CN208369253U - 氢燃料电池混动系统 - Google Patents

Abstract

一种氢燃料电池混动系统，包括：氢燃料电池装置，用于产生电能；第一单向导通模块，氢燃料电池装置通过第一单向导通模块向用电负载提供电能；锂电池组，用于在氢燃料电池装置无法满足用电负载需求时，向用电负载提供电能；第二单向导通模块，锂电池组通过第二单向导通模块向用电负载提供电能；第一单向导通模块的输出端与第二单向导通模块的输出端连通。通过具有单向导通特性的第一单向导通模块及第二单向导通模块，当氢燃料电池装置满足用电负载需求时，氢燃料电池装置向用电负载供电；当氢燃料电池装置无法满足用电负载需求时，氢燃料电池装置、锂电池组同时向用电负载供电，从而满足了用电负载的瞬态响应需求。

Description

氢燃料电池混动系统

技术领域

本实用新型涉及燃料电池控制技术，特别是涉及一种氢燃料电池混动系统。

背景技术

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；另外，燃料电池用燃料和氧气作为反应原料，同时没有机械传动部件，故没有噪原料，排放出的有害气体极少。然而，燃料电池属于能量输出型电池，其动态响应很慢，无法满足用电负载的瞬态功率响应需求。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种满足用电负载动态功率需求的氢燃料电池混动系统。

一种氢燃料电池混动系统，用于向用电负载供电，所述氢燃料电池混动系统包括：

氢燃料电池装置，用于产生电能；

第一单向导通模块，所述氢燃料电池装置通过所述第一单向导通模块向用电负载提供电能；

锂电池组，用于在所述氢燃料电池装置无法满足用电负载需求时，向用电负载提供电能；及

第二单向导通模块，所述锂电池组通过所述第二单向导通模块向用电负载提供电能；所述第一单向导通模块的输出端与所述第二单向导通模块的输出端连通。

上述氢燃料电池混动系统，通过具有单向导通特性的第一单向导通模块及第二单向导通模块，当氢燃料电池装置满足用电负载需求时，氢燃料电池装置向用电负载供电；当氢燃料电池装置无法满足用电负载需求时，氢燃料电池装置、锂电池组同时向用电负载供电，从而满足了用电负载的瞬态响应需求。

在其中一个实施例中，所述第一单向导通模块设有第一正极输入端、及第一负极输出端；所述第一单向导通模块的第一正极输入端连接所述氢燃料电池装置的正极输出端，所述第一单向导通模块的第一负极输出端连接至用电负载；所述第一单向导通模块包括电阻R1、电容C1、MOS管Q1、及第一二极管控制器 U1；所述第一二极管控制器U1设有电压输入引脚、源端连接引脚、栅端连接引脚、漏端连接引脚、及接地引脚；所述MOS管Q1的输入端连接所述第一正极输入端，所述MOS管Q1的输出端连接所述第一负极输出端；所述第一二极管控制器U1的电压输入引脚连接所述第一正极输入端，所述第一二极管控制器U1的源端连接引脚连接所述第一正极输入端，所述第一二极管控制器U1的栅端连接引脚连接所述MOS管Q1的控制端，所述第一二极管控制器U1的漏端连接引脚连接所述第一负极输出端；所述MOS管Q1的输出端通过所述电容C1及所述电阻R1接地；所述第一二极管控制器U1的接地端通过所述电阻R1接地。

在其中一个实施例中，所述第一单向导通模块还包括稳压管D1，所述稳压管D1的阴极连接所述第一二极管控制器U1的电压输入引脚，所述稳压管D1的阳极连接所述第一二极管控制器U1的接地端；所述第一单向导通模块还包括稳压管D2，所述稳压管D2的阴极连接所述MOS管Q1的控制端，所述稳压管D2的阳极连接所述MOS管Q1的输入端。

