CN214112342U - 一种燃料电池的配电控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种燃料电池的配电控制系统，其特征在于，包括由整车多合一控制器DCDC模块、低压蓄电池及整车低压用电器构成的整车低压用电系统、由燃料电池系统降压DCDC模块和电堆电子扇构成的燃料电池低压供电系统，以及由电堆电动水泵、附件电动水泵和附件电子扇构成的散热用电系统；所述整车低压用电系统和散热用电系统之间、散热用电系统和燃料电池低压供电系统之间分别配置有由整车控制单元VCU输出控制的第一MOS管和第二MOS管。本实用新型充分利用了整车低压供电系统和燃料电池低压供电系统，提高两低压供电系统的效率，改善燃料电池低压供电系统的负荷率，降低整车成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种燃料电池的配电控制系统，属于新能源汽车燃料电池控制系统技术领域。
背景技术
目前燃料电池控制系统较多的关注燃料电池电堆、空进系统、氢进系统、散热系统等系统，尚未涉及燃料电池系统散热系统配电的要求和控制等。燃料电池散热系统中电子扇、电动水泵同时消耗大量的电量，控制电子扇的用电量至关重要。
现有氢燃料电池电堆的功率随着运营工况的变化，电堆的功率有上升趋势，对电堆和附件散热提出更高的要求，散热量也随之增加，造成散热系统能力增加和电子扇的功率增加，进而造成燃料电池散热系统低压用电量的增加。为了匹配燃料电池散热系统低压用电量，降压DCDC的功率随之增加，额定功率由1.5KW到4.5KW，由风冷降压DCDC升级为液冷降压DCDC，造成散热系统更复杂，成本更高。而另一方面，整车多合一控制器中DCDC模块额定功率偏高，对整车低村用电系充有余量，造成功率过剩。
发明内容
本实用新型旨在提供一种燃料电池的配电控制系统，该配电结构通过对上述低压用电元件进行分类，结合燃料电池降压DCDC和整车多合一控制器内DCDC模块进行分配，提升两个DCDC模块的协同工作，最大限度提升DCDC模块的使用率和效率，同时降低燃料电池系统降压DCDC的负荷率和选型难度，由液冷调整为风冷降压DCDC，可满足要求，降低整车成本同时减少冷却水管的复杂程度。
为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：
一种燃料电池的配电控制系统，其特殊之处在于，包括由整车多合一控制器DCDC模块、低压蓄电池及整车低压用电器构成的整车低压用电系统、由燃料电池系统降压DCDC模块和电堆电子扇构成的燃料电池低压供电系统，以及由电堆电动水泵、附件电动水泵和附件电子扇构成的散热用电系统；
所述整车低压用电系统和散热用电系统之间、散热用电系统和燃料电池低压供电系统之间分别配置有由整车控制单元VCU输出控制的第一MOS管和第二MOS管；
所述第一MOS管和第二MOS管的控制端均与整车控制单元VCU相连且受其协调控制，所述第一MOS管的输入端与整车低压用电系统相连，所述第一MOS管的输出端分别与散热用电系统中的电堆电动水泵、附件电动水泵和附件电子扇相连；所述第二MOS管的输入端与燃料电池低压供电系统相连，所述MOS管的输出端分别与散热用电系统中的电堆电动水泵、附件电动水泵和附件电子扇相连。
所述燃料电池系统降压DCDC模块由燃料电池控制单元FCU输出控制。
本实用新型的燃料电池的配电控制系统，通过调整车低压供电系统和燃料电池供电系统，将燃料电池系统中低压用电系统的元器件进行整理分类，按用电量、使用频次等要素的不同进行汇总，并进行合理分配电流需求，充分利用整车低压供电系统和燃料电池低压供电系统，提高两低压供电系统的效率，改善燃料电池低压供电系统的负荷率，降低整车成本。
附图说明
图1为实施例一的燃料电池的配电控制系统工作状态一示意图；
图2为实施例一的燃料电池的配电控制系统工作状态二示意图。
具体实施方式
下面结合本申请的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚完整地描述，所描述的实施例只是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
一种燃料电池的配电控制系统，包括由整车多合一控制器DCDC模块、低压蓄电池及整车低压用电器构成的整车低压用电系统1、由燃料电池系统降压DCDC模块和电堆电子扇构成的燃料电池低压供电系统3，以及由电堆电动水泵、附件电动水泵和附件电子扇构成的散热用电系统2。所述整车低压用电系统1和散热用电系统2之间、散热用电系统2和燃料电池低压供电系统3之间分别配置有由整车控制单元VCU输出连接的第一MOS管Q1和第二MOS管Q2，所述第一MOS管Q1的输入端（D极）与整车低压用电系统1相连，所述第一MOS管Q1的输出端（S极）分别与散热用电系统中的电堆电动水泵、附件电动水泵和附件电子扇相连；所述第二MOS管Q2的输入端（D极）与燃料电池低压供电系统3相连，所述MOS管Q2的输出端（S极）分别与散热用电系统2中的电堆电动水泵、附件电动水泵和附件电子扇相连。所述燃料电池系统降压DCDC模块由燃料电池控制单元FCU输出控制。
如图1所示，当电堆电子扇工作时，整车控制单元VCU控制第一MOS管导通、第二MOS管关闭，此时电堆电动水泵、附件电动水泵及附件电子扇由整车低压用电系统中的整车多合一控制器DCDC模块进行供电。
如图2所示，当电堆电子扇不工作时，整车控制单元VCU控制第二MOS管导通、第一MOS管关闭，此时电堆电动水泵、附件电动水泵及附件电子扇由燃料电池低压供电系统中的燃料电池系统降压DCDC模块进行供电。
本实施例中涉及到的相关术语含义解释如下：
燃料电池系统降压DCDC模块：燃料电池系统对低压用电系统进行配电的元器件，是燃料电池系统低压用电的能量输入端。
