CN110303947A - 一种可供给新能源汽车的大功率燃料电池dcdc控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可供给新能源汽车的大功率燃料电池DCDC控制器,其包括燃料电池低压输入电路、600V高压配电输出电路、360V输出电路和24V输出电路;所述燃料电池低压输入电路包括燃料电池、晶闸管A、电感A、DCDC控制PCB板、预充电阻、电感B、IGBT管B、IGBT管A、电容A;所述600V高压配电输出电路包括晶闸管B、600v高压控制系统;所述360V输出电路包括360V高压蓄电池、电容B、电感C、IGBT管C、负载电阻;所述24V输出电路包括24V电压蓄电池、二极管A、二极管B、变压器。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池电动汽车的电池供电电压控制技术领域,尤其涉及一种可供给新能源汽车的大功率燃料电池DCDC控制器。
背景技术
目前,新能源汽车快速发展,而燃料电池汽车作为新能源汽车的一大分支 ,拥有着巨大的潜力,也获得了巨大的发展空间和资源;与传统汽车相比,燃料电池汽车的优势在于使用更加清洁的能源的同时,也具备同样便捷的能源补充形式。而暂时由于技术上的原因,燃料电池还无法做到如同电网充电的蓄电池一样稳定的高压输出,而电压过低会导致电机发热,影响电机效率,严重时还会破坏电机线圈绝缘材料,烧毁电机。
所以燃料电池电动汽车要实现产业化和批量生产,就必须实现持续稳定的将燃料电池产生的较低电压进行升压,这样才能有效的减小电流,从而避免使用较粗的电缆,使燃料电池到控制器到电机的优化控制及设计定型更加简便。如果能够开发出一种可供给新能源汽车的大功率燃料电池DCDC控制器会有利于电动汽车的发展,从而保护人类环境可持续发展。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足,提供了一种可供给新能源汽车的大功率燃料电池DCDC控制器,其相当于整车电池控制器、电机电源控制器、DCDC、充电机、高压配电控制系统,极大的节约了空间和成本,提高整个控制器的工作效率,提高整车的电磁兼容性和可靠性,减小重量和体积。
为解决现有技术中存在的问题,采用的具体技术方案是:
一种可供给新能源汽车的大功率燃料电池DCDC控制器包括燃料电池低压输入电路、600V高压配电输出电路、360V输出电路和24V输出电路;所述燃料电池低压输入电路包括燃料电池、晶闸管A、电感A、DCDC控制PCB板、预充电阻、电感B、IGBT管B、IGBT管A、电容A;所述600V高压配电输出电路包括晶闸管B、600v高压控制系统;所述360V输出电路包括360V高压蓄电池、电容B、电感C、IGBT管C、负载电阻;所述24V输出电路包括24V电压蓄电池、二极管A、二极管B、变压器;所述燃料电池的负极与电容A连接,燃料电池的正极与晶闸管A和预充电阻连接,晶闸管A还与DCDC控制PCB板和电感A、预充电阻、电感B连接,所述电感A和电感B还分别与IGBT管A和IGBT管B连接,IGBT管A和IGBT管B均与电容A连接,所述DCDC控制PCB板还与IGBT管A、IGBT管B、IGBT管C、晶闸管B连接;所述晶闸管B与600v高压控制系统的正极连接,所述电容A与600v高压控制系统的负极连接;所述360V高压蓄电池分别与所述电容B和负载电阻连接,所述电感C分别与所述电容B、负载电阻和IGBT管C连接;所述24V电压蓄电池分别与360V高压蓄电池、电容A、二极管A和二极管B连接,所述变压器分别与所述二极管A、二极管B、IGBT管C连接。
优选方案,所述燃料电池的输出电压为90伏至150伏。
优选方案,所述燃料电池的输出电压为100伏。
优选方案,所述600V高压配电输出电路、360V输出电路和24V输出电路使用同一个PCB板。
优选方案,该燃料电池的DCDC控制器直接与新能源汽车的电机控制器MCU、BMS、充电机、仪表进行通讯。
优选方案,所述燃料电池低压输入电路、600V高压配电输出电路、360V输出电路和24V输出电路共同使用同一块DSP芯片控制,且该燃料电池低压输入电路、600V高压配电输出电路、360V输出电路、24V输出电路和DSP芯片共同制作在同一块PCB印刷板上。
通过采用上述方案,本发明的一种可供给新能源汽车的大功率燃料电池DCDC控制器与现有技术相比,其技术效果在于:采用集成PCU控制技术,将整车控制器与电机控制器集成于一个PCB电路板,以DSP芯片为核心的电路控制部件,从而控制DCDC上所有的输入输出电压,解决了燃料电池的低压输出、输出不稳定、不能实现不同电压输出等问题。
本发明的三路输出使用同一个PCB板,从而节约了空间,有利于整体空间的布置;燃料电池DCDC控制器与电机控制器MCU、BMS、充电机、仪表等设备进行通讯;配电装置将电池的直流低压电分配给电机控制器、低压24V蓄电池、高压360V蓄电池装置等用电设备;360V蓄电池提供高压储蓄,然后在燃料电池DCDC刚刚驱动的时候提供一部分电能;DCDC将电池直流高压转换为24V,然后对24V车载蓄电池充电。该燃料电池DCDC控制器使用一个压铸铝合金的箱体,通过箱底的高压水槽扇热,使用压铸铝合金材料提高整车电池兼容性,同时减轻重量,降低成本。
本控制器相当于整车电池控制器、电机电源控制器、DCDC、充电机、高压配电控制系统,极大的节约了空间和成本,提高整个控制器的工作效率,提高整车的电磁兼容性和可靠性,减小重量和体积。
附图说明
图1为本发明一种可供给新能源汽车的大功率燃料电池DCDC控制器的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面结合具体实例并参照附图,对本发明进一步详细说明。应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本发明的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1所示,一种可供给新能源汽车的大功率燃料电池DCDC控制器包括燃料电池低压输入电路、600V高压配电输出电路、360V输出电路和24V输出电路;所述燃料电池低压输入电路包括燃料电池、晶闸管A、电感A、DCDC控制PCB板、预充电阻、电感B、IGBT管B、IGBT管A、电容A;所述600V高压配电输出电路包括晶闸管B、600v高压控制系统;所述360V输出电路包括360V高压蓄电池、电容B、电感C、IGBT管C、负载电阻;所述24V输出电路包括24V电压蓄电池、二极管A、二极管B、变压器;所述燃料电池的负极与电容A连接,燃料电池的正极与晶闸管A和预充电阻连接,晶闸管A还与DCDC控制PCB板和电感A、预充电阻、电感B连接,所述电感A和电感B还分别与IGBT管A和IGBT管B连接,IGBT管A和IGBT管B均与电容A连接,所述DCDC控制PCB板还与IGBT管A、IGBT管B、IGBT管C、晶闸管B连接;所述晶闸管B与600v高压控制系统的正极连接,所述电容A与600v高压控制系统的负极连接;所述360V高压蓄电池分别与所述电容B和负载电阻连接,所述电感C分别与所述电容B、负载电阻和IGBT管C连接;所述24V电压蓄电池分别与360V高压蓄电池、电容A、二极管A和二极管B连接,所述变压器分别与所述二极管A、二极管B、IGBT管C连接。所述燃料电池的输出电压可以为90伏至150伏。本实施例中所述燃料电池的输出电压为100伏。所述600V高压配电输出电路、360V输出电路和24V输出电路使用同一个PCB板。该燃料电池的DCDC控制器直接与新能源汽车的电机控制器MCU、BMS、充电机、仪表进行通讯。所述燃料电池低压输入电路、600V高压配电输出电路、360V输出电路和24V输出电路共同使用同一块DSP芯片控制,且该燃料电池低压输入电路、600V高压配电输出电路、360V输出电路、24V输出电路和DSP芯片共同制作在同一块PCB印刷板上。
本发明给新能源汽车供电的可供给新能源汽车的大功率燃料电池DCDC控制器工作原理为:一极90~150V输入(即燃料电池的输出),360V输出给360V高压蓄电池充电,600V输出给电机工作,24V输出给低24V压蓄电池充电。
本发明的一种可供给新能源汽车的大功率燃料电池DCDC控制器采用集成PCU控制技术,将整车控制器与电机控制器集成于一个PCB电路板,以DSP芯片为核心的电路控制部件,从而控制DCDC上所有的输入输出电压,解决了燃料电池的低压输出、输出不稳定、不能实现不同电压输出等问题。
本发明的三路输出使用同一个PCB板,从而节约了空间,有利于整体空间的布置;燃料电池DCDC控制器与电机控制器MCU、BMS、充电机、仪表等设备进行通讯;配电装置将电池的直流低压电分配给电机控制器、低压24V蓄电池、高压360V蓄电池装置等用电设备;360V蓄电池提供高压储蓄,然后在燃料电池DCDC刚刚驱动的时候提供一部分电能;DCDC将电池直流高压转换为24V,然后对24V车载蓄电池充电。该燃料电池DCDC控制器使用一个压铸铝合金的箱体,通过箱底的高压水槽扇热,使用压铸铝合金材料提高整车电池兼容性,同时减轻重量,降低成本。
本控制器相当于整车电池控制器、电机电源控制器、DCDC、充电机、高压配电控制系统,极大的节约了空间和成本,提高整个控制器的工作效率,提高整车的电磁兼容性和可靠性,减小重量和体积。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种可供给新能源汽车的大功率燃料电池DCDC控制器,其特征在于,其包括燃料电池低压输入电路、600V高压配电输出电路、360V输出电路和24V输出电路;所述燃料电池低压输入电路包括燃料电池、晶闸管A、电感A、DCDC控制PCB板、预充电阻、电感B、IGBT管B、IGBT管A、电容A;所述600V高压配电输出电路包括晶闸管B、600v高压控制系统;所述360V输出电路包括360V高压蓄电池、电容B、电感C、IGBT管C、负载电阻;所述24V输出电路包括24V电压蓄电池、二极管A、二极管B、变压器;所述燃料电池的负极与电容A连接,燃料电池的正极与晶闸管A和预充电阻连接,晶闸管A还与DCDC控制PCB板和电感A、预充电阻、电感B连接,所述电感A和电感B还分别与IGBT管A和IGBT管B连接,IGBT管A和IGBT管B均与电容A连接,所述DCDC控制PCB板还与IGBT管A、IGBT管B、IGBT管C、晶闸管B连接;所述晶闸管B与600v高压控制系统的正极连接,所述电容A与600v高压控制系统的负极连接;所述360V高压蓄电池分别与所述电容B和负载电阻连接,所述电感C分别与所述电容B、负载电阻和IGBT管C连接;所述24V电压蓄电池分别与360V高压蓄电池、电容A、二极管A和二极管B连接,所述变压器分别与所述二极管A、二极管B、IGBT管C连接。
2.根据权利要求1所述的一种可供给新能源汽车的大功率燃料电池DCDC控制器,其特征在于:所述燃料电池的输出电压为90伏至150伏。
3.根据权利要求2所述的一种可供给新能源汽车的大功率燃料电池DCDC控制器,其特征在于:所述燃料电池的输出电压为100伏。
4.根据权利要求3所述的一种可供给新能源汽车的大功率燃料电池DCDC控制器,其特征在于:所述600V高压配电输出电路、360V输出电路和24V输出电路使用同一个PCB板。
5.根据权利要求4所述的一种可供给新能源汽车的大功率燃料电池DCDC控制器,其特征在于:该燃料电池的DCDC控制器直接与新能源汽车的电机控制器MCU、BMS、充电机、仪表进行通讯。
6.根据权利要求4所述的一种可供给新能源汽车的大功率燃料电池DCDC控制器,其特征在于:所述燃料电池低压输入电路、600V高压配电输出电路、360V输出电路和24V输出电路共同使用同一块DSP芯片控制,且该燃料电池低压输入电路、600V高压配电输出电路、360V输出电路、24V输出电路和DSP芯片共同制作在同一块PCB印刷板上。
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