机车安全保护方法，用于控制上述的混动机车安全保护系统，如图3所示，混动机车安全保护方法包括以下步骤：
100.当混动机车进行充电时，联锁机构6控制充电装置2启动、加氢装置3 不启动，且仅动力电池保护装置4电连接于电源1，使充电装置2对混动机车的动力电池充电，动力电池保护装置4的温度检测件检测动力电池的温度；
101.当混动机车进行加氢时，联锁机构6控制加氢装置3启动、充电装置2 不启动，且仅储氢保护装置5电连接于电源1，使加氢装置3对混动机车的储氢间300加氢，储氢保护装置5的氢气浓度探测器检测储氢间300内氢气浓度。
102.本实施例提供的混动机车安全保护方法，根据混动机车加装不同燃料，利用联锁机构6择一启动充电装置2和加氢装置3，并控制对应启动动力电池保护装置4和储氢保护装置5这两种不同的监测系统，在混动机车加氢时储氢保护装置5的氢气浓度探测器对储氢间300氢气浓度进行检测，保证在加氢过程中的安全。在混动机车充电过程中使用动力电池保护装置4的温度检测件对动力电池温度进行监测，保证在充电过程中的安全。相当于联锁机构6可以对混动机车的加氢、充电过程进行互锁，强制同一时间仅能进行一项操作以确保安
全性。
103.在一个实施例中，在混动机车进行充电或加氢之前，联锁机构6的启动钥匙65插接至启动锁661内并切换至打开位，用于电源1接通。
104.具体地，当混动机车需要充电或加氢时，操作人员将启动钥匙65插入互锁钥匙箱66的启动锁661并旋转90
°
，此操作将电源1接通，整个互锁钥匙箱66内电路处于开启状态。采用单独的电源1进行供电，在加氢或充电前由于联锁，会强制启动动力电池保护装置4或储氢保护装置5，避免因人为疏忽导致的风险。
105.可以理解的是，采用机械联锁方式使混动机车启动、充电和加氢操作进行互锁，避免其中两项或三项同时启动带来危险。
106.在一个实施例中，在充电装置2对混动机车的动力电池充电之前，动力电池保护装置4的温度检测件电连接于电源1，用于温度检测件的开启。在充电装置2对混动机车的动力电池完成充电之后，动力电池保护装置4的温度检测件与电源1电连接中断，用于温度检测件的关闭。
107.换而言之，在充电装置2开启之前，电池保护装置的温度检测件已经开启，准备对动力电池进行温度检测；在充电装置2关闭之后，电池保护装置的温度检测件在对完成充电的动力电池进行温度检测后才关闭。即，电池保护装置4的温度检测件的工作持续时间大于充电装置2的工作持续时间，以确保在整个充电过程中，温度检测件都能对动力电池进行温度检测，保证在充电过程中的安全性。
108.在一个实施例中，如果混动机车需要充电，先将插接于动力电池互锁 662的充电钥匙62切换至打开位，用于动力电池保护装置4开启，之后将充电钥匙62从动力电池互锁662取出，使启动钥匙65锁定于启动锁661内，加氢钥匙64锁定于储氢互锁663内，即启动钥匙65和加氢钥匙64无法拔出，此时动力电池保护装置4启动。
109.然后，将充电钥匙62插接至互锁钥匙箱66的充电锁61并切换至打开位，即充电钥匙62插接至充电锁61后旋转90
°
，使充电装置2的充电盒对混动机车的动力电池进行充电，此时充电钥匙62被锁定在充电锁61内无法拔出，在充电盒对混动机车的动力电池充电过程中，温度检测件持续对动力电池进行温度检测；
110.在充电装置2对动力电池充电完成之后，先将充电钥匙62切换至关闭位并将充电钥匙62从互锁钥匙箱66的充电锁61内取出，用于互锁钥匙箱 66解锁，然后将充电钥匙62插接至动力电池互锁662并切换至关闭位，用于动力电池保护装置4关闭。
111.在一个实施例中，动力电池保护装置4开启包括以下步骤：
112.获取动力电池的实际温度t；
113.比较动力电池的实际温度t、第一预设温度t1及第二预设温度t2；
114.当t1≤t≤t2时，控制充电警报器启动并发出停止充电警报；
115.当t＞t2时，控制充电警报器启动并发出灭火警报。