多合一控制器：多个控制模块组合的控制器，主要控制驱动电机、转向油泵、制动气泵、PDU和DCDC模块等，其中DCDC模块即将动力电池高压电通过降压元器使高压电降低至24V低压供电系统，实现对低压蓄电池及用电设备进行供电。
低压蓄电池：作为氢燃料整车低压供电的能量载体，可以单独供电整车低压元器件、燃料电池系统和车载供氢系统，主要蓄电池和供电电缆组成。
燃料电池散热系统：主要为燃料电池电堆、空压机、空压机控制器等元器件进行散热的系统，主要为电动水泵、电子扇、以及管路。特别是电子扇为散热系统的核心零部件，同时也是散热系统最主要的用电元器件。
本实施方案中，将燃料电池散热系统低压用电需求按用电量、用电频次进行分类，主要分为电子扇和其余相关部件（含电子水泵等）两部分。第一部分为电堆散热用的电子扇，电子扇额定功率基本在500W，结合燃料电池电堆散热需要，电子扇一般匹配6个，电子扇额定总功率在3000W-3500W；第二部分为电堆电动水泵、附件的电动水泵、附件的电子扇等，这些电气元件额定功分别在200W、150W和500W，合计850 W。整车多合一控制器内DCDC模块和燃料电池系统降压DCDC模块作为整车低压供电系统的两个来源，同时作用在整车常规低压用电器和燃料电池散热系统用电器中的电堆电子扇、电堆电动水泵、附件电动水泵及附件电子扇，相互协调共同满足两者的需求。
通过对上述低压用电元件进行分类，结合燃料电池降压DCDC和整车多合一控制器内DCDC模块进行分配，提升两个DCDC模块的协同工作，最大限度提升DCDC模块的使用率和效率，同时降低燃料电池系统降压DCDC的负荷率和选型难度，由液冷调整为风冷降压DCDC，可满足要求，降低整车成本同时减少冷却水管的复杂程度，具体详解附图。
本实用新型的一种燃料电池的配电控制系统，根据燃料电池散热需求，对散热和相关系统用电需求进行梳理和合理分流，降低低压供电系统负荷率。利用燃料电池系统降压DCDC模块和整车多合一控制器DCDC模块合理分配低压电流需求，降低相关分支的低压供电系统负荷率。在控制系统的作用下，整车低压供电系统和燃料电池降压DCDC模块根据控制策略和用电器的使用功率、工作频次、先后关系等，调整零部件供电模块，解决两个供电模块中某一供电模块负荷率偏高，无法满足单分支单渠道工作的难点，同时解决燃料电池降压DCDC的复杂程度，由液冷调整风冷工作模式，降低散热系统复杂程度和零部件的成本等。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种燃料电池的配电控制系统，其特征在于，包括由整车多合一控制器DCDC模块、低压蓄电池及整车低压用电器构成的整车低压用电系统、由燃料电池系统降压DCDC模块和电堆电子扇构成的燃料电池低压供电系统，以及由电堆电动水泵、附件电动水泵和附件电子扇构成的散热用电系统；
所述整车低压用电系统和散热用电系统之间、散热用电系统和燃料电池低压供电系统之间分别配置有由整车控制单元VCU输出控制的第一MOS管和第二MOS管。
2.如权利要求1所述的一种燃料电池的配电控制系统，其特征在于，
所述第一MOS管和第二MOS管的控制端均与整车控制单元VCU相连且受其协调控制，所述第一MOS管的输入端与整车低压用电系统相连，所述第一MOS管的输出端分别与散热用电系统中的电堆电动水泵、附件电动水泵和附件电子扇相连；所述第二MOS管的输入端与燃料电池低压供电系统相连，所述MOS管的输出端分别与散热用电系统中的电堆电动水泵、附件电动水泵和附件电子扇相连。
3.如权利要求1所述的一种燃料电池的配电控制系统，其特征在于，
所述燃料电池系统降压DCDC模块由燃料电池控制单元FCU输出控制。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202023049072.5U CN214112342U (zh) | 2020-12-17 | 2020-12-17 | 一种燃料电池的配电控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202023049072.5U CN214112342U (zh) | 2020-12-17 | 2020-12-17 | 一种燃料电池的配电控制系统 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN214112342U true CN214112342U (zh) | 2021-09-03 |
Family
ID=77511814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202023049072.5U Active CN214112342U (zh) | 2020-12-17 | 2020-12-17 | 一种燃料电池的配电控制系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN214112342U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114725442A (zh) * | 2022-04-07 | 2022-07-08 | 上海捷氢科技股份有限公司 | 一种燃料电池系统 |
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2020
- 2020-12-17 CN CN202023049072.5U patent/CN214112342U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114725442A (zh) * | 2022-04-07 | 2022-07-08 | 上海捷氢科技股份有限公司 | 一种燃料电池系统 |
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