CN216033775U - 一种燃料电池汽车集成控制电路结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种燃料电池汽车集成控制电路结构，包括：总控制板、升压DCDC组件、降压DCDC组件和PDU组件；总控制板分别与升压DCDC组件、降压DCDC组件和PDU组件通讯连接，升压DCDC组件、PDU组件和降压DCDC组件依次电性连接。升压DCDC组件的第一输入端连接电堆的正输出端，升压DCDC组件的第二输入端连接电堆的负输出端，升压DCDC组件的第一输出端连接动力电池和辅助能源的正输出端，升压DCDC组件的第二输出端连接动力电池和辅助能源的负输出端。本实用新型将升压DCDC组件，PDU组件、降压DCDC组件等集成在一起，体积减小、重量变轻、成本降低，同时还解决了传统单机版升压DCDC高压配电不满足整车要求的问题，售后方面，由于是一个集成产品，只需一家供应商即可解决售后问题。

Description

一种燃料电池汽车集成控制电路结构

技术领域

本实用新型涉及氢能汽车控制器集成化领域，具体涉及一种燃料电池汽车集成控制电路结构。

背景技术

目前市场上大多数产品的氢燃料电池升压DCDC多为单独的产品，只能满足燃料电池本身的一些升压、配电功能，满足不了整车高压配电需求，同时由于氢燃料电池制造成本居高不下，一些升压DCDC生产厂家更注重于产品本身的性能，而体积、重量、价格等均未充分考虑。随着国家对氢能源等相关产业不断的加大支持力度，各个主机厂也更注重氢燃料电池车型的研发和成本控制。

产品深度集成化是未来发展趋势，这里所指的深度集成主要表现为通过一到两个控制器可以控制所有模块，非传统物理化集成。这种集成化从成本、体积、重量、售后等方面比单机版产品更有优势。

实用新型内容

为了解决目前大多数产品的氢燃料电池升压DCDC多为单独的产品，只能满足燃料电池本身的一些升压、配电功能，无法整车高压配电需求的技术问题，本实用新型将升压DCDC组件，PDU和降压DCDC组件集成在一起，设计一种集成控制电路结构，体积减小、重量变轻、成本降低。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种燃料电池汽车集成控制电路结构，包括：总控制板、升压DCDC组件、降压DCDC组件和PDU组件；

所述总控制板通过控制信号线分别与所述升压DCDC组件、所述降压DCDC组件和所述PDU组件连接；

所述升压DCDC组件与所述PDU组件电性连接，所述PDU组件与所述降压DCDC组件电性连接。

优选地，还包括：能源系统，所述能源系统包括：电堆、动力电池和辅助能源；

所述升压DCDC组件的第一输入端连接所述电堆的正输出端，所述升压DCDC组件的第二输入端连接所述电堆的负输出端，所述升压DCDC组件的第一输出端连接所述动力电池和所述辅助能源的正输出端，所述升压DCDC组件的第二输出端连接所述动力电池和所述辅助能源的负输出端；

所述动力电池和所述辅助能源的正输出端连接预充继电器Relay2的一端和总正继电器Relay1的一端，所述预充继电器Relay2的另一端连接预充电阻的一端，所述预充电阻的另一端分别连接总正继电器Relay1的一端、降压DCDC组件、FC-空压机、电机控制器、空调的第一输入端；

所述动力电池和所述辅助能源的正输出端还分别连接应急充电口、除霜口、电池加热口、FC-氢气循环泵、FT-PTC、FC-散热风扇的第一输入端；

所述动力电池和所述辅助能源的负输出端连接总负继电器Relay3的一端，所述总负继电器Relay3的另一端连接降压DCDC组件、应急充电口、除霜口、电池加热口、FC-氢气循环泵、FT-PTC、FC-散热风扇、FC-空压机、电机控制器、空调的第二输入端。

优选地，所述应急充电口的第一输入端还连接应急充电继电器Relay4；

所述除霜口的第一输入端还连接除霜充电继电器Relay5；

所述电池加热口的第一输入端还连接电池加热继电器Relay6。

优选地，所述总负继电器Relay3的一端还设置霍尔传感器，用于检测总负继电器Relay3的电流值。

优选地，所述总正继电器Relay1的两端分别设置第一电压检测点和第二电压检测点；

所述总负继电器Relay3的两端分别设置第三电压检测点和第四电压检测点。

优选地，所述应急充电继电器Relay4的两端分别设置第一电压检测点和第五电压检测点；

所述除霜充电继电器Relay5的两端分别设置第一电压检测点和第六电压检测点；

所述电池加热继电器Relay6的两端分别设置第一电压检测点和第七电压检测点。

优选地，所述总控制板分别通过采集信号线与进水口、出水口和所述霍尔传感器连接。

优选地，所述总正继电器Relay1的两端分别设置第一温度检测点和第二温度检测点。

优选地，所述降压DCDC组件、应急可充电口、除霜口、电池加热口、FC-氢气循环泵、FT-PTC、FC-散热风扇、FC-空压机、电机控制器、空调的第一输入端均连接有保险丝。

