CN214929015U - 车辆燃料电池系统的供电装置和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车辆燃料电池系统的供电装置和车辆，车辆燃料电池系统的供电装置包括：低压储能模块、整车DC/DC、电源变换模块和控制器，低压储能模块提供第一直流电；整车DC/DC与低压储能模块相连且输出第一直流电给低压储能模块充电；电源变换模块分别与低压储能模块和整车DC/DC相连，电源变换模块根据低压储能模块和/或整车DC/DC提供的第一直流电输出多种不同电压的直流电，以给燃料电池系统中的各个电器部件供电；控制器分别与整车DC/DC和电源变换模块相连，以对整车DC/DC和电源变换模块进行控制。根据本实用新型的供电装置，通过在电器部件和低压储能模块间增设电源变换模块，提高了低压用电效率，降低了低压储能模块的开发难度，降低了供电装置的成本。

Description

车辆燃料电池系统的供电装置和车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆领域，尤其是涉及一种车辆燃料电池系统的供电装置和车辆。

背景技术

相关技术中，低压储能模块对燃料电池系统中的各个电器部件供电，但散热器的功率大(1.2～2.5kW)，导致了整车低压储能模块的功率增大，造成低压储能模块的开发难度大，成本高。而若降低低压储能模块的电压为12V，散热器的电流将达到100～210A，车辆燃料电池系统中低压线缆分压严重，会降低低压电路的供电效率。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种车辆燃料电池系统的供电装置。通过在各电器部件和低压储能模块之间增设电源变换模块，提高了低压用电效率，降低了低压储能模块的开发难度，降低了供电装置的成本。

本实用新型还提出了一种具有上述供电装置的车辆。

根据本实用新型的车辆燃料电池系统的供电装置包括：低压储能模块、整车DC/DC、电源变换模块和控制器，所述低压储能模块用于提供第一直流电；所述整车DC/DC与所述低压储能模块相连，所述整车DC/DC用于输出第一直流电给所述低压储能模块充电；所述电源变换模块分别与所述低压储能模块和所述整车DC/DC相连，所述电源变换模块根据所述低压储能模块和/或所述整车DC/DC提供的第一直流电输出多种不同电压的直流电，以给燃料电池系统中的各个电器部件供电；所述控制器分别与所述整车DC/DC和所述电源变换模块相连，以对所述整车DC/DC和所述电源变换模块进行控制。

根据本实用新型的车辆燃料电池系统的供电装置，通过在该供电装置中增设电源变换模块，使低压储能模块输出的第一直流电能够转换为不同电压的直流电，在保证了车辆燃料电池系统各个电气部件的用电需求的同时，有效地的降低了低压储能模块的开发难度，从而降低了开发成本。

根据本实用新型的一个实施例，所述燃料电池系统中的各个电器部件包括循环泵、水泵和散热器，所述电源变换模块分别输出第一直流电给所述循环泵和所述水泵供电，并输出第二直流电给所述散热器供电，其中，所述第二直流电的电压大于所述第一直流电的电压。

根据本实用新型的一个实施例，所述燃料电池系统中的各个电器部件还包括传感器和继电器，所述电源变换模块分别输出第一直流电给所述继电器供电，并输出第三直流电给所述传感器供电，其中，所述第三直流电的电压小于所述第一直流电的电压。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一直流电的电压为12V，所述第二直流电的电压为48V，所述第三直流电的电压为5V。

根据本实用新型的一个实施例，所述电源变换模块包括升压电路和降压电路。

根据本实用新型的一个实施例，所述升压电路采用Boost电路，所述降压电路采用Buck电路。

根据本实用新型的一个实施例，所述控制器为整车控制器，所述整车控制器分别与所述整车DC/DC和所述电源变换模块进行CAN通信，并在所述燃料电池系统停止工作时切断所述电源变换模块的使能信号，以使所述电源变换模块停止工作。

根据本实用新型的一个实施例，所述整车控制器在车辆高压上电完成后，输出使能信号至所述整车DC/DC，以控制所述整车DC/DC进行工作。

根据本实用新型的一个实施例，所述低压储能模块包括低压蓄电池。

下面简单描述根据本实用新型的车辆。

根据本实用新型的车辆上设置有上述实施例的燃料电池系统的供电装置，由于根据本实用新型的车辆上设置有上述实施例的供电装置，通过在供电装置上增设一个电源变换模块，以使燃料电池系统中的各个电器部件能够匹配到相适应的电压，提高了低压的用电效率，且降低了低压储能模块的开发难度，降低了供电装置的成本，因此提高了车辆的低压用电效率，降低了车辆的成本。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型的车辆燃料电池系统的低压框架示意图。

