CN218735523U - 用于燃料电池车的四合一控制器 - Google Patents

Abstract

一种用于燃料电池车的四合一控制器，包括壳体，壳体上设置有上盖，壳体中设置有DCDC转换器、空压机控制器、氢泵控制器，壳体的侧面设置有FCU、空压机控制器输出连接器、氢泵控制器输出连接器，FCU包括FCU通讯连接器和FCU盖板；所述的壳体中设置有DCDC输入正铜排和DCDC输入负铜排，DCDC输入正铜排和DCDC输入负铜排与DCDC转换器的输入端连接。本实用新型的四合一控制器，与燃料电池电堆之间的连接不仅可实现线束连接，也可进行将四合一控制器与电堆直接集成为一体的连接方式，省去了各自独立布局和安装，集成后减少了大功率DCDC转换器给空压机控制器、氢泵控制器供电的线束，也减少了FCU与大功率DCDC转换器、空压机控制器、氢泵控制器之间的通讯线束。

Description

用于燃料电池车的四合一控制器

技术领域

本实用新型涉及电学领域，尤其涉及燃料电池车，特别是一种用于燃料电池车的四合一控制器。

背景技术

节能环保已成为当今社会发展的要求，尤其在双碳要求的标准下，新能源汽车近年来蓬勃发展；尤其燃料电池汽车其环保性，以及续航里程长，更得到了人们的关注；燃料电池的相关零部件也向着更高的要求发展，如各零部件的高度集成，这样会降低各零部件的成本、减少安装，为燃料电池汽车的发展带来更好的效益。但是，现有技术中的燃料电池汽车用大功率DCDC转换器、压缩机控制器、FCU（燃料电池主控制器）、氢泵控制器多为独立结构，燃料电池汽车电堆与大功率DCDC转换器与电堆之间能量的传递大多采用线束连接的方式，它们之间的通讯以及供电连接复杂，且连接使用的线束要求高、成本高；大功率DCDC转换器、空压机控制器、FCU、氢泵控制器整车安装需要进行四个独立的布局，安装要求多，工艺复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于燃料电池车的四合一控制器，所述的这种用于燃料电池汽车的四合一控制器要解决现有技术的大功率DCDC转换器、压缩机控制器、FCU、氢泵控制器之间的通讯和供电连接较复杂、连接要求高、安装复杂的技术问题。

本实用新型的一种用于燃料电池车的四合一控制器，包括壳体，壳体上设置有上盖，壳体中设置有DCDC转换器、空压机控制器、氢泵控制器和电池包或者电机控制器，壳体的侧面设置有FCU燃料电池主控制器、空压机控制器输出连接器、氢泵控制器输出连接器，FCU包括FCU通讯连接器和FCU盖板；

所述的壳体侧面设置有输入正连接器、输入负连接器、输出正连接器、输出负连接器，DCDC转换器的电源输出端通过铜排或者线束输出正连接器、输出负连接器和线束与电池包或者电机控制器连接，DCDC转换器的电源输出端通过铜排或者线束与空压机控制器、氢泵控制器连接，空压机控制器的电源输出端与空压机控制器输出连接器连接，氢泵控制器的电源输出端与氢泵控制器输出连接器连接；

