CN204109822U - 一种氢能源汽车中的燃料电池怠速时自动充电系统 - Google Patents

一种氢能源汽车中的燃料电池怠速时自动充电系统 Download PDF

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鲍宪均
赵成旺
方小明
程小翠
王亮
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Abstract

本实用新型公开了一种氢能源汽车中的燃料电池怠速时自动充电系统，其特征在于：包括氢能源汽车以及设置在氢能源汽车中的燃料电池系统、控制系统、车载使用电器，所述的燃料电池系统包括氢气燃料电池堆、蓄电池组以及动力蓄电池组，所述的控制系统包括整车控制器ECU、电池管理系统BMS、多个转换器DC/DC。本实用新型的有益效果：该系统配合氢气能源车具有可对车辆进行自主智能充电特点，并在无充电接口，车辆不工作的情况下以及充电条件不足的情况下进行充电，可以充分利用空余的时间，不会出现用车无电以及与他人争抢充电桩的情况，大大节省了时间与空间，也节约了资源，使车主更加安全舒适使用车辆。

Description

一种氢能源汽车中的燃料电池怠速时自动充电系统
技术领域
   本实用新型属于新能源燃料电池汽车领域，特别涉及是无需外接充电设备,在空闲时间可自行对电池充电的技术的一种氢能源汽车中的燃料电池怠速时自动充电系统。
背景技术
目前，目前燃料电池已广泛应用于各个技术领域及人们的生活之中，车库紧张,充电设备规划不齐全，充电过程危险，用户住于高层建筑，无法给车辆进行充电，或是充电端口数量不足，无法进行及时充电,从而影响车辆下一次行驶。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供方便型充电，利用车辆空闲时间，自行给车辆充电的一种氢能源汽车中的燃料电池怠速时自动充电系统。 
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种氢能源汽车中的燃料电池怠速时自动充电系统，包括氢能源汽车以及设置在氢能源汽车中的燃料电池系统、控制系统、车载使用电器，所述的燃料电池系统包括氢气燃料电池堆、蓄电池组以及动力蓄电池组，所述的控制系统包括整车控制器ECU、电池管理系统BMS、多个转换器DC/DC，所述的电池管理系统BMS与动力蓄电池组连接；电池管理系统BMS用于监控动力蓄电池的电量；
所述的电池管理系统BMS还与整车控制器ECU连接，用于反馈动力蓄电池的电量储存容量以及控制氢气燃料电池堆自动向动力蓄电池组充电；
所述的燃料电池堆与动力蓄电池组连接其中还串联第一直流转换器DC/DC，用于将燃料电池产生的电能全部充入动力蓄电池组，并且通过第一直流转换器DC/DC升压将之转化成平稳的电压输出给车载使用电器，
所述的动力蓄电池组与车载使用电器之间设置了一个配电柜，所述的配电柜与动力蓄电池组之间连接第二直流转换器DC/DC，所述的第二直流转换器DC/DC通过降压来供电给低压用电器。
所述的整车控制器ECU与动力蓄电池组连接低压配电柜，低压配电柜与动力蓄电池组之间设置有第三直流转换器DC/DC，所述的低压配电柜与其他应用电器连接。
所述的其他应用电器包括：车内多媒体、灯光、点火器。
有益效果：本实用新型配合氢气能源车具有可对车辆进行自主智能充电特点，并在无充电接口，车辆不工作的情况下以及充电条件不足的情况下进行充电，可以充分利用空余的时间，不会出现用车无电以及与他人争抢充电桩的情况，大大节省了时间与空间，也节约了资源，使车主更加安全舒适使用车辆。
以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。
附图说明
图1为本实用新型的结构布置图。
图中：1. 氢气燃料电池堆、2. 蓄电池组、3. 动力蓄电池组、4. 整车控制器ECU、5. 电池管理系统BMS、6. 第一直流转换器DC/DC、7. 配电柜、8. 第二直流转换器DC/DC、 9. 低压配电柜、10. 第三直流转换器DC/DC、11.车内多媒体、12.灯光、13.点火器、14.除霜器、15.空调、16.燃料电池堆控制器。
具体实施方式                   
实施例1：如图1所示，一种氢能源汽车中的燃料电池怠速时自动充电系统，该系统包括氢气燃料电池堆1、蓄电池组2、动力蓄电池组3、整车控制器ECU4、电池管理系统BMS5、第一直流转换器DC/DC6、配电柜7、第二直流转换器DC/DC8、低压配电柜9、除霜器14、空调15，燃料电池堆控制器16。
所述的电池管理系统BMS5与动力蓄电池组3连接，电池管理系统BMS5用于监控动力蓄电池的电量。
所述的电池管理系统BMS5还与整车控制器ECU4连接，用于反馈动力蓄电池的电量储存容量以及控制氢气燃料电池堆自动向动力蓄电池组3充电；
所述的氢气燃料电池堆1与动力蓄电池组3连接，其中还串联第一直流转换器DC/DC6，用于将燃料电池产生的电能全部充入动力蓄电池组，并且通过第一直流转换器DC/DC6升压将之转化成平稳的电压输出给车载使用电器的除霜器14和空调15，燃料电池所产生的不平稳电压经转化成平稳电压后输出给动力蓄电池组3，因为动力蓄电池组3需要在平稳且额定电压下充电。
所述的动力蓄电池组3与车载使用电器之间设置了一个配电柜7，所述的配电柜7与动力蓄电池组3之间连接第二直流转换器DC/DC8，所述的第二直流转换器DC/DC8经降压来供电给低压用电器。动力蓄电池组3与配电柜7连接之间的DC/DC则起到降压功能，动力蓄电池组3本身是一个高压的储能装置，而车载上其他低压用电器不能直接使用电池组中的高压电压，若要正常使用则必须通过第二直流转换器DC/DC8进行降压。
所述的整车控制器ECU4与动力蓄电池组3连接低压配电柜9，低压配电柜9与动力蓄电池组3之间设置第三转换器DC/DC10，所述的低压配电柜9与其他应用电器的车内多媒体11、灯光12、点火器13连接。低压配电柜9的电压在12V-24V之间，通过第三转换器DC/DC10同第二转换器DC/DC8的作用，可避免其他应用电器在使用过程中发生电压过载。  
当车辆在不工作的情况下，电池管理系统BMS5对动力蓄电池组3进行检测，判断动力蓄电池组3的剩余电量，剩余电量可自行调节设定。若动力蓄电池组3的剩余电量达到设定的最低值将会影响到车辆的下一次工作。电池管理系统BMS5将检测到的电量信号发送给整车控制器ECU4，整车控制器ECU4接收到的电量信号后经处理分析给燃料电池堆控制器16下达充电指令，此时燃料电池堆1处于怠速状态，燃料电池堆1产生的电能全部充入动力蓄电池组3。当BMS检测到电池组的电量达到设定值SOC80%时，电池管理系统BMS5给ECU发出电量充满的信号，ECU给燃料电池堆控制器16下达充电结束的命令，燃料电池堆控制器16即停止工作。
运行过程：通过电池组启动燃料电池堆1运行，给动力蓄电池组3充电，动力电池组3给电机提供电能驱动车辆行驶，行驶过程中有可能会大量的消耗动力蓄电池组3的电能，在行车结束后，动力电池组3可能会发生亏电状态，从而会影响下一次的行驶，所以在车辆停止情况下，电池管理系统BMS5检测动力蓄电池组3的电量，当电量低于某设定值的情况下，电池管理系统BMS5给整车控制器ECU4发出充电信号，整车控制器ECU4给燃料电池堆控制器16发出充电指令。当动力电池组达到SOC设定值的80%时，ECU向燃料电池堆控制器16发出停止充电指令之后整车即处于断电状态。
 以上的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (3)