附图标记：

供电装置100，

整车DC/DC110，整车控制器120，低压蓄电池130，电源变换模块140，

循环泵200，水泵300，散热器400，传感器500，整车保险盒700。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考图1描述根据本实用新型实施例的车辆燃料系统的供电装置100。

根据本实用新型的车辆燃料电池系统的供电装置100包括低压储能模块、整车DC/DC110、电源变换模块140和控制器，低压储能模块用于提供第一直流电；整车DC/DC110与低压储能模块相连，整车DC/DC110用于输出第一直流电给低压储能模块充电；电源变换模块140分别与低压储能模块和整车DC/DC110相连，电源变换模块140根据低压储能模块和/或整车DC/DC110提供的第一直流电输出多种不同电压的直流电，以给燃料电池系统中的各个电器部件供电；控制器分别与整车DC/DC110和电源变换模块140相连，以对整车DC/DC110和电源变换模块140进行控制。

整车DC/DC110与低压储能模块电连接并输出第一直流电，以对低压储能模块进行充电，确保低压储能模块具有充足的电量，其中，低压储能模块与电源变换模块140相连，电源变换模块140能够根据燃料电池系统中的各个电器部件的用电功率，将第一直流电转换为不同电压的直流电，以使燃料电池系统中的各个电器部件能够匹配到与其功率相应的电压，以避免增加低压储能模块的供电功率，从而降低了低压储能模块的开发难度以及成本，且由于设置了电源变换模块140，避免了高功率分配低电压或低功率分配高电压，提高了燃料电池系统中功率分配的合理性，提升了供电装置100的低压供电效率。

进一步地，车辆燃料电池系统的供电装置100中设置有控制器，控制器分别与整车DC/DC110和电源变换模块140，并控制整车DC/DC110和电源变换模块140的启闭，避免电源变换模块140一直处于工作状态，提高了电源变换模块140使用寿命。

根据本实用新型的车辆燃料电池系统的供电装置100，通过在该供电装置100中增设电源变换模块140，使低压储能模块输出的第一直流电能够转为不同电压的直流电，在保证了车辆燃料电池系统各个电气部件的用电需求的同时，有效地的降低了低压储能模块的开发难度，从而降低了供电装置100的成本。

根据本实用新型的一个实施例，燃料电池系统中的各个电器部件包括循环泵200、水泵300和散热器400，电源变换模块140分别输出第一直流电给循环泵200和水泵300供电，并输出第二直流电给散热器400供电，其中，第二直流电的电压大于第一直流电的电压。

可以理解，循环泵200和水泵300的需求直流电压相同，且循环泵200和水泵300的需求电压即为第一直流电的电压，而散热器400的需求电压高于第一直流电的电压，电源变换模块140适于将第一直流电转换为第二直流电，以供散热器400使用。通过设置电源变换模块140转换第一直流电的电压，以使由电源变换模块140转换后电压能够直接供散热器400使用，避免了提升低压储能模块的第一直流电的电压，从而降低了低压储能模块的开发难度，实现了降低开发成本。

根据本实用新型的一个实施例，燃料电池系统中的各个电器部件还包括传感器500和继电器，电源变换模块140分别输出第一直流电给继电器供电，并输出第三直流电给传感器500供电，其中，第三直流电的电压小于第一直流电的电压。电源变换模块140还能够降低第一直流电的电压，以将第一直流电转化为第三直流电，以使第三直流电能够向低电压电器部件进行供电，从而通过设置电源变换模块140，使供电装置100能够对多种电器部件进行供电，提高了供电装置100的适用范围。

根据本实用新型的一个实施例，第一直流电的电压为12V，第二直流电的电压为48V，第三直流电的电压为5V。可以理解，根据各部件的具体需求可知，循环泵200、水泵300、继电器以及部分电器部件的需求电压为12V，散热器400需求电压为48V，传感器500需求电压为5V，即分别将第一直流电的电压设置为12V、第二直流电的电压设置为48V，第三直流电的电压设置为5V，以使供电装置100能够满足燃料电池系统中各个电器部件的用电需求。

根据本实用新型的一个实施例，电源变换模块140包括升压电路和降压电路，升压电路用于提升第一直流电的电压，降压电路用于降低第一直流电的电压，通过在电源变换模块140设置升压电路和降压电路，以实现电源变换模块140能够输出多种电压的直流电。

具体地，升压电路可构造为Boost电路，降压电路构造为Buck电路，提升了升压和降压过程中的稳定性，从而提高了电源变换模块140的可靠性。

根据本实用新型的一个实施例，控制器为整车控制器120，整车控制器120分别与整车DC/DC110和电源变换模块140进行CAN通信，并在燃料电池系统停止工作时切断电源变换模块140的使能信号，以使电源变换模块140停止工作。