在其中一个实施例中，还包括第一常通模组；所述第一单向导通模块设有第一正极输入端、及第一负极输出端；所述第一负极输出端与用电负载之间连接有所述第一常通模组。

在其中一个实施例中，所述第一常通模组包括第一初级驱动单元、第一后级驱动单元、及MOS管Q7；所述第一初级驱动单元对外部输入信号进行放大，所述第一后级驱动单元将所述第一初级驱动单元的输出控制信号隔离耦合至所述MOS管Q7的控制端，所述MOS管Q7对所述第一单向导通模块与用电负载间的通路进行控制。

在其中一个实施例中，所述第一初级驱动单元设有第一常通控制端；所述第一初级驱动单元包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C3、电容C4、及MOS管Q8；所述电阻R3、所述电阻R4、及所述电容C3依次串联；所述第一常通控制端连接所述电阻R3与所述电阻R4之间的节点，所述电阻R3与所述电阻R4之间的节点还通过所述电容C4接地，所述电阻R3与所述第一后级驱动单元之间连接所述电阻R3；所述电阻R5与所述电容C3并联；所述电阻R4与所述电容C3之间的节点连接所述MOS管Q8的控制端；所述MOS管Q8的输入端连接所述第一后级驱动单元；所述第一后级驱动单元包括电容C5、二极管D5、及芯片U3；所述芯片U3设有阳极引脚、阴极引脚、电源引脚、推挽输出引脚、及接地引脚；所述芯片U3的阳极引脚、阴极引脚连接所述第一初级驱动单元；所述芯片U3的推挽输出引脚连接所述二极管D5的阴极，所述二极管D5的阳极连接所述MOS管Q7的控制端；所述MOS管Q7输入端连接所述第一单向导通模块的第一负极输出端；所述MOS管Q7输出端连接用电负载。

在其中一个实施例中，还包括降压模块，所述降压模块连接所述氢燃料电池装置及所述锂电池组，所述降压模块将所述氢燃料电池装置及所述锂电池组的输出电压转换为第一直流电压，并向所述第一初级驱动单元输出。

在其中一个实施例中，所述降压模块包括电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、二极管D9、二极管D10、电感L1、及芯片U5；所述芯片U5设有电源输入引脚、通时设定引脚、断流设定引脚、接地引脚、内部电压输出引脚、电容输入引脚、开关输出引脚、及反馈输入引脚；所述芯片U5的电源输入引脚与所述氢燃料电池装置之间连接所述二极管D9，所述芯片U5的电源输入引脚与所述锂电池组之间连接所述二极管D10；所述芯片U5的电源输入引脚与通时设定引脚之间连接所述电阻R15；所述芯片U5的断流设定引脚通过所述电阻R16接地，所述芯片U5的接地引脚接地；所述芯片U5的内部电压输出引脚通过所述电容C12接地；所述芯片U5的电容输入引脚与开关输出引脚之间连接所述电容C13；所述芯片U5的开关输出引脚连接所述电感L1；所述电感L1的一端与地之间串联连接有所述电阻R17及所述电阻R18，所述电阻R17与所述电阻R18之间的节点连接所述芯片U5的反馈输入引脚。

在其中一个实施例中，还包括升压隔离模块，所述升压隔离模块连接所述 MOS管Q7的输出端，所述升压隔离模块还连接所述降压模块的输出端；所述升压隔离模块通过对所述降压模块的输出电压进行耦合，在输出端输出与所述降压模块隔离的输出电压。

在其中一个实施例中，还包括充电调节模块，所述充电调节模块将所述氢燃料电池装置的输出电压调整为适应所述锂电池组的电压并向所述锂电池组输出。

附图说明

图1为本实用新型的一较佳实施例的氢燃料电池混动系统的结构图；

图2A为图1所示的第一单向导通模块的电路图；

图2B为图1所示的第二单向导通模块的电路图；

图3为另一实施例的氢燃料电池混动系统的结构图；

图4A为图3所示的第一常通模组的电路图；

图4B为图3所示的第二常通模组的电路图；

图5为图3所示的降压模块及升降压隔离模块的电路图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将对本实用新型进行更全面的描述。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