116.其中，动力电池的实际温度t通过温度检测件检测而得到，温度检测件将检测到的温度信号传递给控制主机8，控制主机8控制充电警报器工作。当t1≤t≤t2时，意味着动力电池的实际温度t在第一预设温度t1和第二预设温度t2之间，处于不安全状态，此时控制充电警报器启动并发出停止充电警报；当t＞t2时，意味着动力电池的实际温度t超出第二预设温度 t2，处于严重不安全并可能因温度过热出现着火情形，此时控制充电警报器启动并
发出灭火警报。
117.在一个实施例中，在加氢装置3对混动机车的储氢间300加氢之前，储氢保护装置5的氢气浓度探测器电连接于电源1，用于氢气浓度探测器的开启；在加氢装置3对混动机车的储氢间300完成加氢之后，储氢保护装置5 的氢气浓度探测器与电源1电连接中断，用于氢气浓度探测器的关闭。
118.换而言之，在加氢装置3开启之前，储氢保护装置5的氢气浓度探测器已经开启，准备对储氢间300进行氢气浓度检测；在加氢装置3关闭之后，储氢保护装置5的氢气浓度探测器才关闭，以对完成加氢的储氢间300进行氢气浓度检测。即，储氢保护装置5的氢气浓度探测器的工作持续时间大于加氢装置3的工作持续时间，以确保在整个加氢过程中，氢气浓度探测器都能对储氢间300进行氢气浓度检测，保证在加氢过程中的安全性。
119.在一个实施例中，如果混动机车需要加氢，先将加氢钥匙64插接至储氢互锁663并切换至打开位，用于储氢保护装置5开启，之后将加氢钥匙 64从储氢互锁663取出，使启动钥匙65锁定于启动锁661内，充电钥匙62 锁定于动力电池互锁662内，然后将加氢钥匙64插接至互锁钥匙箱66的加氢锁63并切换至打开位，使加氢装置3对混动机车的储氢间300进行加氢；在加氢装置3对储氢间300加氢完成之后，先将加氢钥匙64切换至关闭位并将加氢钥匙64从互锁钥匙箱66的加氢锁63内取出，用于互锁钥匙箱66 解锁，然后将加氢钥匙64插接至储氢互锁663并切换至关闭位，用于储氢保护装置5关闭。
120.在一个实施例中，储氢保护装置5开启包括以下步骤；
121.获取储氢间300的实际氢气浓度c；
122.比较储氢间300的实际氢气浓度c、第一预设浓度c1及第二预设浓度 c2；
123.当c1≤c时，控制加氢警报器启动并发出停止加氢警报；
124.当c1≤c≤c2时，控制排风组件启动，以将储氢间300内的氢气进行排放；
125.并当c＞c2时，控制通风机启动，使储氢间300内的氢气与外部空气置换。
126.当c1＞c时，控制加氢警报器停止；
127.其中，储氢间300的实际氢气浓度c通过氢气浓度探测器检测而得到，氢气浓度探测器将检测到的氢气浓度信号传递给控制主机8，控制主机8控制储氢保护装置5中各个部件工作。
128.当c1≤c≤c2时，意味着储氢间300的实际氢气浓度c在第一预设浓度c1和第二预设浓度c2之间，处于不安全状态，此时控制主机8控制电源 1为排放组件供电，电动撑杆在得电后打开排气窗，使储氢间300内逃逸氢气可由此处向车外大气逃逸。同时，控制主机8控制加氢警报器启动并发出停止加氢警报。
129.当c＞c2时，意味着储氢间300的实际氢气浓度c超出第二预设浓度 c2之间，处于严重不安全状态，此时控制主机8控制电源1为通风机供电，通风机实质为强制通风装置，由通风机强制将储氢间300内全部空气进行置换，以达到排空的目的。
130.当c1＞c时，意味着在通风机或排放组件的排氢气作用下，储氢间300 的实际氢气浓度c逐渐下降至安全状态，控制充电警报器关闭。
131.需要特别说明的是，第一预设浓度c1具体可以为1％，第二预设浓度 c2具体可以为3％。
132.需要特别说明的是，安全状态并不是只瞬间状态，而是指持续状态，在储氢间300
的实际氢气浓度c小于第一预设浓度c1并持续预设时间t，才认定为安全状态，其中，t可以为300s。
133.应可理解的是，本发明不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。
134.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明创造后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
