CN110834554A - 一种氢燃料电池汽车高压系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氢燃料电池汽车高压系统，包括燃料电池FC、燃料电池管理系统FCS、动力电池、动力电池管理系统BMS、电机Motor、电机控制器MCU、燃料电池升压器、燃料电池升压器控制器FCDC、减速器、CAN总线、整车控制器VCU、左侧传动轴、右侧传动轴、CAN总线以及高压配电箱PDU，所述燃料电池FC为主要动力能源，动力电池作为辅助动力能源；辅助动力能源支持放电和充电，辅助能源作为能量回收的终端储存能量。有效解决了氢燃料电池汽车功率响应延时、功率响应慢、无法进行能量回收等不足。
Description
技术领域
本发明涉及汽车动力领域，具体涉及一种氢燃料电池汽车高压系统。
背景技术
氢燃料电池汽车被誉为终极的新能源汽车，针对氢燃料电池汽车功率响应延时、功率响应慢、无法进行能量回收等不足，本发明提供了一种全新的燃料电池汽车动力系统，来解决这些问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种氢燃料电池汽车高压系统。
本发明提供了一种氢燃料电池汽车高压系统，包括燃料电池FC、燃料电池管理系统FCS、动力电池、动力电池管理系统BMS、电机Motor、电机控制器MCU、燃料电池升压器、燃料电池升压器控制器FCDC、减速器、整车控制器VCU、左侧传动轴、右侧传动轴、CAN总线以及高压配电箱PDU，所述燃料电池升压器一端与燃料电池FC通过高压线连接，另一端与所述高压配电箱PDU通过高压线连接，所述高压配电箱PDU通过高压线和电机控制器MCU以及动力电池相连接，所述电机控制器MCU与电机Motor通过高压线连接，所述电机Motor与减速器刚性连接，所述左侧传动轴和右侧传动轴对称设置于减速器的两边，所述动力电池管理系统BMS、燃料电池管理系统FCS、电机控制器MCU、燃料电池升压器控制器FCDC、高压配电箱PDU以及整车控制器VCU均直接与CAN总线连接。
进一步地，所述燃料电池FC为主要动力能源，动力电池作为辅助动力能源。
进一步地，所述燃料电池FC中氢气和氧气进行电化学反应后提供能源给燃料电池升压器，经过燃料电池升压器升压后给整车高压系统提供主要动力能源。
进一步地，在燃料电池FC刚开机和车辆起步阶段由动力电池提供车辆的主要动力来源，在FC开机完成功率攀升以后再由燃料电池FC来提供动力来源，解决了燃料电池FC响应延迟和响应慢的问题。
进一步地，所述辅助动力能源支持放电和充电，辅助能源作为能量回收的终端储存能量。
进一步地，所述高压配电箱PDU里面包括高压继电器、熔断器，所述熔断器在车辆高压线路出现电流过大的异常情况时，及时自动熔断切断整车高压电源，保护整车的高压用电器不被烧坏，所述高压继电器在车辆出现严重故障包括严重漏电、碰撞等故障时用于快速切断整车高压电源，确保用户安全。
进一步地，所述电机Motor、电机控制器MCU和减速器组合成后驱动电机系统，通过减速器实现车辆后驱动形式。
进一步地，所述电机Motor是永磁同步电机，电机控制器MCU将动力电池的直流电转换为交流电驱动电机Motor。
进一步地，所述整车控制器VCU采集信号，包括油门开度信号、制动信号以及挡位，用于对驾驶员的行为进行解析，进行包括车辆高压上下电、驱动控制、能量管理、故障诊断及处理功能的实现。
进一步地，所述高压配电箱PDU是高压配电PDU和降压DCL的二合一，降压DCL是用于低压系统的发电机。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：1.使用动力电池作为辅助能源解决燃料电池堆在启动的时候需要的高压电源输入；2.使用动力电池作为储能设备，解决车辆的能量回收带来能量存储问题；3.高压配电箱PDU加上降压DC/DC(DCL)的二合一集成化的方案降低成本和体积；4.燃料电池系统FCS通过燃料电池升压器升压后再连接到PDU输入端的高压母线侧，解决了燃料电池系统电压过低的问题；5.采用电机Motor和减速器二合一的形式，再另外搭配电机控制器MCU的后驱动系统，完美的解决了A00级车型氢燃料电池汽车布置空间不足的问题；6.在燃料电池FC刚开机和车辆起步阶段由动力电池提供车辆的主要高压动力来源，在FC开机完成功率攀升以后再由燃料电池FC来提供高压动力来源，解决了燃料电池响应延迟和响应慢的问题。
附图说明
图1是本发明一种氢燃料电池汽车高压系统结构图。
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，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参考图1，本发明提供了一种氢燃料电池汽车高压系统，包括燃料电池FC、燃料电池管理系统FCS、动力电池、动力电池管理系统BMS、电机Motor、电机控制器MCU、燃料电池升压器、燃料电池升压器控制器FCDC、减速器、整车控制器VCU、左侧传动轴、右侧传动轴、CAN总线以及高压配电箱PDU，所述燃料电池升压器一端与燃料电池FC通过高压线连接，另一端与所述高压配电箱PDU通过高压线连接，所述高压配电箱PDU通过高压线和电机控制器MCU以及动力电池相连接，所述电机控制器MCU与电机Motor通过高压线连接，所述电机Motor与减速器刚性连接，所述左侧传动轴和右侧传动轴对称设置于减速器的两边，所述动力电池管理系统BMS、燃料电池管理系统FCS、电机控制器MCU、燃料电池升压器控制器FCDC、高压配电箱PDU以及整车控制器VCU均直接与CAN总线连接。