请参阅图1至图2B，为本实用新型一较佳实施方式的氢燃料电池混动系统 100，用于利用氢燃料电池所产生的电能向用电负载供电。该氢燃料电池混动系统100包括

氢燃料电池装置10，用于产生电能；

第一单向导通模块20，氢燃料电池装置10通过第一单向导通模块20向用电负载提供电能；

锂电池组30，用于在氢燃料电池装置10无法满足用电负载需求时，向用电负载提供电能；及

第二单向导通模块40，锂电池组30通过第二单向导通模块40向用电负载提供电能；第一单向导通模块20的输出端与第二单向导通模块40的输出端连通；

通过具有单向导通特性的第一单向导通模块20及第二单向导通模块40，当氢燃料电池装置10满足用电负载需求时，氢燃料电池装置10向用电负载供电；当氢燃料电池装置10无法满足用电负载需求时，氢燃料电池装置10、锂电池组 30同时向用电负载供电，从而满足了用电负载的瞬态响应需求。

具体地，当氢燃料电池装置10满足用电负载需求时，由于氢燃料电池装置 10的输出电压并未被用电负载拉低，氢燃料电池装置10的输出电压大于锂电池组30的输出电压，第一单向导通模块20导通，第二单向导通模块40截止，仅通过氢燃料电池装置10向用电负载提供电能；当氢燃料电池装置10无法满足用电负载需求时，氢燃料电池装置10的输出电压在下降至与锂电池组30的输出电压接近时，第一单向导通模块20、第二单向导通模块40导通同时导通，从而同时利用氢燃料电池装置10、锂电池组30向用电负载供电。

请参阅图2A，具体地，第一单向导通模块20设有第一正极输入端、及第一负极输出端；第一单向导通模块20的第一正极输入端连接氢燃料电池装置10 的正极输出端，第一单向导通模块20的第一负极输出端连接至用电负载；

进一步地，为减少第一单向导通模块20正向导通的压降，以减少功率损耗，第一单向导通模块20包括电阻R1、电容C1、MOS管Q1、及第一二极管控制器 U1；第一二极管控制器U1设有电压输入引脚、源端连接引脚、栅端连接引脚、漏端连接引脚、及接地引脚；MOS管Q1的输入端连接第一正极输入端，MOS管 Q1的输出端连接第一负极输出端；第一二极管控制器U1的电压输入引脚连接第一正极输入端，第一二极管控制器U1的源端连接引脚连接第一正极输入端，第一二极管控制器U1的栅端连接引脚连接MOS管Q1的控制端，第一二极管控制器U1的漏端连接引脚连接第一负极输出端；MOS管Q1的输出端通过电容C1及电阻R1接地；第一二极管控制器U1的接地端通过电阻R1接地。

当第一正极输入端与第一负极输出端之间存在电势差时，第一二极管控制器U1通过电压输入引脚检测到电势差，然后通过栅端连接引脚及源端连接引脚向MOS管Q1提供偏置电压使MOS管Q1导通并通过偏置电压调节维持较低的导通压降，MOS管Q1导通后的压降远于普通二极管的导通压降，从而有效减少了电能损耗。

为避免第一二极管控制器U1的电压输入引脚的电压过大，第一单向导通模块20还包括稳压管D1，稳压管D1的阴极连接第一二极管控制器U1的电压输入引脚，稳压管D1的阳极连接第一二极管控制器U1的接地端；为避免MOS管Q1 的输入端与控制端之间的电压过大，造成MOS管Q1受损，第一单向导通模块20 还包括稳压管D2，稳压管D2的阴极连接MOS管Q1的控制端，稳压管D2的阳极连接MOS管Q1的输入端。

为提高第一单向导通模块20的通流能力，第一单向导通模块20还包括MOS 管Q2、MOS管Q3，MOS管Q2的控制端、MOS管Q3的控制端连接第一二极管控制器U1的栅端连接引脚；MOS管Q2的输入端、MOS管Q3的输入端连接第一二极管控制器U1的源端连接引脚；MOS管Q2的输出端、MOS管Q3的输出端连接第一二极管控制器U1的漏端连接引脚。