135.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的保护范围仅由所附的权利要求来限制。

技术特征：
1.一种混动机车安全保护系统，其特征在于，包括：电源(1)；充电装置(2)，用于对混动机车的动力电池充电；加氢装置(3)，用于向混动机车的储氢间(300)内的储氢系统加氢；动力电池保护装置(4)，包括温度检测件，所述温度检测件用于检测所述动力电池；储氢保护装置(5)，包括氢气浓度探测器，所述氢气浓度探测器用于检测所述储氢间(300)内氢气浓度；联锁机构(6)，所述联锁机构(6)被配置为控制所述充电装置(2)和所述加氢装置(3)择一启动，并使所述电源(1)能够分别择一对应电连接于所述动力电池保护装置(4)和所述储氢保护装置(5)。2.根据权利要求1所述的混动机车安全保护系统，其特征在于，所述联锁机构(6)包括：充电锁(61)，设置于所述充电装置(2)；充电钥匙(62)，选择性插接于所述充电锁(61)，用于所述充电装置(2)的启闭；加氢锁(63)，设置于所述加氢装置(3)；加氢钥匙(64)，选择性插接于加氢锁(63)，用于所述加氢装置(3)的启闭；其中，所述充电钥匙(62)和所述加氢钥匙(64)择一对应插接于所述充电锁(61)和所述加氢锁(63)。3.根据权利要求2所述的混动机车安全保护系统，其特征在于，所述联锁机构(6)还包括：启动钥匙(65)；互锁钥匙箱(66)，设置于混动机车；其中，所述启动钥匙(65)、所述充电钥匙(62)和所述加氢钥匙(64)对应插接于所述互锁钥匙箱(66)，使所述电源(1)电连接于所述动力电池保护装置(4)和所述储氢保护装置(5)中其中一个。4.根据权利要求3所述的混动机车安全保护系统，其特征在于，所述互锁钥匙箱(66)包括：动力电池互锁(662)，串联于所述动力电池保护装置(4)，所述充电钥匙(62)插接于所述动力电池互锁(662)并在充电启动状态和充电关闭状态之间切换；储氢互锁(663)，串联于所述储氢保护装置(5)，所述加氢钥匙(64)插接于所述储氢互锁(663)并在所述加氢启动状态和加氢关闭状态之间切换；启动锁(661)，串联于所述电源(1)，所述动力电池互锁(662)和所述储氢互锁(663)并联后与所述启动锁(661)串联，所述启动钥匙(65)插接于所述启动锁(661)。5.根据权利要求1所述的混动机车安全保护系统，其特征在于，所述储氢保护装置(5)还包括：排风组件，电连接于所述电源(1)，用于排放所述储氢间(300)内的氢气；通风机，电连接于所述电源(1)，用于向所述储氢间(300)通入空气；加氢警报器，电连接于所述电源(1)，用于发出加氢警报。6.根据权利要求5所述的混动机车安全保护系统，其特征在于，所述动力电池保护装置(4)还包括：
充电警报器，电连接于所述电源(1)，用于发出充电警报。7.一种混动机车安全保护方法，其特征在于，用于控制权利要求1-6任一项所述的混动机车安全保护系统，所述混动机车安全保护方法包括以下步骤：当混动机车进行充电时，联锁机构(6)控制充电装置(2)启动、加氢装置(3)不启动，且仅动力电池保护装置(4)电连接于电源(1)，使充电装置(2)对混动机车的动力电池充电，动力电池保护装置(4)的温度检测件检测动力电池的温度；当混动机车进行加氢时，联锁机构(6)控制加氢装置(3)启动、充电装置(2)不启动，且仅储氢保护装置(5)电连接于电源(1)，使加氢装置(3)对混动机车的储氢间(300)加氢，储氢保护装置(5)的氢气浓度探测器检测储氢间(300)内氢气浓度。8.根据权利要求7所述的混动机车安全保护方法，其特征在于，在混动机车进行充电或加氢之前，联锁机构(6)的启动钥匙(65)插接至启动锁(661)内并切换至打开位，用于电源(1)接通。9.