CN117565756A - 适用于氢燃料电池混合动力汽车的上下电控制系统及方法 - Google Patents
适用于氢燃料电池混合动力汽车的上下电控制系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117565756A CN117565756A CN202311557729.4A CN202311557729A CN117565756A CN 117565756 A CN117565756 A CN 117565756A CN 202311557729 A CN202311557729 A CN 202311557729A CN 117565756 A CN117565756 A CN 117565756A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power
- fuel cell
- controller
- voltage
- hydrogen
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 136
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 72
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 72
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 72
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 18
- HEZMWWAKWCSUCB-PHDIDXHHSA-N (3R,4R)-3,4-dihydroxycyclohexa-1,5-diene-1-carboxylic acid Chemical compound O[C@@H]1C=CC(C(O)=O)=C[C@H]1O HEZMWWAKWCSUCB-PHDIDXHHSA-N 0.000 claims description 12
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 9
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 3
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/40—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for controlling a combination of batteries and fuel cells
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
- B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
- B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/30—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells
- B60L58/31—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling fuel cells for starting of fuel cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
本发明属于汽车技术领域，具体的说是一种适用于氢燃料电池混合动力汽车的上下电控制系统及方法。所述上下电控制系统，包括整车控制器VCU、动力电池管理系统BMS、多合一控制器、氢燃料电池系统、燃料电池电堆、动力电池冷却系统TMS、电机控制器MCU、急停开关和混动开关；上下电控制方法通过整车控制器VCU运行上下电控制系统，能够完成纯电驱动上下电流程和燃料电池启动上下电流程以及对氢燃料电堆的控制，高效稳定控制整车启动和燃料电池启停，解决了目前燃料电池混合动力汽车制造成本较高、控制系统复杂，缺少成熟的上下电控制策略的问题。
Description
技术领域
本发明属于汽车技术领域，具体的说是一种适用于氢燃料电池混合动力汽车的上下电控制系统及方法。
背景技术
氢燃料电池汽车具有排放清洁无污染、动力强劲、安全可靠、能量转化率高、单次加氢续航长、加氢耗时短等诸多优点，是未来新能源汽车发展的主要方向之一。但目前燃料电池混合动力汽车制造成本较高、控制系统复杂，缺少成熟的上下电控制策略，为保障燃料电池汽车稳定运行。