请参阅图2B，具体地，第二单向导通模块40设有第二正极输入端、及第二负极输出端；第二单向导通模块40的第二正极输入端连接氢燃料电池装置10 的正极输出端，第二单向导通模块40的第二负极输出端连接至用电负载；

进一步地，为减少第二单向导通模块40正向导通的压降，以减少功率损耗，第二单向导通模块40包括电阻R2、电容C2、MOS管Q4、及第二二极管控制器 U2；第二二极管控制器U2设有电压输入引脚、源端连接引脚、栅端连接引脚、漏端连接引脚、及接地引脚；MOS管Q4为MOS管；MOS管Q4的输入端连接第二正极输入端，MOS管Q4的输出端连接第二负极输出端；第二二极管控制器U2的电压输入引脚连接第二正极输入端，第二二极管控制器U2的源端连接引脚连接第二正极输入端，第二二极管控制器U2的栅端连接引脚连接MOS管Q4的控制端，第二二极管控制器U2的漏端连接引脚连接第二负极输出端；MOS管Q4的输出端通过电容C2及电阻R2接地；第二二极管控制器U2的接地端通过电阻R2 接地。

当第二正极输入端与第二负极输出端之间存在电势差时，第二二极管控制器U2通过电压输入引脚检测到电势差，然后通过栅端连接引脚及源端连接引脚向MOS管Q4提供偏置电压使MOS管Q4导通并通过偏置电压调节维持较低的导通压降，MOS管Q4导通后的压降远对于普通二极管的导通压降，从而有效减少了电能损耗。

为避免第二二极管控制器U2的电压输入引脚的电压过大，第二单向导通模块40还包括稳压管D3，稳压管D3的阴极连接第二二极管控制器U2的电压输入引脚，稳压管D3的阳极连接第二二极管控制器U2的接地端；为避免MOS管Q4 的输入端与控制端之间的电压过大，造成MOS管Q4受损，第二单向导通模块40 还包括稳压管D4，稳压管D4的阴极连接MOS管Q4的控制端，稳压管D4的阳极连接MOS管Q4的输入端。

为提高第二单向导通模块40的通流能力，第二单向导通模块40还包括MOS 管Q5、MOS管Q6，MOS管Q5的控制端、MOS管Q6的控制端连接第二二极管控制器U2的栅端连接引脚；MOS管Q5的输入端、MOS管Q6的输入端连接第二二极管控制器U2的源端连接引脚；MOS管Q5的输出端、MOS管Q6的输出端连接第二二极管控制器U2的漏端连接引脚。

请参阅图3及图4A，为在氢燃料电池装置10出现异常时，停止氢燃料电池装置10向用电负载供电，氢燃料电池混动系统100还包括第一常通模组50，第一单向导通模块20与用电负载之间连接有第一常通模组50。

在正常状态下，第一常通模组50处于导通状态下；当氢燃料电池装置10 出现异常时，第一常通模组50截止，从而使氢燃料电池装置10停止向用电负载输出电能。

在本实施方式中，第一常通模组50包括第一初级驱动单元51、第一后级驱动单元52、及MOS管Q7；第一初级驱动单元51对外部输入信号进行放大，第一后级驱动单元52将第一初级驱动单元51的输出控制信号隔离耦合至MOS管 Q7的控制端，MOS管Q7对第一单向导通模块20与用电负载间的通路进行控制。

第一初级驱动单元51设有第一常通控制端；第一初级驱动单元51包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C3、电容C4、及MOS管Q8；电阻R3、电阻R4、及电容C3依次串联；第一常通控制端连接电阻R3与电阻R4之间的节点，电阻R3与电阻R4之间的节点还通过电容C4接地，电阻R3与第一后级驱动单元52之间连接电阻R3；电阻R5与电容C3并联；电阻R4与电容C3之间的节点连接MOS管Q8的控制端；MOS管Q8的输入端连接第一后级驱动单元52。电阻R3与电阻6之间的节点的输入第一直流电压。

