CN112039179B - 一种燃料电池氢能汽车用超级电容双向预充系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种燃料电池氢能汽车用超级电容双向预充系统，包括依次电性连接的内部预充模块、双向DC模块和外部预充模块，内部预充模块包括第一超级电容、第二超级电容、第一主接触器、第一预充接触器和第一预充电阻，双向DC模块包括第一预充电容、升降压模块、第二主接触器、第二预充接触器、第二预充电阻和第二预充电容，外部预充模块包括第三主接触器、第三预充接触器、第三预充电阻和动力电池。本发明的有益效果：本发明可提高辅助能源混合系统的适应性，同时让超级电容系统能适用于单一辅助能源架构氢能汽车或氢能能源系统。

Description

一种燃料电池氢能汽车用超级电容双向预充系统
技术领域
本发明涉及预充电路技术领域，尤其涉及一种燃料电池氢能汽车用超级电容双向预充系统。
背景技术
随着氢燃料汽车的普及，越来越多的辅助能源混合系统运用到氢能汽车上，其中超级电容和双向DC组成的超级电容辅助能源系统也越来越受到关注并得到相应的应用，而当超级电容和双向DC组成的超级电容辅助能源系统在外部能源异常情况时，由超级电容和双向DC组成的超级电容辅助能源系统无法对超级电容辅助能源系统进行预充，从而导致超级电容辅助能源系统功能和使用受限，无法使辅助能源混合系统更好的被运用。
发明内容
有鉴于此，本发明的实施例提供了一种燃料电池氢能汽车用超级电容双向预充系统。
本发明的实施例提供一种燃料电池氢能汽车用超级电容双向预充系统，包括依次电性连接的内部预充模块、双向DC模块和外部预充模块，所述内部预充模块包括第一超级电容、第二超级电容、第一主接触器、第一预充接触器和第一预充电阻，所述第一超级电容与所述第二超级电容串联，所述第二超级电容阳极分别与所述第一主接触器一端和所述第一预充接触器一端连接，所述第一预充接触器另一端与所述第一预充电阻的一端连接，所述第一超级电容阴极、所述第一主接触器另一端和所述第一预充电阻另一端分别与所述双向DC模块电性连接；所述双向DC模块包括第一预充电容、升降压模块、第二主接触器、第二预充接触器、第二预充电阻和第二预充电容，所述第一预充电容阳极分别与所述内部预充模块和所述升降压模块连接，其阴极分别与所述第一超级电容阴极和所述升降压模块连接，所述第二主接触器一端和所述第二预充接触器一端分别与所述升降压模块连接，所述第二预充接触器另一端与所述第二预充电阻一端连接，所述第二主接触器另一端和所述第二预充电阻另一端分别与所述第二预充电容阳极连接，所述第二预充电容阴极与所述升降压模块连接；所述外部预充模块包括第三主接触器、第三预充接触器、第三预充电阻和动力电池，所述第三主接触器一端和所述第三预充接触器一端分别与所述双向DC模块连接，所述第三预充接触器另一端与所述第三预充电阻一端连接，所述第三主接触器另一端和所述第三预充电阻另一端分别与所述动力电池阳极连接，所述动力电池阴极与所述第二预充电容阴极连接。
进一步地，包括外端高压模块，所述外端高压模块位于所述双向DC模块和所述外部预充模块之间，且其电性连接在双向DC模块和所述外部预充模块之间的电路上。
进一步地，所述第二超级电容阳极与所述第一主接触器、所述第一预充接触器之间设有用于保护所述内部预充模块电路的第一保险。
进一步地，所述第一超级电容与所述第二超级电容之间串联有维修开关。
进一步地，所述第一超级电容阴极与所述第一预充电容阴极之间设有负极接触器。
进一步地，所述升降压模块与所述第二主接触器、所述第二预充接触器之间设有用于保护所述双向DC模块电路的第二保险。
进一步地，所述动力电池阳极与所述第三主接触器、所述第三预充接触器之间设有用于保护所述外部预充模块电路的第三保险。
本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的一种燃料电池氢能汽车用超级电容双向预充系统，可提高辅助能源混合系统的适应性，同时让超级电容系统能适用于单一辅助能源架构氢能汽车或氢能能源系统。
附图说明
图1是本发明一种燃料电池氢能汽车用超级电容双向预充系统的电路图。
图中：1-内部预充模块，11-第一超级电容，12-第二超级电容，13-第一主接触器，14-第一预充接触器，15-第一预充电阻，16-第一保险，17-维修开关，18-负极接触器，2-双向DC模块，21-第一预充电容，22-升降压模块，23-第二主接触器，24-第二预充接触器，25-第二预充电阻，26-第二预充电容，27-第二保险，3-外部预充模块，31-第三主接触器，32-第三预充接触器，33-第三预充电阻，34-动力电池，35-第三保险，4-外端高压模块。
