CN112549998A - 一种氢能源汽车多电源动力系统 - Google Patents

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陈华明
余红霞
丁立新
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Abstract

本发明公开了一种氢能源汽车多电源动力系统。本发明包括燃料电池、动力电池和高压配电箱；燃料电池通过燃料电池升压器与高压配电箱电连接，动力电池与高压配电箱电连接，高压配电箱与汽车的驱动电机系统电连接，燃料电池、燃料电池升压器、动力电池、驱动电机系统和高压配电箱均与整车控制器电连接。本发明增加了动力电池作为辅助能源，可以在车辆起步时，踩下油门踏板，先使用动力电池进行能量输出或补充能量输出，来解决整车动力性不足的问题，在车辆滑行的时候，整车控制器发送滑行能量回收的扭矩给驱动电机系统，由驱动电机系统控制电机来实现对滑行能量的回收，能量回收到动力电池里面，制动能量回收也是同样的原理。

Description

一种氢能源汽车多电源动力系统
技术领域
本发明涉及氢能源汽车技术领域，尤其涉及一种氢能源汽车多电源动力系统。
背景技术
氢能源汽车由于氢燃料电池功率响应延迟时间合功率上升时间比较长的缺点，导致氢能源汽车的动力性能不足；同时氢燃料电池无法直接进行能量回收。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种响应快和能量可回收的氢能源汽车多电源动力系统。
本发明的一种氢能源汽车多电源动力系统，多电源动力系统包括燃料电池、动力电池和高压配电箱；所述燃料电池通过燃料电池升压器与所述高压配电箱电连接，所述动力电池与所述高压配电箱电连接，所述高压配电箱与汽车的驱动电机系统电连接，所述燃料电池、燃料电池升压器、动力电池、驱动电机系统和高压配电箱均与整车控制器电连接。
进一步的，所述多电源动力系统包括还包括超级电容，所述超级电容与所述高压配电箱和整车控制器电连接。
进一步的，所述超级电容通过双向DCDC与所述高压配电箱电连接。
进一步的，所述驱动电机系统包括第一电机系统和第二电机系统；所述第一电机系统包括第一电机、第一电机控制器、第一减速器，所述第一电机控制器与所述第一电机电连接，所述第一电机与所述第一减速器传动连接，所述第二电机系统包括第二电机、第二电机控制器和第二减速器，所述第二电机控制器与所述第二电机电连接，所述第二电机与所述第二减速器传动连接，所述第一电机控制器和第二电机控制器均与所述整车控制器电连接。
进一步的，所述高压配电箱内设有高压继电器和熔断器。
本发明的一种氢能源汽车多电源动力系统增加了动力电池作为辅助能源，可以在车辆起步时，踩下油门踏板，此时燃料电池输出会有延迟且功率响应比较慢，此时可以先使用动力电池进行能量输出或补充能量输出，来解决整车动力性不足的问题，在燃料电池功率上升起来以后，即可切断动力电池的能量供应；
针对氢能源汽车无法进行能量回收等不足，本发明增加了动力电池，在车辆滑行的时候，整车控制器来计算当前需要的减速度和能量回收的扭矩，发送滑行能量回收的扭矩给驱动电机系统，由驱动电机系统控制电机来实现对滑行能量的回收，能量回收到动力电池里面，制动能量回收也是同样的原理，在驾驶员踩下制动踏板的同时由整车控制器来计算当前需要减速度和可以进行制动能量回收的扭矩，由驱动电机系统控制电机来执行，制动能量回收到动力电池里面。
附图说明
图1为本发明的一种氢能源汽车多电源动力系统的结构示意图。
1-燃料电池；2-动力电池；3-高压配电箱；4-燃料电池升压器；5-驱动电机系统；51-第一电机系统；511-第一电机；512-第一电机控制器；513-第一减速器；52-第二电机系统；521-第二电机；522-第二电机控制器；523-第二减速器；6-整车控制器；7-超级电容；8-双向DCDC。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，本发明的一种氢能源汽车多电源动力系统，多电源动力系统包括燃料电池1、动力电池2和高压配电箱3；燃料电池1通过燃料电池升压器4与高压配电箱3电连接，动力电池2与高压配电箱3电连接，高压配电箱3与汽车的驱动电机系统5电连接，燃料电池1、燃料电池升压器4、动力电池2、驱动电机系统5和高压配电箱3均与整车控制器6电连接。
本发明的一种氢能源汽车多电源动力系统增加了动力电池2作为辅助能源，可以在车辆起步时，踩下油门踏板，此时燃料电池1输出会有延迟且功率响应比较慢，此时可以先使用动力电池2进行能量输出或补充能量输出，来解决整车动力性不足的问题，在燃料电池1功率上升起来以后，即可切断动力电池2的能量供应；