发明内容
本发明提供了一种适用于氢燃料电池混合动力汽车的上下电控制系统及方法，通过整车控制器VCU运行上下电控制系统，能够完成纯电驱动上下电流程和燃料电池启动上下电流程以及对氢燃料电堆的控制，高效稳定控制整车启动和燃料电池启停，解决了目前燃料电池混合动力汽车制造成本较高、控制系统复杂，缺少成熟的上下电控制策略的问题。
本发明技术方案结合附图如下：
第一方面，本发明提供了一种适用于氢燃料电池混合动力汽车的上下电控制系统，包括：
整车控制器VCU，用于负责汽车的正常行驶、氢燃料电池系统控制、制动能量回馈、整车驱动系统及动力电池的能量管理、网络管理、故障诊断及处理、车辆状态监控；
动力电池管理系统BMS，用于对动力电池的电压、电流、温度进行实时检测；
多合一控制器，用于实现对车辆油泵、气泵、低压DCDC的控制和高压配电接口的控制及状态监控；
氢燃料电池系统，用于将氢气和氧气的化学能直接转换成电能；
燃料电池电堆，用于作为发生电化学反应的场所；
动力电池冷却系统TMS，用于对动力电池进行冷却散热；
电机控制器MCU，用于控制电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作；
急停开关，用于在发生紧急情况下，驾驶员进行车辆急停操作；
混动开关，用于启动关闭燃料电池；
所述整车控制器VCU与多合一控制器和电机控制器MCU之间通过CAN 1通道进行通讯；所述整车控制器VCU、动力电池管理系统BMS、氢燃料电池系统之间通过CAN通讯2通道进行通讯；所述整车控制器VCU与急停开关和混动开关通过硬线连接；所述多合一控制器通过高压线束与动力电池管理系统BMS和燃料电池电堆分别进行连接，采用燃料电池混合动力汽车上下电控制方法进行控制。
进一步的，所述多合一控制器包括直流转换器DCDC、气泵APC、油泵OPC和电机MCU。
进一步的，所述氢燃料电池系统包括：
燃料电池控制器FCU，用于对燃料电池进行控制；
供氢系统控制器HMS，用于对氢SOC及质量进行计算、具备外接传感器功能和下电延时功能、加氢次数记录功能、在线刷写及标定功能并且能够对短路故障进行诊断。
第二方面，本发明还提供了一种适用于氢燃料电池混合动力汽车的上下电控制方法，基于一种适用于氢燃料电池混合动力汽车的上下电控制系统实现，包括上电和下电；其中，所述上电的具体方法如下：
111、驾驶员将钥匙挡位转动到Key_ON档时，整车控制器VCU及各附件控制器由低压24V蓄电池供电，将整车控制器VCU、动力电池管理系统BMS、电机控制器MCU、燃料电池控制器FCU、氢系统控制器HMS唤醒；
112、唤醒后各控制器进行低压自检，若自检通过进入到纯电上高压流程；
113、驾驶员踩制动踏板将钥匙挡位转动至START档0.5秒；
114、整车控制器VCU判断上高压条件是否满足，满足条件后向动力电池管理系统BMS发送上高压指令；
115、动力电池管理系统BMS闭合主负接触器；
116、多合一控制器闭合预充继电器116；
117、当检测到电机母线电压达到总电压的百分之九十，则闭合主正接触器、断开预充接触器，多合一控制器接收到指令后闭合预充接触器；
118、预充完成后，闭合多合一中各附件即油泵OPC、气泵APC、低压DCDC和多合一控制器中各使能接触器；
119、整车电机、电池和各附件工作正常时，仪表READY灯亮起，纯电高压上电完成；
120、在纯电高压上电完成后，若混动开关闭合或者动力电池SOC小于40％，燃料电池系统开机；
121、先闭合多合一控制器中燃料电池接口的接触器，燃料电池系统中的附件进行高压自检，同时燃料电池电堆启动散热；
122、待整车控制器VCU检测到燃料电池待机状态后由整车控制器VCU向氢系统控制器HMS发送开阀指令；
123、检测到氢气进入电堆后燃料电池系统正常运行；
124、混动模式上电完成，仪表显示混动模式工作状态；
所述下电的方法如下：
1)纯电模式正常下电：
211、当驾驶员将钥匙转回到Key_On挡或电机、多合一出现故障时，执行纯电模式正常下电指令；检测到关闭ON挡、电机或多合一发生故障后，使多合一中各接触器即电机主正接触器、低压DCDC接触器、油泵接触器、气泵接触器、燃料电池接口接触器和各使能断开；
212、当判断电机电流小于5A后执行213；
213、向动力电池管理系统BMS发送下高压指令；
214、电机主动放电；
215、高压下电完成；
2)纯电模式紧急下电；
221)在纯电模式下检测到急停开关触发或动力电池管理系统BMS；
222)将多合一控制器各使能和各接触器断开；