所述的壳体中设置有DCDC输入正铜排和DCDC输入负铜排，DCDC输入正铜排和DCDC输入负铜排与DCDC转换器的输入端连接；

所述的FCU的信号输出端与FCU通讯连接器、DCDC转换器、空压机控制器和氢泵控制器的输入端连接。

进一步的，所述的壳体的底部在DCDC输入正铜排和DCDC输入负铜排对应的位置分别设置有电堆输入孔，电堆输入孔中各自设置有电堆输入孔盖板。

进一步的，所述的DCDC转换器、空压机控制器和氢泵控制器共同使用一个冷却水道。

进一步的，所述的输入正连接器、输入负连接器、输出正连接器、输出负连接器设置在壳体的前侧面。

进一步的，所述的FCU通讯连接器和FCU盖板设置在壳体的右侧面。

本实用新型与现有技术相比，其效果是积极和明显的。本实用新型的一种由DCDC转换器、空压机控制器、FCU、氢泵控制器集成一体的四合一控制器，与燃料电池电堆之间的连接不仅可实现线束连接，也可进行将四合一控制器与电堆直接集成为一体的连接方式。大功率DCDC转换器、空压机控制器、FCU、氢泵控制器集成省去了各自独立布局和安装，集成后减少了大功率DCDC转换器给空压机控制器、氢泵控制器供电的线束，也减少了FCU与大功率DCDC转换器、空压机控制器、氢泵控制器之间的通讯线束。四合一控制器为燃料电池整车的布局不仅带来空间的节省，也简化了工艺，大大降低了成本。四合一控制器不仅能实现与电堆之间的线束连接，又能兼容与电堆的集成连接，灵活性更高。

附图说明

图1为本实用新型的一种用于燃料电池车的四合一控制器的分解示意图。

图2为本实用新型的一种用于燃料电池车的四合一控制器的第一俯视示意图。

图3为本实用新型的一种用于燃料电池车的四合一控制器的第二俯视示意图。

图4为本实用新型的一种用于燃料电池车的四合一控制器的使用状态立体示意图。

图5为本实用新型的一种用于燃料电池车的四合一控制器的使用状态剖视示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述，但本实用新型并不限制于本实施例，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围。本实用新型中的上、下、前、后、左、右等方向的使用仅为了描述方便，并非对本实用新型的技术方案的限制。

如图1-图5所示，本实用新型的一种用于燃料电池车的四合一控制器，包括壳体1，壳体1上设置有上盖2，壳体1中设置有DCDC转换器3、空压机控制器4、氢泵控制器5和电池包或者电机控制器，壳体1的侧面设置有FCU（燃料电池主控制器）6、空压机控制器输出连接器、氢泵控制器输出连接器，FCU6包括FCU通讯连接器7和FCU盖板8；

所述的壳体1侧面设置有输入正连接器9、输入负连接器10、输出正连接器11、输出负连接器12，DCDC转换器3的电源输出端通过铜排或者线束输出正连接器11、输出负连接器12和线束与电池包或者电机控制器连接，DCDC转换器3的电源输出端通过铜排或者线束与空压机控制器4、氢泵控制器5连接，空压机控制器4的电源输出端与空压机控制器输出连接器连接，氢泵控制器5的电源输出端与氢泵控制器输出连接器连接；

具体的，输入正连接器9和输入负连接器10与电堆18相连，电堆18发电后可以通过输入正连接器9和输入负连接器10和线束给DCDC转换器3提供电能，DCDC转换器3把电堆18输出的电流进行升降压后通过输出正连接器11、输出负连接器12和线束给燃料电池汽车的电池或电驱动供电，同时也给空压机控制器4、氢泵控制器5等供电。空压机控制器4通过空压机控制器输出连接器和线束给空压机供电。氢泵控制器5通过氢泵控制器输出连接器和线束给氢泵供电。

所述的壳体1中设置有DCDC输入正铜排13和DCDC输入负铜排14，DCDC输入正铜排13和DCDC输入负铜排14与DCDC转换器3的输入端连接；

具体的，电堆18上设置有电堆输出正铜排15和电堆输出负铜排16，电堆18可以通过电堆输出正铜排15、电堆输出负铜排16与DCDC转换器3连接实现供电。

所述的FCU6的信号输出端与FCU通讯连接器7、DCDC转换器3、空压机控制器4和氢泵控制器5的输入端连接。

进一步的，所述的壳体1的底部在DCDC输入正铜排13和DCDC输入负铜排14对应的位置分别设置有电堆输入孔，电堆输入孔中各自设置有电堆输入孔盖板17。

进一步的，所述的DCDC转换器3、空压机控制器4和氢泵控制器5共同使用一个冷却水道。

进一步的，所述的输入正连接器9、输入负连接器10、输出正连接器11、输出负连接器12设置在壳体1的前侧面。

进一步的，所述的FCU通讯连接器7和FCU盖板8设置在壳体的1右侧面。

具体的，本实施例中的DCDC转换器3、空压机控制器4、氢泵控制器5、FCU（燃料电池主控制器）6、空压机控制器输出连接器、氢泵控制器输出连接器、FCU通讯连接器7、FCU盖板8、输入正连接器9、输入负连接器10、输出正连接器11、输出负连接器12、电堆18、DCDC输入正铜排13、DCDC输入负铜排14、电堆输出正铜排15、电堆输出负铜排16、冷却水道等均采用现有技术中的公知方案，本领域技术人员均已了解，在此不再赘述。

