CN113483267A - 一种多供氢系统控制器组网控制系统、方法及氢能汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及氢能汽车供氢控制领域，提供了一种供氢系统控制器组网控制系统、方法及氢能汽车，该系统包括：主子网和副子网；主子网和副子网分别包括：并联连接的多个储氢瓶，与对应的储氢瓶贯通相连的多个氢气瓶阀；分别与多个氢气瓶阀电连接的供氢系统控制器；主子网和副子网之间通过CAN线连接组成供氢系统；主子网中的供氢系统控制器，实时采集处理主子网的内部信息和供氢系统的系统信息；副子网中的供氢系统控制器，实时采集处理副子网的内部信息；当一方出现故障时，另一方对部分信息进行接管和更新。本发明突破了单件供氢系统控制器所控储氢瓶数量的限制，主子网和副子网之间安全监控，协同工作，保证车辆供氢系统正常运行，提高了供氢效率。

Description

一种多供氢系统控制器组网控制系统、方法及氢能汽车
技术领域
本发明涉及氢能汽车供氢控制领域，具体涉及一种多供氢系统控制器组网控制系统、方法及氢能汽车。
背景技术
氢气被称为21世纪的终极能源，已经越来越广泛的运用于汽车能源中。如丰田公司的Mirai系列、现代公司的Nexo系列均为采用氢气作为能量源的氢燃料电池汽车，因此供氢系统就成为氢燃料电池汽车重要的系统之一。随着汽车续驶里程的逐步提升，特别是重卡、牵引车等大功率车型，对载氢量要求越来越高，车载储氢瓶的数量可能会达到十数个。受限于单片资源限制，可能目前的供氢控制系统无法单件实现对所有储氢瓶的控制，因此研发一种适用于多瓶组氢燃料电池汽车的多供氢系统控制器组网控制方法就显得很有必要。
发明内容
本发明旨在解决单件供氢系统控制器所控储氢瓶数量的限制的技术问题，提供了一种多供氢系统控制器组网控制系统及方法，适用于一种多瓶组氢燃料电池汽车。
为了实现上述目的，本发明提供了一种多供氢系统控制器组网控制系统，包括：主子网和副子网；
其中，所述主子网包括：
主氢气瓶组，含有多个主储氢瓶，多个所述主储氢瓶均分别通过连接管路并联在主供氢管路上；
多个主氢气瓶阀，每个所述主氢气瓶阀分别与对应的所述主储氢瓶贯通相连；
主供氢系统控制器，所述主供氢系统控制器分别与多个主氢气瓶阀电连接；
所述副子网包括：
副氢气瓶组，含有多个副储氢瓶，多个所述副储氢瓶均分别通过连接管路并联在副供氢管路上；
多个副氢气瓶阀，每个所述副氢气瓶阀分别与对应的所述副储氢瓶贯通相连；
副供氢系统控制器，所述副供氢控制器分别与多个副氢气瓶阀电连接；
所述主子网和所述副子网之间通过CAN线连接组成供氢系统；
所述主供氢系统控制器，用于实时采集并处理所述主子网的内部信息和所述供氢系统的系统信息；
所述副供氢系统控制器，用于实时采集并处理所述副子网的内部信息；
当所述主供氢系统控制器或所述副供氢系统控制器中一方出现故障时，另一方对部分信息进行接管和更新，以实现所述供氢系统的正常运行。
优选地，所述内部信息包括：子网内氢气瓶阀的驱动、子网内储氢瓶内氢气温度和压力。
优选地，所述系统信息包括：供氢系统高压压力、供氢系统中压压力、供氢系统剩余氢气量和供氢系统加氢次数。
优选地，所述主氢气瓶组，包括至少六个所述主氢气瓶。
优选地，所述副氢气瓶组，包括至少六个所述副氢气瓶。
优选地，所述主供氢系统控制器和所述副供氢系统控制器为计算机、单片机或可编程控制器。
此外，为了实现上述目的，基于所述的多供氢系统控制器组网控制系统，本发明提供了一种多瓶组氢能汽车的多供氢系统控制器组网控制方法，包括以下步骤：
所述主供氢系统控制器实时采集并处理所述主子网的内部信息和所述供氢系统的系统信息；