优选地，所述升压DCDC组件的第一输出端连接二极管的输入端，所述二极管的输出端连接所述动力电池的正输出端。

本实用新型的有益效果：

通过燃料电池汽车集成控制电路结构将升压DCDC组件，PDU组件(电源分配单元)、降压DCDC组件等集成在一起，体积减小、重量变轻、成本降低，同时还解决了传统单机版升压DCDC高压配电不满足整车要求的问题，售后方面，由于是一个集成产品，只需一家供应商即可解决售后问题。

附图说明

图1是本实用新型燃料电池汽车集成控制电路结构图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。

请参考图1，图1是本实用新型一种燃料电池汽车集成控制电路结构图。

本实施例中提供了一种燃料电池汽车集成控制电路结构，包括：能源系统、总控制板、升压DCDC组件、降压DCDC组件、燃料电池高压附件和整车总驱及高压附件；

能源系统包括：电堆、动力电池和辅助能源；

燃料电池高压附件包括：FC-氢气循环泵、FT-PTC、FC-散热风扇、FC-空压机；

整车总驱及高压附件包括：应急充电口、除霜口、电池加热口、电机控制器和空调；

总控制板通过控制信号线分别与升压DCDC组件、降压DCDC组件和PDU组件连接；

升压DCDC组件与PDU组件电性连接，PDU组件与降压DCDC组件电性连接。

升压DCDC组件的第一输入端连接电堆的正输出端，升压DCDC组件的第二输入端连接电堆的负输出端，升压DCDC组件的第一输出端连接动力电池和辅助能源的正输出端，升压DCDC组件的第二输出端连接动力电池和辅助能源的负输出端；

动力电池和辅助能源的正输出端连接预充继电器Relay2的一端和总正继电器Relay1的一端，预充继电器Relay2的另一端连接预充电阻的一端，预充电阻的另一端分别连接总正继电器Relay1的一端、降压DCDC组件、FC-空压机、电机控制器、空调的第一输入端；

动力电池和辅助能源的正输出端还分别连接应急充电口、除霜口、电池加热口、FC-氢气循环泵、FT-PTC、FC-散热风扇的第一输入端；

动力电池和所述辅助能源的负输出端连接总负继电器Relay3的一端，总负继电器Relay3的另一端连接降压DCDC组件、应急充电口、除霜口、电池加热口、FC-氢气循环泵、FT-PTC、FC-散热风扇、FC-空压机、电机控制器、空调的第二输入端。

具体地，应急充电口的第一输入端还连接应急充电继电器Relay4；

除霜口的第一输入端还连接除霜充电继电器Relay5；

电池加热口的第一输入端还连接电池加热继电器Relay6。

具体地，总负继电器Relay3的一端高压负极电路上还设置霍尔传感器，用于检测总负继电器Relay3的电流值，即用于检测所有高压附件电流值。

具体地，总正继电器Relay1的两端分别设置第一电压检测点和第二电压检测点；

总负继电器Relay3的两端分别设置第三电压检测点和第四电压检测点。

应急充电继电器Relay4的两端分别设置第一电压检测点和第五电压检测点；

除霜充电继电器Relay5的两端分别设置第一电压检测点和第六电压检测点；

电池加热继电器Relay6的两端分别设置第一电压检测点和第七电压检测点；

预充继电器Relay2由于通过电流较小，触点粘连概率非常低，所以不需要做触点粘连检测。

具体地，总控制板分别通过采集信号线与进水口、出水口和所述霍尔传感器连接；进、出水口分别有温度传感器，总控制板通过检测进出水口温度变化，将信号发给热管理控制器，从而维持最佳工作温度。

具体地，在总正继电器Relay1输入端以及电机控制器电路铜排上，由于电流较大，所以需要有温度检测点进行监控，一旦铜排温度太高(≥250℃)，需要执行下电程序。因此，所述总正继电器Relay1的两端分别设置第一温度检测点和第二温度检测点。

具体地，降压DCDC组件、应急可充电口、除霜口、电池加热口、FC-氢气循环泵、FT-PTC、FC-散热风扇、FC-空压机、电机控制器、空调的第一输入端均连接有保险丝。