223)由整车控制器VCU向动力电池管理系统BMS发送紧急下高压指令；
214)下高压后电机进行主动放电；
215)紧急下电完成；
3)混动模式高压下电；
211)混动模式下检测到关闭ON挡、电机或多合一故障；
231)由整车控制器VCU向燃料电池发送关机指令；
232)燃料电池系统执行关机吹扫；
233)在10分钟之内关机吹扫完成检测到燃料电池系统为待机状态；
234)向氢气系统控制器HMS发送关阀指令，并且将多合一控制器中燃料电池接口接触器断开；燃料电池关机后执行1)中纯电模式正常下电流程，由212)-215)，混动模式高压下电完成；
4)混动模式燃料电池关机保持纯电高压工作状态；
241)在混动驱动行驶过程中检测到混动开关关闭或243)动力电池SOC达到80％或燃料电池、供氢发生故障，则执行燃料电池正常关机指令，如3)中所述，由231)-235)；
242)燃料电池关机完成；
244)整车纯电未下高压，正常行驶；
5)混动模式紧急下电；
221)混动驱动行驶过程中检测到急停开关触发或氢气泄露和251)整车发生高压绝缘故障；
252)将多合一控制器中除燃料电池接口接触器外其余接触器断开；
253)电机进行主动放电；
254)在燃料电池接收到紧急关机指令后1秒内停止功率输出、5秒内关闭高低压附件，此过程不执行吹扫同时立即向氢系统控制器HMS发送关阀指令；
255)将多合一中燃料电池接口接触器断开；
233)向动力电池管理系统BMS发送紧急下高压指令；
214)电机进行主动放电；
215)混动模式紧急下电完成；
6)混动模式立即切断高压；
261)混动驱动行驶过程中检测到动力电池管理系统BMS发生故障；
262)燃料电池紧急关机且氢气系统立即关阀；
222)将多合一中各使能和各接触器断开；
223)发送BMS紧急下高压指令；
214)进行电机主动放电，混动模式立即切断高压流程完成。
进一步的，所述步骤114)中，高压条件是否满足的条件如下：钥匙挡位在START、踩下制动踏板、急停开关断开、多合一控制器和动力电池管理系统BMS高压箱中接触器均为断开状态、充电枪未连接。
本发明的有益效果为：
1)本发明通过整车控制器VCU运行上下电控制系统，能够完成纯电驱动上下电流程和燃料电池启动上下电流程以及对氢燃料电堆的控制，其逻辑合理，控制内容全面且简洁；
2)本发明通过设置双通道CAN网络，有效缓解各通道负载率，将动力CAN与整车CAN分层管理，最大化保证控制系统稳定性；
3)本发明通过设置混动开关和SOC自动控制燃料电池启动停止程序，使氢燃料电池的启动最大化满足整车运行要求和驾驶员意图；
4)本发明通过设置燃料电池系统三级关机指令，在车辆发生不同状况下能够有效采取相应措施，提高燃料电池系统使用寿命；
5)本发明通过设置急停开关，在车辆发生状况的情况下驾驶员能够主动切断整车高压同时保护燃料电池系统。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的上下电控制系统通讯连接架构图；
图2为本发明的上下电系统电路连接示意图；
图3为本发明的上电流程示意图；
图4为本发明的下电流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
参阅图1和图2，本实施例提供了一种适用于氢燃料电池混合动力汽车的上下电控制系统，其特征在于，包括：
整车控制器VCU，用于负责汽车的正常行驶、氢燃料电池系统控制、制动能量回馈、整车驱动系统及动力电池的能量管理、网络管理、故障诊断及处理、车辆状态监控；
动力电池管理系统BMS，用于对动力电池的电压、电流、温度进行实时检测；
多合一控制器，用于实现对车辆油泵、气泵、低压DCDC的控制和高压配电接口的控制及状态监控；
所述多合一控制器包括直流转换器DCDC、气泵APC、油泵OPC和电机MCU。
氢燃料电池系统，用于将氢气和氧气的化学能直接转换成电能；
所述氢燃料电池系统包括：
燃料电池控制器FCU，用于对燃料电池进行控制；
供氢系统控制器HMS，用于对氢SOC及质量进行计算、具备外接传感器功能和下电延时功能、加氢次数记录功能、在线刷写及标定功能并且能够对短路故障进行诊断。
燃料电池电堆，用于作为发生电化学反应的场所；
动力电池冷却系统TMS，用于对动力电池进行冷却散热；
电机控制器MCU，用于控制电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作；
急停开关，用于在发生紧急情况下，驾驶员进行车辆急停操作；
混动开关，用于启动关闭燃料电池；