第一后级驱动单元52包括电容C5、二极管D5、及芯片U3；芯片U3设有阳极引脚、阴极引脚、电源引脚、推挽输出引脚、及接地引脚；芯片U3的阳极引脚、阴极引脚连接第一初级驱动单元51；芯片U3的推挽输出引脚连接二极管 D5的阴极，二极管D5的阳极连接MOS管Q7的控制端；MOS管Q7输入端连接第一单向导通模块20的第二负极输出端；MOS管Q7输出端连接用电负载。芯片 U3的电源引脚输入第二直流电压。

具体地，芯片U3的阳极引脚连接电阻R6，芯片U3的阴极引脚连接MOS管 Q8的输入端。在正常状态下，第一常通控制端输入高电位，使MOS管Q8导通，芯片U3内部的光耦信号驱动芯片U3的电源引脚与推挽输出引脚之间在内部接通，从而使芯片U3的推挽输出引脚通过二极管D5向MOS管Q7输出驱动电平，令MOS管Q7导通，实现氢燃料电池装置10向用电负载的电流供应；二极管D5 产生了反向导通压降，从而避免了二极管Q7的控制端电压过大。当氢燃料电池装置10出现故障时，第一常通控制端输入低电位，MOS管Q8截止，芯片U3的推挽输出端输出低电平，使MOS管Q7截止，从而切断第一单向导通模块20与用电负载之间的通路。

进一步地，为避免MOS管Q7的关断过程过快，导致输入端与输出端之间产生高压尖峰击穿MOS管Q7而使MOS管Q7损坏，第一常通模组50还包括第一脉冲放电单元53，第一脉冲放电单元53包括电阻R13、电阻R14、电容C10、二极管D8、及MOS管Q14；芯片U3的推挽输出引脚连接MOS管Q14的控制端，MOS 管Q14的输入端与MOS管Q7的输入端之间连接电阻R14；MOS管Q14的控制端与MOS管Q14的输出端之间串联连接有电阻R13及电容C10；电阻R13与电容C10之间的节点连接二极管D8的阴极，二极管D8的阳极连接MOS管Q7的控制端；当芯片U3的推挽输出引脚输出高电平时，MOS管Q14导通，同时电容C10 通过电阻R13充电；当芯片U3的推挽输出引脚转换为输出低电平时，MOS管Q7 关断，由于电容C10的电压作用，MOS管Q14延迟关断，MOS管Q7的输入端与输出端之间的高压通过电阻R14及MOS管Q14释放，从而避免MOS管Q7击穿损坏。

为使第一常通模组50的通流能力与第一单向导通模块20对应，第一常通模组50还包括MOS管Q10及MOS管Q11；MOS管Q10的输入端、MOS管Q11的输入端连接MOS管Q7的输入端；MOS管Q10的输出端、MOS管Q11的输出端连接 MOS管Q7的输出端；MOS管Q10的控制端、MOS管Q11的控制端连接二极管D5 的阳极。

请参阅图3及图4B，为在锂电池组30出现异常时，停止锂电池组30向用电负载供电，氢燃料电池混动系统100还包括第二常通模组60，第二单向导通模块40与用电负载之间连接有第二常通模组60。

在正常状态下，第二常通模组60处于导通状态下；当锂电池组30出现异常时，第二常通模组60截止，从而使锂电池组30停止向用电负载输出电能。

在本实施方式中，第二常通模组60包括第二初级驱动单元61、第二后级驱动单元62、及MOS管Q12；第二初级驱动单元61对外部输入信号进行放大，第二后级驱动单元62将第二初级驱动单元61的输出控制信号隔离耦合至MOS管 Q12的控制端，MOS管Q12对第二单向导通模块40与用电负载间的通路进行控制。

第二初级驱动单元61设有第二常通控制端；第二初级驱动单元61包括电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C7、电容C8、及MOS管Q13；电阻 R9、电阻R10、及电容C7依次串联；第二常通控制端连接电阻R9与电阻R10之间的节点，电阻R9与电阻R10之间的节点还通过电容C8接地，电阻R9与第二后级驱动单元62之间连接电阻R9；电阻R11与电容C7并联；电阻R10与电容C7之间的节点连接MOS管Q13的控制端；MOS管Q13的输入端连接第二后级驱动单元62。电阻R9与电阻6之间的节点输入第一直流电压。