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，本发明的实施例提供了一种燃料电池氢能汽车用超级电容双向预充系统，包括依次电性连接的内部预充模块1、双向DC模块2和外部预充模块3。
所述内部预充模块1包括第一超级电容11、第二超级电容12、第一主接触器13、第一预充接触器14和第一预充电阻15，所述第一超级电容11与所述第二超级电容12串联，且所述第一超级电容11与所述第二超级电容12之间串联有维修开关17，从而在对所述内部预充模块1进行维修时，通过断开所述维修开关17可很好地保护所述内部预充模块1的高压安全。所述第二超级电容12阳极分别与所述第一主接触器13一端和所述第一预充接触器14一端连接，所述第一预充接触器14另一端与所述第一预充电阻15的一端连接，从而可保证所述内部预充模块1在预充时电流不会过大，所述第一超级电容11阴极、所述第一主接触器13另一端和所述第一预充电阻15另一端分别与所述双向DC模块2电性连接，本实施例中在所述内部预充模块1完成预充后所述第一主接触器13会主动吸合，本发明中所述第二超级电容12阳极与所述第一主接触器13、所述第一预充接触器14之间设有用于保护所述内部预充模块1电路的第一保险16，以防止所述内部预充模块1电路过载。
所述双向DC模块2包括第一预充电容21、升降压模块22、第二主接触器23、第二预充接触器24、第二预充电阻25和第二预充电容26，所述第一预充电容21阳极分别与所述内部预充模块1和所述升降压模块22连接，其阴极分别与所述第一超级电容11阴极和所述升降压模块22连接，所述第二主接触器23一端和所述第二预充接触器24一端分别与所述升降压模块22连接，所述第二预充接触器24另一端与所述第二预充电阻25一端连接，所述第二主接触器23另一端和所述第二预充电阻25另一端分别与所述第二预充电容26阳极连接，所述第二预充电容26阴极与所述升降压模块22连接，且所述第一超级电容11阴极与所述第一预充电容21阴极之间设有负极接触器18，所述负极接触器18用于所述第一超级电容11阴极与所述第一预充电容21阴极之间高压保护，本实施例中在所述双向DC模块2完成预充后所述第二主接触器23会主动吸合。本发明中所述升降压模块22与所述第二主接触器23、所述第二预充接触器24之间设有用于保护所述双向DC模块2电路的第二保险27。
所述外部预充模块3包括第三主接触器31、第三预充接触器32、第三预充电阻33和动力电池34，所述第三主接触器31一端和所述第三预充接触器32一端分别与所述双向DC模块2连接，所述第三预充接触器32另一端与所述第三预充电阻33一端连接，所述第三主接触器31另一端和所述第三预充电阻33另一端分别与所述动力电池34阳极连接，所述动力电池34阴极与所述第二预充电容26阴极连接，本实施例中在所述外部预充模块3完成预充后所述第三主接触器31会主动吸合，本发明中所述动力电池34阳极与所述第三主接触器31、所述第三预充接触器32之间设有用于保护所述外部预充模块3电路的第三保险35。
本发明还包括外端高压模块4，所述外端高压模块4位于所述双向DC模块2和所述外部预充模块3之间，且其电性连接在双向DC模块2和所述外部预充模块3之间的电路上。
当外部预充系统发生严重故障导致无法实现外部预充时或当氢能汽车或氢能系统能源架构无其它辅助能源时，本发明的工作流程为：
首先控制所述内部预充模块1完成预充，在所述内部预充模块1完成预充后，再控制所述第二预充接触器24吸合，待第二预充接触器24吸合后，控制所述升降压模块22开始工作，以使所述第一超级电容11和所述第二超级电容12的电压升压，当所述第一超级电容11和所述第二超级电容12经过一定的升压后，所述第一超级电容11和所述第二超级电容12对所述双向DC模块2的预充回路进行输出，此时所述第二预充电容26两端电压会不断升高，当所述升降压模块22输出电压与第二预充电容26两端电压压差＜15V时，所述双向DC模块2完成预充，此时闭合所述第二主接触器23，断开所述第二预充接触器24，从而完成所述超级电容双向预充系统的自我预充功能。
本发明所提供的所述超级电容双向预充系统实现了原有超级电容双向系统在外界辅助能源故障或者外部无其它辅助能源时的自我预充功能，极大提高了原有超级电容双向系统可移植性和适用性。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
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 (7)