所述整车控制器VCU与多合一控制器和电机控制器MCU之间通过CAN 1通道进行通讯；所述整车控制器VCU、动力电池管理系统BMS、氢燃料电池系统之间通过CAN通讯2通道进行通讯；所述整车控制器VCU与急停开关和混动开关通过硬线连接；所述多合一控制器通过高压线束与动力电池管理系统BMS和燃料电池电堆分别进行连接，采用燃料电池混合动力汽车上下电控制方法进行控制。
本发明通过设置双通道CAN网络，有效缓解各通道负载率，将动力CAN与整车CAN分层管理，最大化保证控制系统稳定性。
实施例二
本实施例提供了一种适用于氢燃料电池混合动力汽车的上下电控制方法，基于一种适用于氢燃料电池混合动力汽车的上下电控制系统实现，包括上电和下电；
参阅图3，所述上电的过程如下：
111、驾驶员将钥匙挡位转动到Key_ON档时，整车控制器VCU及各附件控制器由低压24V蓄电池供电，将整车控制器VCU、动力电池管理系统BMS、电机控制器MCU、燃料电池控制器FCU、氢系统控制器HMS唤醒；
112、唤醒后各控制器进行低压自检，若自检通过进入到纯电上高压流程；
113、驾驶员踩制动踏板将钥匙挡位转动至START档0.5秒；
114、整车控制器VCU判断上高压条件是否满足，满足条件后向动力电池管理系统BMS发送上高压指令；
高压条件是否满足的条件如下：钥匙挡位在START、踩下制动踏板、急停开关断开、多合一控制器和动力电池管理系统BMS高压箱中接触器均为断开状态、充电枪未连接。
115、动力电池管理系统BMS闭合主负接触器；
116、多合一控制器闭合预充继电器116；
117、当检测到电机母线电压达到总电压的百分之九十，则闭合主正接触器、断开预充接触器，多合一控制器接收到指令后闭合预充接触器；
118、预充完成后，闭合多合一中各附件即油泵OPC、气泵APC、低压DCDC和多合一控制器中各使能接触器；
119、整车电机、电池和各附件工作正常时，仪表READY灯亮起，纯电高压上电完成；
120、在纯电高压上电完成后，若混动开关闭合或者动力电池SOC小于40％，燃料电池系统开机；
121、先闭合多合一控制器中燃料电池接口的接触器，燃料电池系统中的附件进行高压自检，同时燃料电池电堆启动散热；
122、待整车控制器VCU检测到燃料电池待机状态后由整车控制器VCU向氢系统控制器HMS发送开阀指令；
123、检测到氢气进入电堆后燃料电池系统正常运行；
124、混动模式上电完成，仪表显示混动模式工作状态。
参阅图4，所述下电的过程如下：
1)纯电模式正常下电：
211、当驾驶员将钥匙转回到Key_On挡或电机、多合一出现故障时，执行纯电模式正常下电指令；检测到关闭ON挡、电机或多合一发生故障后，使多合一中各接触器即电机主正接触器、低压DCDC接触器、油泵接触器、气泵接触器、燃料电池接口接触器和各使能断开；
212、当判断电机电流小于5A后执行213；
213、向动力电池管理系统BMS发送下高压指令；
214、电机主动放电；
215、高压下电完成；
2)纯电模式紧急下电；
221)在纯电模式下检测到急停开关触发或动力电池管理系统BMS；
222)将多合一控制器各使能和各接触器断开；
223)由整车控制器VCU向动力电池管理系统BMS发送紧急下高压指令；
214)下高压后电机进行主动放电；
215)紧急下电完成；
3)混动模式高压下电；
211)混动模式下检测到关闭ON挡、电机或多合一故障；
231)由整车控制器VCU向燃料电池发送关机指令；
232)燃料电池系统执行关机吹扫；
233)在10分钟之内关机吹扫完成检测到燃料电池系统为待机状态；
234)向氢气系统控制器HMS发送关阀指令，并且将多合一控制器中燃料电池接口接触器断开；燃料电池关机后执行1)中纯电模式正常下电流程，由212)-215)，混动模式高压下电完成；
4)混动模式燃料电池关机保持纯电高压工作状态；
241)在混动驱动行驶过程中检测到混动开关关闭或243)动力电池SOC达到80％或燃料电池、供氢发生故障，则执行燃料电池正常关机指令，如3)中所述，由231)-235)；
242)燃料电池关机完成；
244)整车纯电未下高压，正常行驶；
5)混动模式紧急下电；
221)混动驱动行驶过程中检测到急停开关触发或氢气泄露和251)整车发生高压绝缘故障；
252)将多合一控制器中除燃料电池接口接触器外其余接触器断开；
253)电机进行主动放电；
254)在燃料电池接收到紧急关机指令后1秒内停止功率输出、5秒内关闭高低压附件，此过程不执行吹扫同时立即向氢系统控制器HMS发送关阀指令；
255)将多合一中燃料电池接口接触器断开；
233)向动力电池管理系统BMS发送紧急下高压指令；
214)电机进行主动放电；
215)混动模式紧急下电完成；
6)混动模式立即切断高压；