所述燃料电池FC为主要动力能源，动力电池作为辅助动力能源。
所述燃料电池FC中氢气和氧气进行电化学反应后提供能源给燃料电池升压器，经过燃料电池升压器升压后给整车高压系统提供主要动力能源。
在燃料电池FC刚开机和车辆起步阶段由动力电池提供车辆的主要动力来源，在FC开机完成功率攀升以后再由燃料电池FC来提供动力来源，解决了燃料电池FC响应延迟和响应慢的问题。所述辅助动力能源支持放电和充电，辅助能源作为能量回收的终端储存能量。
所述高压配电箱PDU里面包括高压继电器、熔断器，所述熔断器在车辆高压线路出现电流过大的异常情况时，及时自动熔断切断整车高压电源，保护整车的高压用电器不被烧坏，所述高压继电器在车辆出现严重故障包括严重漏电、碰撞等故障时用于快速切断整车高压电源，确保用户安全。
所述电机Motor、电机控制器MCU和减速器组合成后驱动电机系统，通过减速器实现车辆后驱动形式；所述电机Motor是永磁同步电机，电机控制器MCU将动力电池的直流电转换为交流电驱动电机Motor。
所述整车控制器VCU采集信号，包括油门开度信号、制动信号以及挡位，用于对驾驶员的行为进行解析，进行包括车辆高压上下电、驱动控制、能量管理、故障诊断及处理功能的实现。
所述高压配电箱PDU是高压配电PDU和降压DCL的二合一，降压DCL是用于低压系统的发电机。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合，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 (10)
1.一种氢燃料电池汽车高压系统，其特征在于，包括燃料电池FC、燃料电池管理系统FCS、动力电池、动力电池管理系统BMS、电机Motor、电机控制器MCU、燃料电池升压器、燃料电池升压器控制器FCDC、减速器、整车控制器VCU、左侧传动轴、右侧传动轴、CAN总线以及高压配电箱PDU，所述燃料电池升压器一端与燃料电池FC通过高压线连接，另一端与所述高压配电箱PDU通过高压线连接，所述高压配电箱PDU通过高压线和电机控制器MCU以及动力电池相连接，所述电机控制器MCU与电机Motor通过高压线连接，所述电机Motor与减速器刚性连接，所述左侧传动轴和右侧传动轴对称设置于减速器的两边，所述动力电池管理系统BMS、燃料电池管理系统FCS、电机控制器MCU、燃料电池升压器控制器FCDC、高压配电箱PDU以及整车控制器VCU均直接与CAN总线连接。
2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池汽车高压系统，其特征在于，所述燃料电池FC为主要动力能源，动力电池作为辅助动力能源。
3.根据权利要求2所述的一种氢燃料电池汽车高压系统，其特征在于，所述燃料电池FC中氢气和氧气进行电化学反应后提供能源给燃料电池升压器，经过燃料电池升压器升压后给整车高压系统提供主要动力能源。
4.根据权利要求2所述的一种氢燃料电池汽车高压系统，其特征在于，在燃料电池FC刚开机和车辆起步阶段由动力电池提供车辆的主要动力来源，在FC开机完成功率攀升以后再由燃料电池FC来提供动力来源，解决了燃料电池FC响应延迟和响应慢的问题。
5.根据权利要求2所述的一种氢燃料电池汽车高压系统，其特征在于，所述辅助动力能源支持放电和充电，辅助能源作为能量回收的终端储存能量。
6.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池汽车高压系统，其特征在于，所述高压配电箱PDU里面包括高压继电器、熔断器，所述熔断器在车辆高压线路出现电流过大的异常情况时，及时自动熔断切断整车高压电源，保护整车的高压用电器不被烧坏，所述高压继电器在车辆出现严重故障包括严重漏电、碰撞等故障时用于快速切断整车高压电源，确保用户安全。
7.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池汽车高压系统，其特征在于，所述电机Motor、电机控制器MCU和减速器组合成后驱动电机系统，通过减速器实现车辆后驱动形式。
8.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池汽车高压系统，其特征在于，所述电机Motor是永磁同步电机，电机控制器MCU将动力电池的直流电转换为交流电驱动电机Motor。
9.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池汽车高压系统，其特征在于，所述整车控制器VCU采集信号，包括油门开度信号、制动信号以及挡位，用于对驾驶员的行为进行解析，进行包括车辆高压上下电、驱动控制、能量管理、故障诊断及处理功能的实现。
10.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池汽车高压系统，其特征在于，所述高压配电箱PDU是高压配电PDU和降压DCL的二合一，降压DCL是用于低压系统的发电机。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200225 |