1.一种燃料电池氢能汽车用超级电容双向预充系统，其特征在于：包括依次电性连接的内部预充模块、双向DC模块和外部预充模块，所述内部预充模块包括第一超级电容、第二超级电容、第一主接触器、第一预充接触器和第一预充电阻，所述第一超级电容与所述第二超级电容串联，所述第二超级电容阳极分别与所述第一主接触器一端和所述第一预充接触器一端连接，所述第一预充接触器另一端与所述第一预充电阻的一端连接，所述第一超级电容阴极、所述第一主接触器另一端和所述第一预充电阻另一端分别与所述双向DC模块电性连接；所述双向DC模块包括第一预充电容、升降压模块、第二主接触器、第二预充接触器、第二预充电阻和第二预充电容，所述第一预充电容阳极分别与所述内部预充模块和所述升降压模块连接，其阴极分别与所述第一超级电容阴极和所述升降压模块连接，所述第二主接触器一端和所述第二预充接触器一端分别与所述升降压模块连接，所述第二预充接触器另一端与所述第二预充电阻一端连接，所述第二主接触器另一端和所述第二预充电阻另一端分别与所述第二预充电容阳极连接，所述第二预充电容阴极与所述升降压模块连接；所述外部预充模块包括第三主接触器、第三预充接触器、第三预充电阻和动力电池，所述第三主接触器一端和所述第三预充接触器一端分别与所述双向DC模块连接，所述第三预充接触器另一端与所述第三预充电阻一端连接，所述第三主接触器另一端和所述第三预充电阻另一端分别与所述动力电池阳极连接，所述动力电池阴极与所述第二预充电容阴极连接。
2.如权利要求1所述的一种燃料电池氢能汽车用超级电容双向预充系统，其特征在于：包括外端高压模块，所述外端高压模块位于所述双向DC模块和所述外部预充模块之间，且其电性连接在双向DC模块和所述外部预充模块之间的电路上。
3.如权利要求1所述的一种燃料电池氢能汽车用超级电容双向预充系统，其特征在于：所述第二超级电容阳极与所述第一主接触器、所述第一预充接触器之间设有用于保护所述内部预充模块电路的第一保险。
4.如权利要求1所述的一种燃料电池氢能汽车用超级电容双向预充系统，其特征在于：所述第一超级电容与所述第二超级电容之间串联有维修开关。
5.如权利要求1所述的一种燃料电池氢能汽车用超级电容双向预充系统，其特征在于：所述第一超级电容阴极与所述第一预充电容阴极之间设有负极接触器。
6.如权利要求1所述的一种燃料电池氢能汽车用超级电容双向预充系统，其特征在于：所述升降压模块与所述第二主接触器、所述第二预充接触器之间设有用于保护所述双向DC模块电路的第二保险。
7.如权利要求1所述的一种燃料电池氢能汽车用超级电容双向预充系统，其特征在于：所述动力电池阳极与所述第三主接触器、所述第三预充接触器之间设有用于保护所述外部预充模块电路的第三保险。
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Patentee after: Grove Hydrogen Energy Technology Group Co.,Ltd.

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Patentee before: WUHAN LUOGEFU HYDROGEN ENERGY AUTOMOBILE Co.,Ltd.

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Denomination of invention: A bidirectional pre charging system for supercapacitors used in fuel cell hydrogen powered vehicles

Granted publication date: 20210420

Pledgee: Jinan Luneng Kaiyuan Group Co.,Ltd.

Pledgor: Grove Hydrogen Energy Technology Group Co.,Ltd.

Registration number: Y2024980009137