第二后级驱动单元62包括电容C9、二极管D7、及芯片U4；芯片U4设有阳极引脚、阴极引脚、电源引脚、推挽输出引脚、及接地引脚；芯片U4的阳极引脚、阴极引脚连接第二初级驱动单元61；芯片U4的推挽输出引脚连接二极管 D7的阴极，二极管D7的阳极连接MOS管Q12的控制端；MOS管Q12输入端连接第二单向导通模块40的第二负极输出端；MOS管Q12输出端连接用电负载。芯片U4的电源引脚输入第二直流电压。

具体地，芯片U4的阳极引脚连接电阻R12，芯片U4的阴极引脚连接MOS管 Q13的输入端。在正常状态下，第二常通控制端输入高电位，使MOS管Q13导通，芯片U4内部的光耦信号驱动芯片U4的电源引脚与推挽输出引脚之间接通，从而使芯片U4的推挽输出引脚通过二极管D7向MOS管Q12输出驱动电平，令MOS 管Q12导通，实现氢燃料电池装置10向用电负载的电流供应；二极管D7产生了反向导通压降，从而避免了二极管Q12的控制端电压过大。当氢燃料电池装置10出现故障时，第二常通控制端输入低电位，MOS管Q13截止，芯片U4的推挽输出端输出低电平，使MOS管Q12截止，从而切断第二单向导通模块40与用电负载之间的通路。

进一步地，为避免MOS管Q12的关断过程过快，导致输入端与输出端之间产生高压尖峰击穿MOS管Q12而使MOS管Q12损坏，第二常通模组60还包括第二脉冲放电单元63，第二脉冲放电单元63包括电阻R13、电阻R14、电容C10、二极管D8、及MOS管Q14；芯片U4的推挽输出引脚连接MOS管Q14的控制端， MOS管Q14的输入端与MOS管Q12的输入端之间连接电阻R14；MOS管Q14的控制端与MOS管Q14的输出端之间串联连接有电阻R13及电容C10；电阻R13与电容C10之间的节点连接二极管D8的阴极，二极管D8的阳极连接MOS管Q12的控制端；当芯片U4的推挽输出引脚输出高电平时，MOS管Q14导通，同时电容 C10通过电阻R13充电；当芯片U4的推挽输出引脚转换为输出低电平时，MOS 管Q12关断，由于电容C10的电压作用，MOS管Q14延迟关断，MOS管Q12的输入端与输出端之间的高压通过电阻R14及MOS管Q14释放，从而避免MOS管Q12 击穿损坏。

为使第二常通模组60的通流能力与第二单向导通模块40对应，第二常通模组60还包括MOS管Q15及MOS管Q16；MOS管Q15的输入端、MOS管Q16的输入端连接MOS管Q12的输入端；MOS管Q15的输出端、MOS管Q16的输出端连接 MOS管Q12的输出端；MOS管Q15的控制端、MOS管Q16的控制端连接二极管D7 的阳极。

请参阅图3及图5，进一步地，为向第一初级驱动单元51或第二初级驱动单元61输出直流电压，氢燃料电池混动系统100还包括降压模块70，降压模块 70连接氢燃料电池装置10及锂电池组30，将氢燃料电池装置10及锂电池组30 的输出电压转换为第一直流电压，并向第一初级驱动单元51输出。

具体地，降压模块70包括电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电容 C11、电容C12、电容C13、电容C14、二极管D9、二极管D10、电感L1、及芯片U5；芯片U5设有电源输入引脚、通时设定引脚、断流设定引脚、接地引脚、内部电压输出引脚、电容输入引脚、开关输出引脚、及反馈输入引脚；芯片U5 的电源输入引脚与氢燃料电池装置10之间连接二极管D9，芯片U5的电源输入引脚与锂电池组30之间连接二极管D10；芯片U5的电源输入引脚与通时设定引脚之间连接电阻R15；芯片U5的断流设定引脚通过电阻R16接地，芯片U5的接地引脚接地；芯片U5的内部电压输出引脚通过电容C12接地；芯片U5的电容输入引脚与开关输出引脚之间连接电容C13；芯片U5的开关输出引脚连接电感 L1；电感L1的一端与地之间串联连接有电阻R17及电阻R18，电阻R17与电阻 R18之间的节点连接芯片U5的反馈输入引脚。

