CN219717887U - 一种智能化燃料电池系统低压配电模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能化燃料电池系统低压配电模块，涉及燃料电池的技术领域。其技术要点是：包括：SBC模块、MCU模块以及HSD模块，MCU模块通过SPI通信配置HSD模块以及SBC模块。本实用新型具有的优点：所有供电回路状态得到监控，可实时提供整个低压系统、每一个供电回路的电压、电流、功耗等参数。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料电池的技术领域，具体为一种智能化燃料电池系统低压配电模块。
背景技术
氢燃料电池系统具有零排放、加氢快优势，能够有效解决锂电池充电时间长，续航里程短等问题，是一种具有广阔发展前景的新能源方向。
当前，燃料电池系统中，由于有诸多电器件的原因，通常需要使用低压继电器保险盒来实现电器件的供电以及上电逻辑。但现有的继电器保险盒存在问题：低压系统实时功耗不能检测。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种智能化燃料电池系统低压配电模块，其具有的优点：所有供电回路状态得到监控，可实时提供整个低压系统、每一个供电回路的电压、电流、功耗等参数。
本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种智能化燃料电池系统低压配电模块，包括：SBC模块、
MCU模块以及HSD模块，MCU模块通过SPI通信配置HSD模块以及SBC模块，
SBC模块：用于对小电瓶输入电源的监控；
MCU模块：用于实现对整个低压供电的监控；
HSD模块；能够检测每个通道的输出电流，实现对单个通道负载的电流检测，并对负载的状态通过ISENSE引脚的电平将故障反馈给MCU。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：低压配电模块采用的是EMC滤波，EMC采用大功率共模电感。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括CAN通信模块，通过接口与MCU模块连接。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括KL30电压反馈模块，所述KL30电压反馈模块采用电阻分压方式。
本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括电流反馈模块以及输出电压采集模块，所述电流反馈模块经过低通滤波输入到MCU模块，所述输出电压采集模块采用电阻分压以及低通滤波电路输入到MCU的AD端口。
综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：
1.整个燃料电池系统供电优化管理，提高系统可靠性，系统更安全；
2.所有供电回路状态监控，可实时提供整个低压系统，每一个供电回路的电压、电流、功耗等参数；
3.设计不含任何传统保险丝、继电器，所有供电回路采用智能高边驱动芯片，速度快、可靠性更高；
4.所有供电回路军可实现短路、断路、过流、过温等保护，无损伤，无需更换任何器件；
5.所有供电回路供电均可控制，可根据需求灵活配置各回路上电顺序；
6.CAN总线控制，极大减少线束，降低线束成本，减少故障，提高可靠性；
7.产品配置EMC滤波电路，对整个低压系统EMC有很好的优化。
附图说明
图1是低压配电模块的系统框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，为本实用新型所披露的一种智能化燃料电池系统低压配电模块，包括：SBC模块、MCU模块以及HSD模块，MCU模块通过SPI通信配置HSD模块以及SBC模块。低压配电模块采用的是EMC滤波，EMC采用大功率共模电感，Π型滤波电路，多级滤波电容组成，较好抑制负载的沿电源线的传导发射能量，增强沿电源线的抗扰性能。
SBC模块：用于对小电瓶输入电源的监控；此处采用英飞凌SBC芯片实现对小电瓶输入电源的监控，若小电瓶电压过低，可通过BOOST电路将电压升到9V以上；SBC芯片被唤醒后，即使唤醒信号丢失，仍能保持唤醒状态，直到收到下电命令，有效的消除了唤醒信号线路的干扰；SBC还能为MCU提供必须的3.3V，5V。
MCU模块：用于实现对整个低压供电的监控；MCU采用英飞凌TC系列单片机，实现整个低压供电的监控，包括输入电压检测，输入电流检测，各电器件供电逻辑控制，供电电压、电流参数采集，故障代码保存及上传等功能，MCU可通过SPI通信配置HSD模块以及SBC模块。
HSD模块；高边驱动芯片采用英飞凌4路驱动芯片，共3个，最多可提供多达12路对外驱动，单路驱动额定电流可达4A，每个芯片的峰值电流可达10A，满足各电器件的供电需求，同时HSD芯片能够检测每个通道的输出电流，实现对单个通道负载的电流检测，并对负载的状态，如对地短路、对VCC短路、开路等诊断，通过ISENSE引脚的电平将故障反馈给MCU。
还包括CAN通信模块，通过接口与MCU模块连接。采用NXP公司的TJA10xx系列芯片，配上TVS芯片以及共模电感等电路，保证CAN通信有很强的抗干扰能力，同时TJA10xx芯片还具有CAN唤醒功能，丰富了低压配电模块的唤醒功能；系统控制器可发送CAN报文，控制低压配电模块的工作状态，监控低压供电系统的状态。
还包括KL30电压反馈模块，KL30电压反馈模块采用电阻分压方式，配合低通滤波实现对KL30输入电压的监控，用于整个低压系统模块功率估算的电压输入。
还包括电流反馈模块以及输出电压采集模块：
电流反馈模块：采用英飞凌专用的电流反馈芯片，将电流信号转换为电压信号，经过低通滤波输入到MCU模块，实现对整个低压系统的电流功耗采集。
输出电压采集模块采用电阻分压以及低通滤波电路输入到MCU的AD端口。对各供电回路的供电电压进行检测，用于故障诊断以及各回路功耗计算，采用电阻分压以及低通滤波电路输入到MCU的AD端口。
除此之外，还包括常电输出模块：采用英飞凌BTS70xx芯片，首先用KL30_PROT的电压使芯片处于常电状态，当MCU被唤醒后，常电输出模块变成可控制的驱动芯片；和HSD模块一样，常电模块同样有电流反馈以及短路、断路等故障诊断功能；
本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种智能化燃料电池系统低压配电模块，其特征在于，包括：SBC模块、
MCU模块以及HSD模块，MCU模块通过SPI通信配置HSD模块以及SBC模块，
SBC模块：用于对小电瓶输入电源的监控；
MCU模块：用于实现对整个低压供电的监控；
HSD模块；能够检测每个通道的输出电流，实现对单个通道负载的电流检测，并对负载的状态通过ISENSE引脚的电平将故障反馈给MCU。
2.根据权利要求1所述的一种智能化燃料电池系统低压配电模块，其特征在于，低压配电模块采用的是EMC滤波，EMC采用大功率共模电感。
3.根据权利要求1所述的一种智能化燃料电池系统低压配电模块，其特征在于，还包括CAN通信模块，通过接口与MCU模块连接。
4.根据权利要求1所述的一种智能化燃料电池系统低压配电模块，其特征在于，还包括KL30电压反馈模块，所述KL30电压反馈模块采用电阻分压方式。
5.根据权利要求1所述的一种智能化燃料电池系统低压配电模块，其特征在于，还包括电流反馈模块以及输出电压采集模块，所述电流反馈模块经过低通滤波输入到MCU模块，所述输出电压采集模块采用电阻分压以及低通滤波电路输入到MCU的AD端口。
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