261)混动驱动行驶过程中检测到动力电池管理系统BMS发生故障；
262)燃料电池紧急关机且氢气系统立即关阀；
222)将多合一中各使能和各接触器断开；
223)发送BMS紧急下高压指令；
214)进行电机主动放电，混动模式立即切断高压流程完成。
综上，本发明通过整车控制器VCU运行上下电控制系统，能够完成纯电驱动上下电流程和燃料电池启动上下电流程以及对氢燃料电堆的控制，其逻辑合理，控制内容全面且简洁；本发明通过设置燃料电池系统三级关机指令，在车辆发生不同状况下能够有效采取相应措施，提高燃料电池系统使用寿命，并且通过设置混动开关和SOC自动控制燃料电池启动停止程序，使氢燃料电池的启动最大化满足整车运行要求和驾驶员意图，通过设置急停开关，在车辆发生状况的情况下驾驶员能够主动切断整车高压同时保护燃料电池系统。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明的保护范围并不局限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (5)
1.一种适用于氢燃料电池混合动力汽车的上下电控制系统，其特征在于，包括：
整车控制器VCU，用于负责汽车的正常行驶、氢燃料电池系统控制、制动能量回馈、整车驱动系统及动力电池的能量管理、网络管理、故障诊断及处理、车辆状态监控；
动力电池管理系统BMS，用于对动力电池的电压、电流、温度进行实时检测；
多合一控制器，用于实现对车辆油泵、气泵、低压DCDC的控制和高压配电接口的控制及状态监控；
氢燃料电池系统，用于将氢气和氧气的化学能直接转换成电能；
燃料电池电堆，用于作为发生电化学反应的场所；
动力电池冷却系统TMS，用于对动力电池进行冷却散热；
电机控制器MCU，用于控制电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作；
急停开关，用于在发生紧急情况下，驾驶员进行车辆急停操作；
混动开关，用于启动关闭燃料电池；
所述整车控制器VCU与多合一控制器和电机控制器MCU之间通过CAN 1通道进行通讯；所述整车控制器VCU、动力电池管理系统BMS、氢燃料电池系统之间通过CAN通讯2通道进行通讯；所述整车控制器VCU与急停开关和混动开关通过硬线连接；所述多合一控制器通过高压线束与动力电池管理系统BMS和燃料电池电堆分别进行连接，采用燃料电池混合动力汽车上下电控制方法进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种适用于氢燃料电池混合动力汽车的上下电控制系统，其特征在于，所述多合一控制器包括直流转换器DCDC、气泵APC、油泵OPC和电机MCU。
3.根据权利要求1所述的一种适用于氢燃料电池混合动力汽车的上下电控制系统，其特征在于，所述氢燃料电池系统包括：
燃料电池控制器FCU，用于对燃料电池进行控制；
供氢系统控制器HMS，用于对氢SOC及质量进行计算、具备外接传感器功能和下电延时功能、加氢次数记录功能、在线刷写及标定功能并且能够对短路故障进行诊断。
4.一种适用于氢燃料电池混合动力汽车的上下电控制方法，基于一种适用于氢燃料电池混合动力汽车的上下电控制系统实现，其特征在于，包括上电和下电；其中，所述上电的具体方法如下：
111、驾驶员将钥匙挡位转动到Key_ON档时，整车控制器VCU及各附件控制器由低压24V蓄电池供电，将整车控制器VCU、动力电池管理系统BMS、电机控制器MCU、燃料电池控制器FCU、氢系统控制器HMS唤醒；
112、唤醒后各控制器进行低压自检，若自检通过进入到纯电上高压流程；
113、驾驶员踩制动踏板将钥匙挡位转动至START档0.5秒；
114、整车控制器VCU判断上高压条件是否满足，满足条件后向动力电池管理系统BMS发送上高压指令；
115、动力电池管理系统BMS闭合主负接触器；
116、多合一控制器闭合预充继电器116；
117、当检测到电机母线电压达到总电压的百分之九十，则闭合主正接触器、断开预充接触器，多合一控制器接收到指令后闭合预充接触器；
118、预充完成后，闭合多合一中各附件即油泵OPC、气泵APC、低压DCDC和多合一控制器中各使能接触器；
119、整车电机、电池和各附件工作正常时，仪表READY灯亮起，纯电高压上电完成；
120、在纯电高压上电完成后，若混动开关闭合或者动力电池SOC小于40％，燃料电池系统开机；
121、先闭合多合一控制器中燃料电池接口的接触器，燃料电池系统中的附件进行高压自检，同时燃料电池电堆启动散热；
122、待整车控制器VCU检测到燃料电池待机状态后由整车控制器VCU向氢系统控制器HMS发送开阀指令；