芯片U5的开关输出引脚与第一初级驱动单元51或第二初级驱动单元61之间连接电感L1。具体地，通过芯片U5的内部开关管的通断，与电感L1及电容 C14构成BUCK降压电路，从而输出稳定直流电压。

进一步地，确保第一初级驱动单元51与MOS管Q7之间隔离，避免MOS管 Q7的高压对第一初级驱动单元51的输入信号造成影响，氢燃料电池混动系统 100还包括升压隔离模块80，升压隔离模块80连接MOS管Q7的输出端，升压隔离模块80还连接降压模块70的输出端；升压隔离模块80通过对降压模块70 的输出电压进行耦合，在输出端输出与降压模块70隔离的输出电压。

进一步地，为在用电负载用电较少时，利用氢燃料电池装置10的电能向锂电池组30充电，氢燃料电池混动系统100还包括充电调节模块90，充电调节模块90将氢燃料电池装置10的输出电压调整为适应锂电池组30的电压并向锂电池组30输出。

本实施例中，通过具有单向导通特性的第一单向导通模块及第二单向导通模块，当氢燃料电池装置满足用电负载需求时，氢燃料电池装置向用电负载供电；当氢燃料电池装置无法满足用电负载需求时，氢燃料电池装置、锂电池组同时向用电负载供电，从而满足了用电负载的瞬态响应需求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种氢燃料电池混动系统，用于向用电负载供电，其特征在于，所述氢燃料电池混动系统包括：

氢燃料电池装置，用于产生电能；

第一单向导通模块，所述氢燃料电池装置通过所述第一单向导通模块向用电负载提供电能；

锂电池组，用于在所述氢燃料电池装置无法满足用电负载需求时，向用电负载提供电能；及

第二单向导通模块，所述锂电池组通过所述第二单向导通模块向用电负载提供电能；所述第一单向导通模块的输出端与所述第二单向导通模块的输出端连通。

2.根据权利要求1所述的氢燃料电池混动系统，其特征在于，所述第一单向导通模块设有第一正极输入端、及第一负极输出端；所述第一单向导通模块的第一正极输入端连接所述氢燃料电池装置的正极输出端，所述第一单向导通模块的第一负极输出端连接至用电负载；所述第一单向导通模块包括电阻R1、电容C1、MOS管Q1、及第一二极管控制器U1；所述第一二极管控制器U1设有电压输入引脚、源端连接引脚、栅端连接引脚、漏端连接引脚、及接地引脚；所述MOS管Q1的输入端连接所述第一正极输入端，所述MOS管Q1的输出端连接所述第一负极输出端；所述第一二极管控制器U1的电压输入引脚连接所述第一正极输入端，所述第一二极管控制器U1的源端连接引脚连接所述第一正极输入端，所述第一二极管控制器U1的栅端连接引脚连接所述MOS管Q1的控制端，所述第一二极管控制器U1的漏端连接引脚连接所述第一负极输出端；所述MOS管Q1的输出端通过所述电容C1及所述电阻R1接地；所述第一二极管控制器U1的接地端通过所述电阻R1接地。

3.根据权利要求2所述的氢燃料电池混动系统，其特征在于，所述第一单向导通模块还包括稳压管D1，所述稳压管D1的阴极连接所述第一二极管控制器U1的电压输入引脚，所述稳压管D1的阳极连接所述第一二极管控制器U1的接地端；所述第一单向导通模块还包括稳压管D2，所述稳压管D2的阴极连接所述MOS管Q1的控制端，所述稳压管D2的阳极连接所述MOS管Q1的输入端。