升压DCDC组件正极输出端有二极管，防止动力电池及辅助能源的电流反向流进燃料电池升压DCDC组件，造成燃料电池及升压DCDC损坏。

具体地连接方式为：升压DCDC组件的第一输出端连接二极管的输入端，二极管的输出端连接动力电池的正输出端。

在本实施例中，FC-空压机、电机控制器、空调以及降压DCDC组件在预充继电器Relay2、预充电阻组成的电路后方，应急充电口均不受总正继电器Relay1与总负继电器Relay3控制，应急充电口主要作用是当整车长时间停放导致动力电池亏电时，通过外部连接充电机给动力电池临时补电，否则氢燃料电池系统无法启动。而另一作用可连接车载交流充电机或直流充电口，此配置根据整车需求而定。

本实用新型通过燃料电池汽车集成控制电路结构将升压DCDC组件，电源分配单元PDU组件、降压DCDC组件等集成在一起，体积减小、重量变轻、成本降低，同时还解决了传统单机版升压DCDC高压配电不满足整车要求的问题，售后方面，由于是一个集成产品，只需一家供应商即可解决售后问题。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃料电池汽车集成控制电路结构，其特征在于，包括：总控制板、升压DCDC组件、降压DCDC组件和PDU组件；

所述总控制板通过控制信号线分别与所述升压DCDC组件、所述降压DCDC组件和所述PDU组件连接；

所述升压DCDC组件与所述PDU组件电性连接，所述PDU组件与所述降压DCDC组件电性连接。

2.如权利要求1所述的一种燃料电池汽车集成控制电路结构，其特征在于，还包括：能源系统，所述能源系统包括：电堆、动力电池和辅助能源；

所述升压DCDC组件的第一输入端连接所述电堆的正输出端，所述升压DCDC组件的第二输入端连接所述电堆的负输出端，所述升压DCDC组件的第一输出端连接所述动力电池和所述辅助能源的正输出端，所述升压DCDC组件的第二输出端连接所述动力电池和所述辅助能源的负输出端；

所述动力电池和所述辅助能源的正输出端连接预充继电器Relay2的一端和总正继电器Relay1的一端，所述预充继电器Relay2的另一端连接预充电阻的一端，所述预充电阻的另一端分别连接总正继电器Relay1的一端、降压DCDC组件、FC-空压机、电机控制器、空调的第一输入端；

所述动力电池和所述辅助能源的正输出端还分别连接应急充电口、除霜口、电池加热口、FC-氢气循环泵、FT-PTC、FC-散热风扇的第一输入端；

所述动力电池和所述辅助能源的负输出端连接总负继电器Relay3的一端，所述总负继电器Relay3的另一端连接降压DCDC组件、应急充电口、除霜口、电池加热口、FC-氢气循环泵、FT-PTC、FC-散热风扇、FC-空压机、电机控制器、空调的第二输入端。

3.如权利要求2所述的一种燃料电池汽车集成控制电路结构，其特征在于，所述应急充电口的第一输入端还连接应急充电继电器Relay4；

所述除霜口的第一输入端还连接除霜充电继电器Relay5；

所述电池加热口的第一输入端还连接电池加热继电器Relay6。

4.如权利要求2所述的一种燃料电池汽车集成控制电路结构，其特征在于，所述总负继电器Relay3的一端还设置霍尔传感器，用于检测总负继电器Relay3的电流值。

5.如权利要求2所述的一种燃料电池汽车集成控制电路结构，其特征在于，所述总正继电器Relay1的两端分别设置第一电压检测点和第二电压检测点；

所述总负继电器Relay3的两端分别设置第三电压检测点和第四电压检测点。

6.如权利要求3所述的一种燃料电池汽车集成控制电路结构，其特征在于，所述应急充电继电器Relay4的两端分别设置第一电压检测点和第五电压检测点；

所述除霜充电继电器Relay5的两端分别设置第一电压检测点和第六电压检测点；

所述电池加热继电器Relay6的两端分别设置第一电压检测点和第七电压检测点。

7.如权利要求4所述的一种燃料电池汽车集成控制电路结构，其特征在于，所述总控制板分别通过采集信号线与进水口、出水口和所述霍尔传感器连接。

8.如权利要求2所述的一种燃料电池汽车集成控制电路结构，其特征在于，所述总正继电器Relay1的两端分别设置第一温度检测点和第二温度检测点。

9.如权利要求2所述的一种燃料电池汽车集成控制电路结构，其特征在于，所述降压DCDC组件、应急可充电口、除霜口、电池加热口、FC-氢气循环泵、FT-PTC、FC-散热风扇、FC-空压机、电机控制器、空调的第一输入端均连接有保险丝。

10.如权利要求2所述的一种燃料电池汽车集成控制电路结构，其特征在于，所述升压DCDC组件的第一输出端连接二极管的输入端，所述二极管的输出端连接所述动力电池的正输出端。

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