根据权利要求8所述的混动机车安全保护方法，其特征在于，在充电装置(2)对混动机车的动力电池充电之前，动力电池保护装置(4)的温度检测件电连接于电源(1)，用于温度检测件的开启；在充电装置(2)对混动机车的动力电池完成充电之后，动力电池保护装置(4)的温度检测件与电源(1)电连接中断，用于温度检测件的关闭。10.根据权利要求9所述的混动机车安全保护方法，其特征在于，如果混动机车需要充电，先将插接于动力电池互锁(662)的充电钥匙(62)切换至打开位，用于动力电池保护装置(4)开启，之后将充电钥匙(62)从动力电池互锁(662)取出，使启动钥匙(65)锁定于启动锁(661)内，加氢钥匙(64)锁定于储氢互锁(663)内，然后将充电钥匙(62)插接至互锁钥匙箱(66)的充电锁(61)并切换至打开位，使充电装置(2)对混动机车的动力电池进行充电；在充电装置(2)对动力电池充电完成之后，先将充电钥匙(62)切换至关闭位并将充电钥匙(62)从互锁钥匙箱(66)的充电锁(61)内取出，然后将充电钥匙(62)插接至动力电池互锁(662)并切换至关闭位，用于动力电池保护装置(4)关闭，同时解锁钥匙箱(66)。11.根据权利要求10所述的混动机车安全保护方法，其特征在于，所述动力电池保护装置(4)开启包括以下步骤：获取动力电池的实际温度t；比较动力电池的实际温度t、第一预设温度t1及第二预设温度t2；当t1≤t≤t2时，控制充电警报器启动并发出停止充电警报；当t＞t2时，控制充电警报器启动并发出灭火警报。12.根据权利要求8所述的混动机车安全保护方法，其特征在于，在加氢装置(3)对混动机车的储氢间(300)加氢之前，储氢保护装置(5)的氢气浓度探测器电连接于电源(1)，用于氢气浓度探测器的开启；在加氢装置(3)对混动机车的储氢系统(300)完成加氢之后，储氢保护装置(5)的氢气浓度探测器与电源(1)电连接中断，用于氢气浓度探测器的关闭。13.根据权利要求12所述的混动机车安全保护方法，其特征在于，如果混动机车需要加氢，先将插接至储氢互锁(663)的加氢钥匙(64)切换至打开位，用于储氢保护装置(5)开启，之后将加氢钥匙(64)从储氢互锁(633)取出，使启动钥匙(65)锁
定于启动锁(661)内，充电钥匙(62)锁定于动力电池互锁(662)内，然后将加氢钥匙(64)插接至互锁钥匙箱(66)的加氢锁(63)并切换至打开位，使加氢装置(3)对混动机车的储氢间(300)进行加氢；在加氢装置(3)对储氢间(300)内的储氢系统加氢完成之后，先将加氢钥匙(64)切换至关闭位并将加氢钥匙(64)从互锁钥匙箱(66)的加氢锁(63)内取出，然后将加氢钥匙(64)插接至储氢互锁(633)并切换至关闭位，用于储氢保护装置(5)关闭，同时解锁钥匙箱(66)。14.根据权利要求13所述的混动机车安全保护方法，其特征在于，所述储氢保护装置(5)开启包括以下步骤；获取储氢间(300)的实际氢气浓度c；比较储氢间(300)的实际氢气浓度c、第一预设浓度c1及第二预设浓度c2；当c1≤c时，控制加氢警报器启动并发出停止加氢警报；当c1≤c≤c2时，控制排风组件启动，以将储氢间(300)内的氢气进行排放；并当c＞c2时，控制通风机启动，使储氢间(300)内的氢气与外部空气置换；当c1＞c时，控制加氢警报器关闭。

技术总结
本发明提供一种混动机车安全保护系统及混动机车安全保护方法，涉及机车生产制造技术领域。混动机车安全保护系统，其特征在于，包括：电源；充电装置，用于对混动机车的动力电池充电；加氢装置，用于向混动机车储氢间内的储氢系统加氢；动力电池保护装置，包括温度检测件，温度检测件用于检测动力电池；储氢保护装置，包括氢气浓度探测器，氢气浓度探测器用于检测储氢间内氢气浓度；联锁机构，联锁机构被配置为控制充电装置和加氢装置择一启动，并使电源能够分别择一对应电连接于动力电池保护装置和储氢保护装置。采用机械防呆的设置，使加氢过程和充电过程在同一时间仅可单一进行，起到对混动机车安全保护的作用，省时省力，可靠性高。靠性高。靠性高。


技术研发人员：唐颂歌 陈君 高秀
受保护的技术使用者：中车大同电力机车有限公司
技术研发日：2022.09.30
技术公布日：2023/1/6