4.根据权利要求1所述的氢燃料电池混动系统，其特征在于，还包括第一常通模组；所述第一单向导通模块设有第一正极输入端、及第一负极输出端；所述第一负极输出端与用电负载之间连接有所述第一常通模组。

5.根据权利要求4所述的氢燃料电池混动系统，其特征在于，所述第一常通模组包括第一初级驱动单元、第一后级驱动单元、及MOS管Q7；所述第一初级驱动单元对外部输入信号进行放大，所述第一后级驱动单元将所述第一初级驱动单元的输出控制信号隔离耦合至所述MOS管Q7的控制端，所述MOS管Q7对所述第一单向导通模块与用电负载间的通路进行控制。

6.根据权利要求5所述的氢燃料电池混动系统，其特征在于，所述第一初级驱动单元设有第一常通控制端；所述第一初级驱动单元包括电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C3、电容C4、及MOS管Q8；所述电阻R3、所述电阻R4、及所述电容C3依次串联；所述第一常通控制端连接所述电阻R3与所述电阻R4之间的节点，所述电阻R3与所述电阻R4之间的节点还通过所述电容C4接地，所述电阻R3与所述第一后级驱动单元之间连接所述电阻R3；所述电阻R5与所述电容C3并联；所述电阻R4与所述电容C3之间的节点连接所述MOS管Q8的控制端；所述MOS管Q8的输入端连接所述第一后级驱动单元；所述第一后级驱动单元包括电容C5、二极管D5、及芯片U3；所述芯片U3设有阳极引脚、阴极引脚、电源引脚、推挽输出引脚、及接地引脚；所述芯片U3的阳极引脚、阴极引脚连接所述第一初级驱动单元；所述芯片U3的推挽输出引脚连接所述二极管D5的阴极，所述二极管D5的阳极连接所述MOS管Q7的控制端；所述MOS管Q7输入端连接所述第一单向导通模块的第一负极输出端；所述MOS管Q7输出端连接用电负载。

7.根据权利要求5所述的氢燃料电池混动系统，其特征在于，还包括降压模块，所述降压模块连接所述氢燃料电池装置及所述锂电池组，所述降压模块将所述氢燃料电池装置及所述锂电池组的输出电压转换为第一直流电压，并向所述第一初级驱动单元输出。

8.根据权利要求7所述的氢燃料电池混动系统，其特征在于，所述降压模块包括电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、二极管D9、二极管D10、电感L1、及芯片U5；所述芯片U5设有电源输入引脚、通时设定引脚、断流设定引脚、接地引脚、内部电压输出引脚、电容输入引脚、开关输出引脚、及反馈输入引脚；所述芯片U5的电源输入引脚与所述氢燃料电池装置之间连接所述二极管D9，所述芯片U5的电源输入引脚与所述锂电池组之间连接所述二极管D10；所述芯片U5的电源输入引脚与通时设定引脚之间连接所述电阻R15；所述芯片U5的断流设定引脚通过所述电阻R16接地，所述芯片U5的接地引脚接地；所述芯片U5的内部电压输出引脚通过所述电容C12接地；所述芯片U5的电容输入引脚与开关输出引脚之间连接所述电容C13；所述芯片U5的开关输出引脚连接所述电感L1；所述电感L1的一端与地之间串联连接有所述电阻R17及所述电阻R18，所述电阻R17与所述电阻R18之间的节点连接所述芯片U5的反馈输入引脚。

9.根据权利要求8所述的氢燃料电池混动系统，其特征在于，还包括升压隔离模块，所述升压隔离模块连接所述MOS管Q7的输出端，所述升压隔离模块还连接所述降压模块的输出端；所述升压隔离模块通过对所述降压模块的输出电压进行耦合，在输出端输出与所述降压模块隔离的输出电压。

10.根据权利要求1所述的氢燃料电池混动系统，其特征在于，还包括充电调节模块，所述充电调节模块将所述氢燃料电池装置的输出电压调整为适应所述锂电池组的电压并向所述锂电池组输出。