所述副供氢系统控制器实时采集并处理所述副子网的内部信息；
当所述主供氢系统控制器或所述副供氢系统控制器中一方出现故障时，另一方对部分信息进行接管和更新，以实现所述供氢系统的正常运行。
本发明还提供了一种氢能汽车，包括如上所述的多供氢系统控制器组网控制系统。
本发明的有益效果：
1、提出了一种多供氢系统控制器组网控制系统，突破了单件供氢系统控制器所控储氢瓶数量的限制。
2、提出了一种安全监控机制，在主供氢系统控制器故障时，将部分功能移交副供氢系统控制器，保证车辆供氢系统正常运行。
附图说明
图1是本发明一种多供氢系统控制器组网控制系统的系统结构图；
附图中：01-主子网、02-副子网、1-主氢气瓶、2-主氢气瓶阀、3-副氢气瓶组、4-副氢气瓶阀、5-主供氢系统控制器、6-副供氢系统控制器。
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是本发明一种多供氢系统控制器组网控制系统的系统结构图。
本发明提供了一种多瓶组氢能汽车的多供氢系统控制器组网控制系统，包括：主子网01和副子网02；
其中，主子网01包括：
主氢气瓶组，含有多个主储氢瓶1，多个主储氢瓶1均分别通过连接管路并联在主供氢管路上；
多个主氢气瓶阀2，每个主氢气瓶阀2分别与对应的主储氢瓶1贯通相连；
主供氢系统控制器HCU 5，主供氢系统控制器HCU 5分别与多个主氢气瓶阀2电连接；
副子网02包括：
副氢气瓶组，含有多个副储氢瓶3，多个副储氢瓶3均分别通过连接管路并联在副供氢管路上；
多个副氢气瓶阀4，每个副氢气瓶阀4分别与对应的副储氢瓶3贯通相连；
副供氢系统控制器HCU 6，副供氢控制器HCU 6分别与多个副氢气瓶阀4电连接；
主子网01和副子网02之间通过CAN线连接组成供氢系统，形成一种安全监管机制；
主供氢系统控制器HCU 5，用于实时采集并处理主子网01的内部信息和供氢系统的系统信息；
副供氢系统控制器HCU 6，用于实时采集并处理副子网02的内部信息；
当主供氢系统控制器HCU 5或副供氢系统控制器HCU 6中一方出现故障时，另一方对部分信息进行接管和更新，以实现供氢系统的正常运行。
在本实施例中，内部信息包括：子网内氢气瓶阀的驱动、子网内储氢瓶内氢气温度和压力。
在本实施例中，系统信息包括：供氢系统高压压力、供氢系统中压压力、供氢系统剩余氢气量和供氢系统加氢次数。
在本实施例中，以包含12个储氢瓶的供氢系统为例，主氢气瓶组，包括六个主氢气瓶1，副氢气瓶组，包括六个副氢气瓶3。
具体地，主供氢系统控制器HCU 5和副供氢系统控制器HCU 6为计算机、单片机或可编程控制器。
此外，基于上述的多供氢系统控制器组网控制系统，本实施例中，还提供了一种多瓶组氢能汽车的多供氢系统控制器组网控制方法，包括以下步骤：
主供氢系统控制器HCU 5实时采集并处理主子网01的内部信息和供氢系统的系统信息；
副供氢系统控制器HCU 6实时采集并处理副子网02的内部信息；
当主供氢系统控制器HCU 5或副供氢系统控制器HCU 6中一方出现故障时，另一方对部分信息进行接管和更新，以实现供氢系统的正常运行。
内部信息包括：子网内氢气瓶阀的驱动、子网内储氢瓶内氢气温度和压力。
氢气瓶阀的驱动：由供氢系统控制器HCU根据一定的逻辑来判断是否需驱动氢气瓶阀；
氢气温度和压力：供氢系统控制器HCU采集温度和压力传感器输出的阻值信号和电压信号后，按照传感器的特性参数，转化为实际的温度和压力值，并将温度和压力值发送到CAN总线上，供其它控制器使用。
系统信息包括：供氢系统高压压力、供氢系统中压压力、供氢系统剩余氢气量和供氢系统加氢次数。
供氢系统高压压力、供氢系统中压压力：供氢系统控制器HCU采集供氢系统中传感器输出的电压信号后，按照传感器的特性参数，转化为实际的压力值，并将压力值发送到CAN总线上，供其它控制器使用。
供氢系统剩余氢气量：供氢系统控制器HCU根据氢气压力、温度、容积等参数，实时计算供氢系统剩余氢气量，并发送到CAN总线上，供其它控制器使用。
供氢系统加氢次数：供氢系统控制器HCU记录供氢系统加氢次数，并将该数据存储到非易失存储器EEPROM中。
本发明的实施例还提供了一种氢能汽车，包括上述的多供氢系统控制器组网控制系统。
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 (8)

1.一种多供氢系统控制器组网控制系统，其特征在于，包括：主子网(01)和副子网(02)；
所述主子网(01)包括：
主氢气瓶组，含有多个主储氢瓶(1)，多个所述主储氢瓶(1)均分别通过连接管路并联在主供氢管路上；
多个主氢气瓶阀(2)，每个所述主氢气瓶阀(2)分别与对应的所述主储氢瓶(1)贯通相连；
主供氢系统控制器(5)，所述主供氢系统控制器(5)分别与多个所述主氢气瓶阀(2)电连接；
所述副子网(02)包括：
副氢气瓶组，含有多个副储氢瓶(3)，多个所述副储氢瓶(3)均分别通过连接管路并联在副供氢管路上；
多个副氢气瓶阀(4)，每个所述副氢气瓶阀(4)分别与对应的所述副储氢瓶(3)贯通相连；
副供氢系统控制器(6)，所述副供氢控制器(6)分别与多个所述副氢气瓶阀(4)电连接；
所述主子网(01)和所述副子网(02)之间通过CAN线连接组成供氢系统；
所述主供氢系统控制器(5)，用于实时采集并处理所述主子网(01)的内部信息和所述供氢系统的系统信息；
所述副供氢系统控制器(6)，用于实时采集并处理所述副子网(02)的内部信息；
当所述主供氢系统控制器(5)或所述副供氢系统控制器(6)中一方出现故障时，另一方对部分信息进行接管和更新，以实现所述供氢系统的正常运行。
2.如权利要求1所述的多供氢系统控制器组网控制系统，其特征在于，所述内部信息包括：子网内氢气瓶阀的驱动、子网内储氢瓶内氢气温度和压力。
3.如权利要求1所述的多供氢系统控制器组网控制系统，其特征在于，所述系统信息包括：供氢系统高压压力、供氢系统中压压力、供氢系统剩余氢气量和供氢系统加氢次数。
4.如权利要求1所述的多供氢系统控制器组网控制系统，其特征在于，所述主氢气瓶组，包括至少六个所述主氢气瓶(1)。
5.如权利要求1所述的多供氢系统控制器组网控制系统，其特征在于，所述副氢气瓶组，包括至少六个所述副氢气瓶(3)。
6.如权利要求1-5任一所述的多供氢系统控制器组网控制系统，其特征在于，所述主供氢系统控制器(5)和所述副供氢系统控制器(6)为计算机、单片机或可编程控制器。
7.一种多供氢系统控制器组网控制方法，基于如权利要求1-6任一项所述的多供氢系统控制器组网控制系统，其特征在于，包括以下步骤：
所述主供氢系统控制器(5)实时采集并处理所述主子网(01)的内部信息和所述供氢系统的系统信息；
所述副供氢系统控制器(6)实时采集并处理所述副子网(02)的内部信息；
当所述主供氢系统控制器(5)或所述副供氢系统控制器(6)中一方出现故障时，另一方对部分信息进行接管和更新，以实现所述供氢系统的正常运行。
8.一种氢能汽车，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的多供氢系统控制器组网控制系统。
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