可以理解，整车控制器120能够根据燃料电池系统的工作状态对电源变换模块140进行控制，即在燃料电池系统工作时，整车控制器120唤醒电源变换模块140，在燃料电池系统停止工作时，整车控制器120控制电源变换模块140停止工作，进入休眠状态，以防止电源变换模块140长时间工作，提高了电源变换模块140的使用寿命。

其中，将整车控制器120分别与整车DC/DC110和电源变换模块140设置为CAN通信连接，以减少整车低压线缆回路的总长，降低低压线缆对电能的消耗，从而提升了低压用电效率。

根据本实用新型的一个实施例，整车控制器120在车辆高压上电完成后，输出使能信号至整车DC/DC110，以控制整车DC/DC110进行工作。整车控制器120与整车DC/DC110进行CAN通信连接，使整车控制器120能够向整车DC/DC110发送控制指令，其中控制指令中至少包括使能信号，整车控制器120向整车DC/DC110发送使能信号，整车DC/DC110在接收使能信号的同时进行工作，以使整车DC/DC110向低压储能模块进行充电。

根据本实用新型的一个实施例，低压储能模块包括低压蓄电池130，将低压储能模块至少部分构造为低压蓄电池130，低压蓄电池130的工作电压平稳、工作环境温度要求低、储存电量性能好，且能够进行充电、放电循环使用。

根据本实用新型的一个实施例，整车DC/DC110上设置有整车保护装置，整车保护装置可构造为整车保险盒700，整车保险盒700适于在整车DC/DC110出现故障时，切断整车电路，以对燃料电池系统的电路进行保护，提高了燃料电池系统的安全性。

下面简单描述根据本实用新型的车辆。

根据本实用新型的车辆上设置有上述实施例的燃料电池系统的供电装置100，由于根据本实用新型的车辆上设置有上述实施例的供电装置100，通过在供电装置100上增设一个电源变换模块140，以使燃料电池系统中的各个电器部件能够匹配到相适应的电压，提高了低压的用电效率，且降低了低压储能模块的开发难度，降低了供电装置100的成本，因此提高了车辆的低压用电效率，降低了车辆的成本。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种车辆燃料电池系统的供电装置，其特征在于，包括：

低压储能模块，所述低压储能模块用于提供第一直流电；

整车DC/DC，所述整车DC/DC与所述低压储能模块相连，所述整车DC/DC用于输出第一直流电给所述低压储能模块充电；

电源变换模块，所述电源变换模块分别与所述低压储能模块和所述整车DC/DC相连，所述电源变换模块根据所述低压储能模块和/或所述整车DC/DC提供的第一直流电输出多种不同电压的直流电，以给燃料电池系统中的各个电器部件供电；

控制器，所述控制器分别与所述整车DC/DC和所述电源变换模块相连，以对所述整车DC/DC和所述电源变换模块进行控制。

2.如权利要求1所述的车辆燃料电池系统的供电装置，其特征在于，所述燃料电池系统中的各个电器部件包括循环泵、水泵和散热器，所述电源变换模块分别输出第一直流电给所述循环泵和所述水泵供电，并输出第二直流电给所述散热器供电，其中，所述第二直流电的电压大于所述第一直流电的电压。

3.如权利要求2所述的车辆燃料电池系统的供电装置，其特征在于，所述燃料电池系统中的各个电器部件还包括传感器和继电器，所述电源变换模块分别输出第一直流电给所述继电器供电，并输出第三直流电给所述传感器供电，其中，所述第三直流电的电压小于所述第一直流电的电压。

4.如权利要求3所述的车辆燃料电池系统的供电装置，其特征在于，所述第一直流电的电压为12V，所述第二直流电的电压为48V，所述第三直流电的电压为5V。

5.如权利要求1-4中任一项所述的车辆燃料电池系统的供电装置，其特征在于，所述电源变换模块包括升压电路和降压电路。

6.如权利要求5所述的车辆燃料电池系统的供电装置，其特征在于，所述升压电路采用Boost电路，所述降压电路采用Buck电路。

7.如权利要求1所述的车辆燃料电池系统的供电装置，其特征在于，所述控制器为整车控制器，所述整车控制器分别与所述整车DC/DC和所述电源变换模块进行CAN通信，并在所述燃料电池系统停止工作时切断所述电源变换模块的使能信号，以使所述电源变换模块停止工作。

8.如权利要求7所述的车辆燃料电池系统的供电装置，其特征在于，所述整车控制器在车辆高压上电完成后，输出使能信号至所述整车DC/DC，以控制所述整车DC/DC进行工作。

9.如权利要求1所述的车辆燃料电池系统的供电装置，其特征在于，所述低压储能模块包括低压蓄电池。

10.一种新能源车辆，其特征在于，包括燃料电池系统和如权利要求1-9中任一项所述的车辆燃料电池系统的供电装置。

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