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一种氢能汽车燃料电池母线预充系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种氢能汽车燃料电池母线预充系统，该系统包括依次电性连接的燃料电池模块、正极接触器、预充接触器、预充电阻、负载模块和负极接触器；燃料电池模块的正极分别与正极接触器一端和预充接触器一端连接，预充接触器另一端与预充电阻的一端连接，预充电阻另一端和正极接触器另一端电性连接，预充电阻另一端还与负载模块一端电性连接，负载模块另一端与负极接触器一端电性连接，负极接触器另一端与燃料电池模块的负极电性连接。本发明的有益效果：有助于燃料电池动力系统安全启动，并且延长开关或接触器寿命，保证车辆长期安全正常工作，还可以保护人身安全。

Description

一种氢能汽车燃料电池母线预充系统
技术领域
本发明涉及预充电路技术领域，尤其涉及一种氢能汽车燃料电池母线预充系统。
背景技术
燃料电池氢能汽车作为一种新能源驱动汽车，具有节能无污染，效率高、噪声低等优点，是未来理想发展方向。但是在多电器件控制方面存在一定问题：经常出现接触器和保险烧毁或者总开关断开后出现漏电现象，影响整车运行和人身安全。因此，防止接触器和保险烧毁、系统漏电是亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的实施例提供了一种氢能汽车燃料电池母线预充系统，旨在解决传统充电系统在充电过程中接触器和保险烧毁、系统漏电的问题。
本发明的实施例提供一种氢能汽车燃料电池母线预充系统，包括依次电性连接的燃料电池模块、正极接触器、预充接触器、预充电阻、负载模块和负极接触器；
所述燃料电池模块的正极与所述预充接触器一端连接，所述预充接触器另一端与预充电阻的一端连接，所述预充电阻另一端还与所述负载模块一端电性连接，所述负载模块另一端与所述负极接触器的一端电性连接，所述负极接触器另一端与所述燃料电池模块的负极电性连接，形成预充回路。
所述燃料电池模块的正极与所述正极接触器一端连接，所述正极接触器另一端与所述负载模块一端电性连接，所述负载模块另一端与所述负极接触器一端电性连接，所述负极接触器另一端与所述燃料电池模块的负极电性连接，形成主回路。
所述预充接触器与所述预充电阻串联连接构成的整体与所述正极接触器并联连接。
进一步地，所述负载模块包括：空压机、双向DC、电机控制器、加热器和空调空压机；
所述空压机、双向DC、电机控制器、加热器和空调空压机之间电性并联连接。
进一步地，所述空压机与所述正极接触器、所述预充接触器之间设有用于保护所述空压机的第一保险。
进一步地，所述双向DC与所述正极接触器、所述预充接触器之间设有用于保护所述双向DC的第二保险。
进一步地，所述加热器与所述正极接触器、所述预充接触器之间设有用于保护所述加热器的第三保险。
进一步地，所述空调压缩机与所述正极接触器、所述预充接触器之间设有用于保护所述空调压缩机的第四保险。
进一步地，所述燃料电池正极与所述正极接触器、所述预充接触器之间设有用于保护负载模块的第五保险。
进一步地，所述燃料电池动力系统母线预充系统工作原理为：
基于所述氢能汽车燃料电池母线预充系统，本发明具体实施例还提供了一种氢能汽车燃料电池母线预充方法，具体步骤包括：
首先，车载控制器控制所述预充接触器闭合，所述燃料电池模块通过所述预充接触器和所述预充电阻给所述负载模块供电(预充回路供电)。
经过第一预设时间后，此时车载控制器获取所述电机控制器电容两端电压；
若所述电机控制器电容两端电压小于第一预设电压时，则输出预充失败的提示信号；
若所述电机控制器电容两端电压大于或等于第一预设电压(母线电压的90％)，则预充电过程完成，车载控制器控制所述正极接触器闭合；
第一预设电压为母线电压的90％，此时所述电机控制器电容两端电压与母线电压接近，可以降低启动电流，防止启动瞬间电流过大造成元器件烧坏，有利于保护整个电路；
车载控制器获取所述正极接触器的状态信息；
若所述正极接触器闭合失败，则输出预充失败的提示信号；
若所述正极接触器闭合成功，经过第二预设时间，控制所述预充接触器断开，所述燃料电池模块通过所述正极接触器给所述负载模块供电(主回路供电)；
当所述负载模块不需要供电时，断开正极接触器，整车断电，保护人身安全。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的一种氢能汽车燃料电池母线预充系统，有助于燃料电池动力系统安全启动，并且延长开关或接触器寿命，保证车辆长期安全正常工作，还可以保护人身安全。
附图说明
图1是本发明具体实施例氢能汽车燃料电池母线预充系统的电路图；
图2是本发明具体实施例氢能汽车燃料电池母线预充方法的流程图。
图中：1-空调空压机，2-燃料电池模块，3-预充继电器，4-正极接触器，5-预充电阻，6-负极接触器，7-空压机，8-双向DC，9-电机控制器，10-加热器，101-第一保险，102-第二保险，103第三保险，104-第四保险，105-第五保险。
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，图1是本发明具体实施例氢能汽车燃料电池母线预充系统的电路图；本发明的实施例提供了一种氢能汽车燃料电池母线预充系统，包括依次电性连接的燃料电池模块2、正极接触器4、预充接触器3、预充电阻5、负载模块和负极接触器6；
所述负载模块包括：空压机7、双向DC 8、电机控制器9、加热器10和空调空压机1；
所述空压机7、双向DC 8、电机控制器9、加热器10和空调空压机1之间电性并联连接。
所述燃料电池模块2的正极与所述预充接触器3的一端连接，所述预充接触器3另一端与预充电阻5的一端连接，所述预充电阻5另一端还与所述负载模块一端电性连接，所述负载模块另一端与所述负极接触器6的一端电性连接，所述负极接触器6另一端与所述燃料电池模块3的负极电性连接，形成预充回路。
所述燃料电池模块2的正极与所述正极接触器4一端连接，所述正极接触器4另一端与所述负载模块一端电性连接，所述负载模块另一端与所述负极接触器6一端电性连接，所述负极接触器6另一端与所述燃料电池模块的负极电性连接，形成主回路。
所述预充接触器3与所述预充电阻5串联连接构成的整体与所述正极接触器4并联连接。
其中，所述预充电阻5的阻值为100欧姆，功率为100瓦，用于限流，保护预充电路。
所述空压机7与所述正极接触器4、所述预充接触器3之间设有用于保护所述空压机7的第一保险101，所述第一保险101的熔断电流为50安培；所述双向DC 8与所述正极接触器4、所述预充接触3器之间设有用于保护所述双向DC 8的第二保险102，所述第二保险101的熔断电流为20安培；所述加热器10与所述正极接触器4、所述预充接触器3之间设有用于保护所述加热器10的第三保险103，所述第三保险103的熔断电流为20安培；所述空调压缩机1与所述正极接触器4、所述预充接触器3之间设有用于保护所述空调压缩机1的第四保险104，所述第一保险104的熔断电流为25安培。所述燃料电池2正极与所述正极接触器4、所述预充接触器3之间设有用于保护负载模块2的第五保险105，所述第一保险105的熔断电流为300安培。
请参考图2，图,2是本发明具体实施例氢能汽车燃料电池母线预充方法的流程图；基于上述氢能汽车燃料电池母线预充系统，本发明具体实施例还提供了一种氢能汽车燃料电池母线预充方法，具体步骤包括：
首先，车载控制器控制所述预充接触器3闭合，所述燃料电池模块2通过所述预充接触器3和所述预充电阻5给所述负载模块供电。
经过第一预设时间(10s)后，此时车载控制器获取所述电机控制器9电容两端电压；
若所述电机控制器9电容两端电压小于第一预设电压时，则输出预充失败的提示信号；
若所述电机控制器9电容两端电压大于或等于第一预设电压(母线电压的90％)，则预充电过程完成，车载控制器控制所述正极接触器4闭合；
第一预设电压为母线电压的90％，此时所述电机控制器9电容两端电压与母线电压接近，可以降低启动电流，防止启动瞬间电流过大造成元器件烧坏，有利于保护整个电路；
车载控制器获取所述正极接触器4的状态信息；
若所述正极接触器4闭合失败，则输出预充失败的提示信号；
若所述正极接触器4闭合成功，经过第二预设时间(4s)，控制所述预充接触器3断开；所述燃料电池模块2通过所述正极接触器4给所述负载模块供电；
当所述负载模块不需要供电时，断开正极接触器4，整车断电，保护人身安全。
本发明所提供了一种氢能汽车燃料电池母线预充系统，该系统包括预充回路和主回路，在燃料电池动力系统启动瞬间通过预充回路供电能降低启动电流，可以有效保护各个电器件和接触器。避免对电器件产生很大冲击延长整车使用寿命，正接触器断开后整车断电，可以保护人身安全。
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 (9)

1.一种氢能汽车燃料电池母线预充系统，其特征在于：所述氢能汽车燃料电池母线预充系统包括依次电性连接的燃料电池模块、正极接触器、预充接触器、预充电阻、负载模块和负极接触器；
所述燃料电池模块的正极与所述预充接触器一端连接，所述预充接触器另一端与预充电阻的一端连接，所述预充电阻另一端还与所述负载模块一端电性连接，所述负载模块另一端与所述负极接触器的一端电性连接，所述负极接触器另一端与所述燃料电池模块的负极电性连接，形成预充回路；
所述燃料电池模块的正极与所述正极接触器一端连接，所述正极接触器另一端与所述负载模块一端电性连接，所述负载模块另一端与所述负极接触器一端电性连接，所述负极接触器另一端与所述燃料电池模块的负极电性连接，形成主回路；
所述预充接触器与所述预充电阻串联连接构成的整体与所述正极接触器并联连接。
2.如权利要求1所述的一种氢能汽车燃料电池母线预充系统，其特征在于，所述负载模块包括：空压机、双向DC、电机控制器、加热器和空调空压机；
所述空压机、双向DC、电机控制器、加热器和空调空压机的一端均连接于燃料电池模块的负极，空压机、双向DC、电机控制器、加热器和空调空压机的另一端均连接于正极接触器和预充接触器。
3.如权利要求1所述的一种氢能汽车燃料电池母线预充系统，其特征在于，所述空压机与所述正极接触器、所述预充接触器之间设有用于保护所述空压机的第一保险，所述第一保险的熔断电流为50安培。
4.如权利要求1所述的一种氢能汽车燃料电池母线预充系统，其特征在于：所述双向DC与所述正极接触器、所述预充接触器之间设有用于保护所述双向DC的第二保险，所述第二保险的熔断电流为20安培。
5.如权利要求1所述的一种氢能汽车燃料电池母线预充系统，其特征在于：所述加热器与所述正极接触器、所述预充接触器之间设有用于保护所述加热器的第三保险,所述第三保险的熔断电流为20安培。
6.如权利要求1所述的一种氢能汽车燃料电池母线预充系统，其特征在于：所述空调压缩机与所述正极接触器、所述预充接触器之间设有用于保护所述空调压缩机的第四保险,所述第四保险的熔断电流为25安培。
7.如权利要求1所述的一种氢能汽车燃料电池母线预充系统，其特征在于：所述燃料电池正极与所述正极接触器、所述预充接触器之间设有用于保护所述负载模块的第五保险,所述第五保险的熔断电流为300安培。
8.如权利要求1所述的一种氢能汽车燃料电池母线预充系统，其特征在于，所述预充电阻用于限流，保护所述负载模块，所述预充电阻的阻值为100欧姆，功率为100瓦。
9.如权利要求1所述的一种氢能汽车燃料电池母线预充系统，其特征在于，所述氢能汽车燃料电池母线预充系统工作原理为：
开始充电时，控制所述预充接触器闭合，所述燃料电池模块通过所述预充接触器和所述预充电阻给所述负载模块供电；
达到第一预设时间，获取所述电机控制器的电容两端电压，并将所述电容两端电压与第一预设电压进行比较；
若所述电容两端电压小于第一预设电压，则输出预充失败的提示信号；
若所述电容两端电压大于或等于第一预设电压，则预充电过程完成，控制所述正极接触器闭合；
获取所述正极接触器的状态信息；
若所述正极接触器闭合失败，则输出预充失败的提示信号；
若所述正极接触器闭合成功，达到第二预设时间，控制所述预充接触器断开，所述燃料电池模块通过所述正极接触器给所述负载模块供电。
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