123、检测到氢气进入电堆后燃料电池系统正常运行；
124、混动模式上电完成，仪表显示混动模式工作状态；
所述下电的方法如下：
1)纯电模式正常下电：
211、当驾驶员将钥匙转回到Key_On挡或电机、多合一出现故障时，执行纯电模式正常下电指令；检测到关闭ON挡、电机或多合一发生故障后，使多合一中各接触器即电机主正接触器、低压DCDC接触器、油泵接触器、气泵接触器、燃料电池接口接触器和各使能断开；
212、当判断电机电流小于5A后执行213；
213、向动力电池管理系统BMS发送下高压指令；
214、电机主动放电；
215、高压下电完成；
2)纯电模式紧急下电；
221)在纯电模式下检测到急停开关触发或动力电池管理系统BMS；
222)将多合一控制器各使能和各接触器断开；
223)由整车控制器VCU向动力电池管理系统BMS发送紧急下高压指令；
214)下高压后电机进行主动放电；
215)紧急下电完成；
3)混动模式高压下电；
211)混动模式下检测到关闭ON挡、电机或多合一故障；
231)由整车控制器VCU向燃料电池发送关机指令；
232)燃料电池系统执行关机吹扫；
233)在10分钟之内关机吹扫完成检测到燃料电池系统为待机状态；
234)向氢气系统控制器HMS发送关阀指令，并且将多合一控制器中燃料电池接口接触器断开；燃料电池关机后执行1)中纯电模式正常下电流程，由212)-215)，混动模式高压下电完成；
4)混动模式燃料电池关机保持纯电高压工作状态；
241)在混动驱动行驶过程中检测到混动开关关闭或243)动力电池SOC达到80％或燃料电池、供氢发生故障，则执行燃料电池正常关机指令，如3)中所述，由231)-235)；
242)燃料电池关机完成；
244)整车纯电未下高压，正常行驶；
5)混动模式紧急下电；
221)混动驱动行驶过程中检测到急停开关触发或氢气泄露和251)整车发生高压绝缘故障；
252)将多合一控制器中除燃料电池接口接触器外其余接触器断开；
253)电机进行主动放电；
254)在燃料电池接收到紧急关机指令后1秒内停止功率输出、5秒内关闭高低压附件，此过程不执行吹扫同时立即向氢系统控制器HMS发送关阀指令；
255)将多合一中燃料电池接口接触器断开；
233)向动力电池管理系统BMS发送紧急下高压指令；
214)电机进行主动放电；
215)混动模式紧急下电完成；
6)混动模式立即切断高压；
261)混动驱动行驶过程中检测到动力电池管理系统BMS发生故障；
262)燃料电池紧急关机且氢气系统立即关阀；
222)将多合一中各使能和各接触器断开；
223)发送BMS紧急下高压指令；
214)进行电机主动放电，混动模式立即切断高压流程完成。
5.根据权利要求4所述的一种适用于氢燃料电池混合动力汽车的上下电控制方法，其特征在于，所述步骤114)中，高压条件是否满足的条件如下：钥匙挡位在START、踩下制动踏板、急停开关断开、多合一控制器和动力电池管理系统BMS高压箱中接触器均为断开状态、充电枪未连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311557729.4A CN117565756A (zh) | 2023-11-21 | 2023-11-21 | 适用于氢燃料电池混合动力汽车的上下电控制系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311557729.4A CN117565756A (zh) | 2023-11-21 | 2023-11-21 | 适用于氢燃料电池混合动力汽车的上下电控制系统及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117565756A true CN117565756A (zh) | 2024-02-20 |
Family
ID=89891337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311557729.4A Pending CN117565756A (zh) | 2023-11-21 | 2023-11-21 | 适用于氢燃料电池混合动力汽车的上下电控制系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117565756A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117774784A (zh) * | 2024-02-27 | 2024-03-29 | 合肥工业大学 | 一种氢燃料电池汽车的整车上下电时序控制方法 |