本实施例的工作原理：

本实用新型工作部件包含以下工作部件：

一、当四合一控制器与电堆18独立安装使用线束连接时：

主要部件包括壳体1、DCDC转换器3、空压机控制器4、FCU6、氢泵控制器5、FCU盖板8、四合一控制器上盖2、空压机控制器输出连接器、氢泵控制器输出连接器、FCU通讯连接器7、输入正连接器9、输入负连接器10、输出正连接器11、输出负连接器12、电堆输入孔盖板17等。

二、当四合一控制器与电堆18集成一体安装时：

主要部件包括壳体1、大功率DCDC转换器3、空压机控制器4、FCU6、氢泵控制器5、FCU盖板8、四合一控制器上盖2、空压机控制器输出连接器、氢泵控制器输出连接器、FCU通讯连接器7、电堆输出正铜排15、电堆输出负铜排16、DCDC输入正铜排13、DCDC输入负铜排14。

以上2种四合一控制器的内部布置均一样，大功率DCDC转换器3、空压机控制器4、氢泵控制器5布置在壳体1内部，FCU6布置在壳体1侧面，电堆输入孔盖板17置于壳体1底部，共同使用四合一控制器的壳体1。

本实用新型的具体操作步骤如下：

本四合一控制器独立使用时：

1.将输入正连接器9、输入负连接器10、输出正连接器11、输出负连接器12、空压机输出连接器、氢泵输出连接器装在壳体1上使用螺丝紧固。

2.将DCDC转换器3、空压机控制器4、氢泵控制器5、FCU6通过螺丝安装在壳体1内。

3.DCDC转换器3与空压机控制器4、氢泵控制器5、FCU6之间的供电或控制通过铜排或者线束相连接。

4.FCU盖板8、上盖2通过螺丝安装在壳体1上。

5.将电堆18的输出正连接器11、输出负连接器12的线束与输入正连接器9、输入负连接器10对插相连即可实现电堆18到DCDC转换器3的电流输出。

6.DCDC转换器3的输出正连接器11、输出负连接器12的线束与电池包或电驱动的连接器对插，即可实现DCDC转换器3到电池包和电驱动的电流输出；空压机控制器4、氢泵控制器5通过空压机控制器输出连接器、氢泵控制器输出连接器和线束与压缩机、氢泵连接器对插，即可实现为压缩机、氢泵供电。

本四合一控制器集成使用时：

1.将空压机输出连接器、氢泵输出连接器装在壳体1上使用螺丝紧固。

2.将DCDC转换器3、空压机控制器4、氢泵控制器5、FCU6通过螺丝安装在壳体1内。

3.DCDC转换器3与空压机控制器4、氢泵控制器5、FCU6之间的供电通过铜排或者线束相连接器。

4.FCU盖板8通过螺丝安装在壳体1上。

5.将以上组装好的四合一控制器与电堆18通过螺丝组装在一起，打开电堆输入孔盖板17，电堆输出正铜排15和电堆输出负铜排16穿过四合一控制器的电堆输入孔。

6.将DCDC输入正铜排13、DCDC输入负铜排14分别与电堆输出正铜排15、电堆输出负铜排16使用螺丝紧固连接。

7.上盖2通过螺丝安装在壳体1上。

本实用新型的一种由DCDC转换器3、空压机控制器4、FCU6、氢泵控制器5集成一体的四合一控制器，与燃料电池电堆18之间的连接不仅可实现线束连接，也可进行将四合一控制器与电堆18直接集成为一体的连接方式。大功率DCDC转换器3、空压机控制器4、FCU6、氢泵控制器5集成省去了各自独立布局和安装，集成后减少了大功率DCDC转换器3给空压机控制器4、氢泵控制器5供电的线束，也减少了FCU6与大功率DCDC转换器3、空压机控制器4、氢泵控制器5之间的通讯线束。四合一控制器为燃料电池整车的布局不仅带来空间的节省，也简化了工艺，大大降低了成本。四合一控制器不仅能实现与电堆18之间的线束连接，又能兼容与电堆18的集成连接，灵活性更高。

本实用新型将大功率DCDC转换器3、空压机控制器4、FCU6、氢泵控制器5这四个燃料电池汽车的核心部件集成在一起，对比独立的四个产品，有效地减小了四个产品的占用空间；并使用同一个壳体1、上盖2等，省去了4个产品的模具投入，降低了4者之间通讯和供电所需的线束成本，减少了DCDC转换器3、空压机控制器4、氢泵控制器5的与FCU6之间的通讯线束；当四合一控制器与燃料电池电堆18集成在一起时，更省去了电堆18与DCDC转换器3之间的连接器及线束，DCDC转换器3与电堆18的集成大大节省了整车安装空间及整车布置难度，简化安装工艺；对于整车安装更容易、更方便。

本实用新型的四合一控制器与电堆18之间具有灵活的连接方式，不仅能实现线束连接器的连接，也能直接集成在电堆18上；对于改设计的四合一控制器并不需要投入过多的模具就能简单实现，能使四合一控制器平台化，适应不同电堆18安装及连接方式的要求，给客户带来更多应用选择，灵活多变，适用性强。

当四合一使用线束与电堆连接器时，四合一控制器可随意在整车上进行布置；当本控制器与电堆18进行集成时，只需简单的将电堆输入孔盖板17去掉即可，电堆18的输出铜排直接与四合一的输入铜排相连即可，操作简单。

DCDC转换器3、空压机控制器4、FCU、氢泵控制器5集成在一个壳体1中，只需投入一个壳体1的模具费用，节省了3个模具的投入，大大降低了产品的模具投入成本。

本实用新型的关键点：

1.DCDC转换器3、空压机控制器4、氢泵控制器5、FCU6集成安装在一个壳体1内，产品体积小，紧凑，安装方便、成本低。

2. DCDC转换器3、空压机控制器4和氢泵控制器5共同使用一个冷却水道，减小设计难度，流阻比独立的3个水道小。

3. FCU6安装在壳体2侧面的独立空间，有效的解决FCU6的EMC干扰问题。壳体安装FCU6的位置为独立空间，壳体1的侧壁成为FCU6的屏蔽墙，隔离EMC干扰；FCU6与DCDC转换器3、空压机控制器4、氢泵控制器5共用壳体1使得他们之间通讯使用的线束较短，也避免了干扰。

Claims (5)

1.一种用于燃料电池车的四合一控制器，其特征在于：包括壳体，壳体上设置有上盖，壳体中设置有DCDC转换器、空压机控制器、氢泵控制器和电池包或者电机控制器，壳体的侧面设置有FCU燃料电池主控制器、空压机控制器输出连接器、氢泵控制器输出连接器，FCU包括FCU通讯连接器和FCU盖板；

所述的壳体侧面设置有输入正连接器、输入负连接器、输出正连接器、输出负连接器，DCDC转换器的电源输出端通过铜排或者线束输出正连接器、输出负连接器和线束与电池包或者电机控制器连接，DCDC转换器的电源输出端通过铜排或者线束与空压机控制器、氢泵控制器连接，空压机控制器的电源输出端与空压机控制器输出连接器连接，氢泵控制器的电源输出端与氢泵控制器输出连接器连接；

所述的壳体中设置有DCDC输入正铜排和DCDC输入负铜排，DCDC输入正铜排和DCDC输入负铜排与DCDC转换器的输入端连接；

所述的FCU的信号输出端与FCU通讯连接器、DCDC转换器、空压机控制器和氢泵控制器的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池车的四合一控制器，其特征在于：所述的壳体的底部在DCDC输入正铜排和DCDC输入负铜排对应的位置分别设置有电堆输入孔，电堆输入孔中各自设置有电堆输入孔盖板。

3.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池车的四合一控制器，其特征在于：所述的DCDC转换器、空压机控制器和氢泵控制器共同使用一个冷却水道和一个壳体。

4.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池车的四合一控制器，其特征在于：所述的输入正连接器、输入负连接器、输出正连接器、输出负连接器设置在壳体的前侧面。

5.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池车的四合一控制器，其特征在于：所述的FCU通讯连接器和FCU盖板设置在壳体的右侧面。

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