1.一种氢能源汽车中的燃料电池怠速时自动充电系统，其特征在于：包括氢能源汽车以及设置在氢能源汽车中的燃料电池系统、控制系统、车载使用电器，所述的燃料电池系统包括氢气燃料电池堆、蓄电池组以及动力蓄电池组，所述的控制系统包括整车控制器ECU、电池管理系统BMS、多个转换器DC/DC，所述的电池管理系统BMS与动力蓄电池组连接，电池管理系统BMS用于监控动力蓄电池的电量；
所述的电池管理系统BMS还与整车控制器ECU连接，用于反馈动力蓄电池的电量储存容量以及控制氢气燃料电池堆自动向动力蓄电池组充电；
所述的燃料电池堆与动力蓄电池组连接，其中还串联第一直流转换器DC/DC，用于将燃料电池产生的电能全部充入动力蓄电池组，并且通过第一直流转换器DC/DC升压将之转化成平稳的电压输出给车载使用电器；
所述的动力蓄电池组与车载使用电器之间设置了一个配电柜，所述的配电柜与动力蓄电池组之间连接第二直流转换器DC/DC，所述的第二直流转换器DC/DC通过降压来供电给低压用电器。
2.如权利要求1所述的氢能源汽车中的燃料电池怠速时自动充电系统，其特征在于：所述的整车控制器ECU与动力蓄电池组连接低压配电柜，低压配电柜与动力蓄电池组之间设置有第三直流转换器DC/DC，所述的低压配电柜与其他应用电器连接。
3.如权利要求2所述的氢能源汽车中的燃料电池怠速时自动充电系统，其特征在于：所述的其他应用电器包括车内多媒体、灯光、点火器。
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