-
2023
- 2023-11-21 CN CN202311557729.4A patent/CN117565756A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117774784A (zh) * | 2024-02-27 | 2024-03-29 | 合肥工业大学 | 一种氢燃料电池汽车的整车上下电时序控制方法 |
| CN117774784B (zh) * | 2024-02-27 | 2024-05-14 | 合肥工业大学 | 一种氢燃料电池汽车的整车上下电时序控制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102487145B (zh) | 控制燃料电池混合系统的操作的系统和方法 | |
| CN103231662B (zh) | 一种燃料电池轿车动力系统控制方法 | |
| US8119297B2 (en) | Idle stop-start control method of fuel cell hybrid vehicle | |
| CN109895660A (zh) | 一种燃料电池汽车多源控制器及控制方法 | |
| US7862943B2 (en) | Method and apparatus for starting a fuel cell engine in a vehicle equipped with an ultracapacitor | |
| US20140145500A1 (en) | Power distribution device and method for fuel cell-supercapacitor hybrid vehicle | |
| US8486571B2 (en) | Method for controlling output of fuel cell in fuel cell hybrid vehicle | |
| CN101627497B (zh) | 燃料电池系统和燃料电池系统的启动方法 | |
| CN102598380B (zh) | 燃料电池系统及其控制方法 | |
| JP4724207B2 (ja) | 燃料電池車両 | |
| CN210912096U (zh) | 一种燃料电池汽车多源控制器 | |
| KR101759140B1 (ko) | 연료전지의 출력 제어 방법 및 장치 | |
| CN117565756A (zh) | 适用于氢燃料电池混合动力汽车的上下电控制系统及方法 | |
| US8404392B2 (en) | Method of entering and exiting a regenerative/stand-by mode on a fuel cell system where the fuel cell is separated from the regenerative source by a blocking power diode | |
| JP2010081672A (ja) | 電気自動車及び蓄電装置の制御方法 | |
| US20150042156A1 (en) | Vehicle electric power supply control system and vehicle | |
| KR20080086941A (ko) | 연료전지 하이브리드 전기차량의 비상시동제어방법 | |
| CN115179818A (zh) | 一种插电式燃料电池汽车上下电控制方法及系统 | |
| US20120121941A1 (en) | Fuel cell system | |
| CN107472030B (zh) | 电动汽车的控制方法、系统及车辆 | |
| CN111559279B (zh) | 一种氢燃料汽车能量调节系统 | |
| JP2017221063A (ja) | 電力システム及びその制御方法 | |
| KR100857654B1 (ko) | 연료전지 수퍼캡 하이브리드 전기 차량의 수퍼캡 방전제어방법 | |
| KR100872647B1 (ko) | 연료전지 하이브리드 전기 차량의 파워다운 제어방법 | |
| US20110053015A1 (en) | Control Method for a Fuel Cell System and Fuel Cell System |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |