CN110588352A - 一种车载氢燃料电池预充保护电路、方法和电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车载氢燃料电池预充保护电路，包括：动力电池BT1、氢燃料电池发电机、预充电路、保护电路和车载控制器；动力电池BT1和氢燃料电池发电机串接成主回路，主回路上设置有主回路接触器K1；预充电路可通断地串联于动力电池BT1与氢燃料电池发电机之间；保护电路可通断地并联于氢燃料电池发电机两端；主回路接触器K1、预充电路和保护电路均与车载控制器连接。本发明通过在燃料电池发电机两端并联保护电路，在动力电池与燃料电池发电机之间串联预充电路，这样在预充电路进行预充前，通过车载控制器控制保护电路接通，对燃料电池发电机进行泄能，从而可以有效避免预充电路损毁。本发明还涉及一种车载氢燃料电池预充保护电路、方法和电动汽车。

Description

一种车载氢燃料电池预充保护电路、方法和电动汽车
技术领域
本发明属于安全保护技术领域，具体涉及一种车载氢燃料电池预充保护电路、方法和电动汽车。
背景技术
氢燃料汽车使用的氢燃料电池系统本为发电设备，每次使用前，需要预充电。非正常条件下关机时，氢燃料电池发电机有残留很多能量，再次进入预充流程时，闭合回路后燃料电池系统回充电流会直接把预充电路烧毁，影响整车启动。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题针对现有技术的不足，提供一种车载氢燃料电池预充保护电路、方法和电动汽车。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种车载氢燃料电池预充保护电路，包括：动力电池、氢燃料电池发电机、预充电路、保护电路和车载控制器；所述动力电池和所述氢燃料电池发电机串接成主回路，所述主回路上设置有主回路接触器；所述预充电路可通断地串联于所述动力电池与所述氢燃料电池发电机之间；所述保护电路可通断地并联于所述氢燃料电池发电机两端；所述主回路接触器、预充电路和所述保护电路均与所述车载控制器连接。
本发明的有益效果是：通过在氢燃料电池发电机两端并联保护电路，在动力电池与所述氢燃料电池发电机之间串联预充电路，这样在预充电路进行预充前，通过车载控制器控制保护电路接通，对氢燃料电池发电机进行泄能，从而可以有效避免预充电路损毁。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述车载控制器，用于在接通所述预充电路前，通过车载控制系统获取所述氢燃料电池发电机输出端电压，当所述氢燃料电池发电机输出端电压不为零时，控制所述保护电路接通，使所述氢燃料电池发电机向所述保护电路放电，当所述氢燃料电池发电机输出端电压为零时，控制所述保护电路断开，控制所述预充电路接通，预充完成时，控制所述主回路接触器接通，控制所述预充电路断开。
采用上述进一步方案的有益效果是，通过车载控制器控制保护电路、预充电路和主回路接触器的协同动作，使整车电源系统可靠有效运行。
进一步，所述车载控制器还用于，控制所述预充电路接通后，经过第一预设时间后通过车载控制系统获取所述氢燃料电池发电机输出端电压；
如果所述氢燃料电池发电机输出端电压小于预设电压，则输出预充失败的提示信号；
如果所述氢燃料电池发电机输出端电压大于或等于预设电压，则控制所述主回路接触器闭合；
所述车载控制器通过车载控制系统获取主回路接触器状态信息；
如果所述主回路接触器闭合失败，则输出预充失败的提示信号；
如果所述主回路接触器闭合成功，经过第二预设时间后，控制所述预充电路断开。
通过对预充结果和主回路接触器闭合结果的监控，使整车电源系统运行更为可靠。
进一步，所述预充电路包括预充接触器，所述预充接触器串联于所述动力电池与所述氢燃料电池发电机之间。
利用预充接触器的可控通断特点，对预充电路进行可靠控制。
进一步，所述预充电路还包括预充电阻，所述预充电阻与所述预充接触器串联。
通过预充电阻进行限流，进一步保护预充电路。
进一步，所述保护电路包括负载电阻和保护接触器，所述负载电阻通过所述保护接触器并联于所述氢燃料电池发电机两端。
负载电阻主要用于耗能，通过保护接触器，使保护回路可通断地接入，根据需要进行接通放电。
为解决上述技术问题，本发明还公开一种车载氢燃料电池预充保护方法，采用上述技术方案所述的车载氢燃料电池预充保护电路，所述方法包括：
在接通所述预充电路前，所述车载控制器通过车载控制系统获取所述氢燃料电池发电机输出端电压，当所述氢燃料电池发电机输出端电压不为零时，控制所述保护电路接通，使所述氢燃料电池发电机向所述保护电路放电，当所述氢燃料电池发电机输出端电压为零时，控制所述保护电路断开，控制所述预充电路接通，预充完成时，控制所述主回路接触器接通，控制所述预充电路断开。
进一步，所述方法还包括：
所述车载控制器控制所述预充电路接通，经过第一预设时间后通过车载控制系统获取所述氢燃料电池发电机输出端电压；
如果所述氢燃料电池发电机输出端电压小于预设电压，则输出预充失败的提示信号；
如果所述氢燃料电池发电机输出端电压大于或等于预设电压，则控制所述主回路接触器闭合；
所述车载控制器通过车载控制系统获取主回路接触器状态信息；
如果所述主回路接触器闭合失败，则输出预充失败的提示信号；
如果所述主回路接触器闭合成功，经过第二预设时间后，控制所述预充电路断开。
为解决上述技术问题，本发明还公开一种电动汽车，包括上述技术方案所述的车载氢燃料电池预充保护电路。
本发明的有益效果是：通过在氢燃料电池发电机两端并联保护电路，在动力电池与所述氢燃料电池发电机之间串联预充电路，这样在预充电路进行预充前，通过车载控制器控制保护电路接通，对氢燃料电池发电机进行泄能，从而可以有效避免预充电路损毁。
附图说明
图1为本发明实施例的车载氢燃料电池预充保护电路电路原理图；
图2为本发明实施例的车载氢燃料电池预充保护方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，本发明实施例提供一种车载氢燃料电池预充保护电路，包括：动力电池BT1、氢燃料电池发电机、预充电路、保护电路和车载控制器；所述动力电池BT1和所述氢燃料电池发电机串接成主回路，所述主回路上设置有主回路接触器K1；所述预充电路可通断地串联于所述动力电池BT1与所述氢燃料电池发电机之间；所述保护电路可通断地并联于所述氢燃料电池发电机两端；所述主回路接触器K1、预充电路和所述保护电路均与所述车载控制器连接。
通常，汽车上拥有车载控制系统,与整车电气联通，本发明实施例利用车载控制器通过车载控制系统进行控制。
上述实施例中，通过在氢燃料电池发电机两端并联保护电路，在动力电池BT1与所述氢燃料电池发电机之间串联预充电路，这样在预充电路进行预充前，通过车载控制器控制保护电路接通，对氢燃料电池发电机进行泄能，从而可以有效避免预充电路损毁。
可选地，所述车载控制器，用于在接通所述预充电路前，通过车载控制系统获取所述氢燃料电池发电机输出端电压，当所述氢燃料电池发电机输出端电压不为零时，控制所述保护电路接通，使所述氢燃料电池发电机向所述保护电路放电，当所述氢燃料电池发电机输出端电压为零时，控制所述保护电路断开，控制所述预充电路接通，预充完成时，控制所述主回路接触器K1接通，控制所述预充电路断开。
车载控制器控制保护电路对氢燃料电池发电机持续放电，直至氢燃料电池发电机两端电压为零，才开始预充，并在预充完成后，才接通主回路，断开预充回路。通过车载控制器控制保护电路、预充电路和主回路接触器K1的协同动作，使整车电源系统可靠有效运行。
可选地，所述车载控制器还用于，控制所述预充电路接通后，经过第一预设时间后通过车载控制系统获取所述氢燃料电池发电机输出端电压；第一预设时间，根据预充时间设置，可以是8-10秒之间。
如果所述氢燃料电池发电机输出端电压小于预设电压，则输出预充失败的提示信号；
如果所述氢燃料电池发电机输出端电压大于或等于预设电压，则控制所述主回路接触器K1闭合；
所述车载控制器通过车载控制系统获取主回路接触器K1状态信息；
如果所述主回路接触器K1闭合失败，则输出预充失败的提示信号；
如果所述主回路接触器K1闭合成功，经过第二预设时间后，控制所述预充电路断开。第二预设时间可以是2-4秒，以保证可靠切换。
通过对预充结果和主回路接触器K1闭合结果的监控，使整车电源系统运行更为可靠。
可选地，所述预充电路包括预充接触器K2，所述预充接触器K2串联于所述动力电池BT1与所述氢燃料电池发电机之间。
利用预充接触器K2的可控通断特点，对预充电路进行可靠控制。
可选地，所述预充电路还包括预充电阻R1，所述预充电阻R1与所述预充接触器K2串联。
通过预充电阻R1进行限流，进一步保护预充电路。
可选地，所述保护电路包括负载电阻R2和保护接触器K3，所述负载电阻R2通过所述保护接触器K3并联于所述氢燃料电池发电机两端。
负载电阻R2主要用于耗能，通过保护接触器K3，使保护回路可通断地接入，根据需要进行接通放电。
本发明实施例还公开一种车载氢燃料电池预充保护方法，采用上述技术方案所述的车载氢燃料电池预充保护电路，所述方法包括：
在接通所述预充电路前，所述车载控制器通过车载控制系统获取所述氢燃料电池发电机输出端电压，当所述氢燃料电池发电机输出端电压不为零时，控制所述保护电路接通，使所述氢燃料电池发电机向所述保护电路放电，当所述氢燃料电池发电机输出端电压为零时，控制所述保护电路断开，控制所述预充电路接通，预充完成时，控制所述主回路接触器K1接通，控制所述预充电路断开。
可选地，所述方法还包括：
所述车载控制器控制所述预充电路接通，经过第一预设时间后通过车载控制系统获取所述氢燃料电池发电机输出端电压；
如果所述氢燃料电池发电机输出端电压小于预设电压，则输出预充失败的提示信号；
如果所述氢燃料电池发电机输出端电压大于或等于预设电压，则控制所述主回路接触器K1闭合；
所述车载控制器通过车载控制系统获取主回路接触器K1状态信息；
如果所述主回路接触器K1闭合失败，则输出预充失败的提示信号；
如果所述主回路接触器K1闭合成功，经过第二预设时间后，控制所述预充电路断开。
本发明实施例还提供一种电动汽车，包括上述实施例所述的车载氢燃料电池预充保护电路。
上述实施例中，通过在氢燃料电池发电机两端并联保护电路，在动力电池BT1与所述氢燃料电池发电机之间串联预充电路，这样在预充电路进行预充前，通过车载控制器控制保护电路接通，对氢燃料电池发电机进行泄能，从而可以有效避免预充电路损毁。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种车载氢燃料电池预充保护电路，其特征在于，包括：动力电池BT1、氢燃料电池发电机、预充电路、保护电路和车载控制器；
所述动力电池BT1和所述氢燃料电池发电机串接成主回路，所述主回路上设置有主回路接触器K1；
所述预充电路可通断地串联于所述动力电池BT1与所述氢燃料电池发电机之间；
所述保护电路可通断地并联于所述氢燃料电池发电机两端；
所述主回路接触器K1、预充电路和所述保护电路均与所述车载控制器连接。
2.根据权利要求1所述的车载氢燃料电池预充保护电路，其特征在于，
所述车载控制器，用于在接通所述预充电路前，通过车载控制系统获取所述氢燃料电池发电机输出端电压，当所述氢燃料电池发电机输出端电压不为零时，控制所述保护电路接通，使所述氢燃料电池发电机向所述保护电路放电，当所述氢燃料电池发电机输出端电压为零时，控制所述保护电路断开，控制所述预充电路接通，预充完成时，控制所述主回路接触器K1接通，控制所述预充电路断开。
3.根据权利要求2所述的车载氢燃料电池预充保护电路，其特征在于，所述车载控制器还用于，控制所述预充电路接通后，经过第一预设时间后通过车载控制系统获取所述氢燃料电池发电机输出端电压；
如果所述氢燃料电池发电机输出端电压小于预设电压，则输出预充失败的提示信号；
如果所述氢燃料电池发电机输出端电压大于或等于预设电压，则控制所述主回路接触器K1闭合；
所述车载控制器通过车载控制系统获取主回路接触器K1状态信息；
如果所述主回路接触器K1闭合失败，则输出预充失败的提示信号；
如果所述主回路接触器K1闭合成功，经过第二预设时间后，控制所述预充电路断开。
4.根据权利要求1所述的车载氢燃料电池预充保护电路，其特征在于，所述预充电路包括预充接触器K2，所述预充接触器K2串联于所述动力电池BT1与所述氢燃料电池发电机之间。
5.根据权利要求4所述的车载氢燃料电池预充保护电路，其特征在于，所述预充电路还包括预充电阻R1，所述预充电阻R1与所述预充接触器K2串联。
6.根据权利要1至5任一项所述的车载氢燃料电池预充保护电路，其特征在于，所述保护电路包括负载电阻R2和保护接触器K3，所述负载电阻R2通过所述保护接触器K3并联于所述氢燃料电池发电机两端。
7.一种车载氢燃料电池预充保护方法，其特征在于，基于权利要求1-5任一项所述的车载氢燃料电池预充保护电路，所述方法包括：
在接通所述预充电路前，所述车载控制器通过车载控制系统获取所述氢燃料电池发电机输出端电压，当所述氢燃料电池发电机输出端电压不为零时，控制所述保护电路接通，使所述氢燃料电池发电机向所述保护电路放电，当所述氢燃料电池发电机输出端电压为零时，控制所述保护电路断开，控制所述预充电路接通，预充完成时，控制所述主回路接触器K1接通，控制所述预充电路断开。
8.根据权利要求7所述的一种车载氢燃料电池预充保护方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述车载控制器控制所述预充电路接通，经过第一预设时间后通过车载控制系统获取所述氢燃料电池发电机输出端电压；
如果所述氢燃料电池发电机输出端电压小于预设电压，则输出预充失败的提示信号；
如果所述氢燃料电池发电机输出端电压大于或等于预设电压，则控制所述主回路接触器K1闭合；
所述车载控制器通过车载控制系统获取主回路接触器K1状态信息；
如果所述主回路接触器K1闭合失败，则输出预充失败的提示信号；
如果所述主回路接触器K1闭合成功，经过第二预设时间后，控制所述预充电路断开。
9.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的车载氢燃料电池预充保护电路。
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