针对氢燃料电池1汽车无法进行能量回收等不足，本发明增加了动力电池2，在车辆滑行的时候，整车控制器6来计算当前需要的减速度和能量回收的扭矩，发送滑行能量回收的扭矩给驱动电机系统5，由驱动电机系统5控制电机来实现对滑行能量的回收，能量回收到动力电池2里面，制动能量回收也是同样的原理，在驾驶员踩下制动踏板的同时由整车控制器6来计算当前需要减速度和可以进行制动能量回收的扭矩，由驱动电机系统5控制电机来执行，制动能量回收到动力电池2里面。
本发明采用燃料电池1加燃料电池升压器4为主要高压能源。燃料电池1作为氢气和氧气电化学反应后提供能源给燃料电池升压器4，经过燃料电池升压器4升压后给整车高压系统提供主要高压能源。
整车控制器6采集油门开度信号、制动信号、挡位等信号用于对驾驶员的行为进行解析，进行车辆高压上下电、驱动控制、能量管理、故障诊断及处理等功能的实现。
整车高压系统的电压平台可以选择300V、500V、700V等都可以
多电源动力系统还可以包括超级电容7，超级电容7与高压配电箱3和整车控制器6电连接。增加了超级电容7，可以在车辆起步时，踩下油门踏板，此时燃料电池1输出会有延迟且功率响应比较慢，此时可以先使用动力电池2和超级电容7进行能量输出或补充能量输出，来解决整车动力性不足的问题，在燃料电池1功率上升起来以后，即可切断动力电池2和超级电容7的能量供应。
动力电池2通过后PDU直接连接整车高压母线
超级电容7可以通过双向DCDC8与高压配电箱3电连接，超级电容7通过双向DCDC8先连接到高压配电箱3，在通过高压配电箱3连接到整车高压母线。
动力电池2加超级电容7作为辅助动力能源，辅助能源可以支持放电和充电，辅助能源作为能量回收的终端储存能量。
驱动电机系统5可以包括第一电机系统51和第二电机系统52；第一电机系统51包括第一电机511、第一电机控制器512、第一减速器513，第一电机控制器512与第一电机511电连接，第一电机511与第一减速器513传动连接，第二电机系统52包括第二电机521、第二电机控制器522和第二减速器523，第二电机控制器522与第二电机521电连接，第二电机521与第二减速器523传动连接，第一电机控制器512和第二电机控制器522均与整车控制器6电连接，采用双电机四驱的电驱动系统，双电机提高了整车电驱动系统的总功率，提升整车百公里加速，爬坡能力等动力性指标。
高压配电箱3内设有高压继电器和熔断器，连接在能源系统和负载系统之间。
以上未涉及之处，适用于现有技术。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种氢能源汽车多电源动力系统，其特征在于：多电源动力系统包括燃料电池(1)、动力电池(2)和高压配电箱(3)；所述燃料电池(1)通过燃料电池升压器(4)与所述高压配电箱(3)电连接，所述动力电池(2)与所述高压配电箱(3)电连接，所述高压配电箱(3)与汽车的驱动电机系统(5)电连接，所述燃料电池(1)、燃料电池升压器(4)、动力电池(2)、驱动电机系统(5)和高压配电箱(3)均与整车控制器(6)电连接。
2.如权利要求1所述的一种氢能源汽车多电源动力系统，其特征在于：所述多电源动力系统还包括超级电容(7)，所述超级电容(7)与所述高压配电箱(3)和整车控制器(6)电连接。
3.如权利要求2所述的一种氢能源汽车多电源动力系统，其特征在于：所述超级电容(7)通过双向DCDC(8)与所述高压配电箱(3)电连接。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种氢能源汽车多电源动力系统，其特征在于：所述驱动电机系统(5)包括第一电机系统(51)和第二电机系统(52)；所述第一电机系统(51)包括第一电机(511)、第一电机控制器(512)、第一减速器(513)，所述第一电机控制器(512)与所述第一电机(511)电连接，所述第一电机(511)与所述第一减速器(513)传动连接，所述第二电机系统(52)包括第二电机(521)、第二电机控制器(522)和第二减速器(523)，所述第二电机控制器(522)与所述第二电机(521)电连接，所述第二电机(521)与所述第二减速器(523)传动连接，所述第一电机控制器(512)和第二电机控制器(522)均与所述整车控制器(6)电连接。
5.如权利要求1-3任一项所述的一种氢能源汽车多电源动力系统，其特征在于：所述高压配电箱(3)内设有高压继电器和熔断器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113442922A (zh) * 2021-06-04 2021-09-28 黄冈格罗夫氢能汽车有限公司 一种氢燃料电池氢能汽车的坡道辅助系统

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