CN221250740U - 车辆的动力系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种车辆的动力系统及车辆。车辆包括整车控制器。动力系统包括：动力电池、电池管理系统、氢燃料电池、第一双向通信总线和第二双向通信总线、燃料电池控制器。电池管理系统与整车控制器、动力电池通信连接。氢燃料电池与动力电池电连接。燃料电池控制器通过第一双向通信总线与整车控制器通信连接，且通过第二双向通信总线与氢燃料电池通信连接，燃料电池控制器用于根据整车控制器的电信号，控制氢燃料电池工作。本申请对燃料电池控制器的性能要求低，可以降低成本。

Description

车辆的动力系统及车辆

技术领域

本申请涉及车辆的动力系统技术领域，尤其涉及一种车辆的动力系统及车辆。

背景技术

氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给电池的阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。氢燃料电池凭借高效、零排放、低噪音等优势，已经成为我国能源结构变革、节能减排以及汽车产业升级的重要发展趋势，并将成为我国城市和经济可持续发展的重要解决方案。

基于高压动力电池和氢燃料电池的双能源系统的乘用车型，各电池系统之间如何相互配合，系统方案和控制策略变得复杂而艰难，对燃料电池控制器的性能要求高，燃料电池控制器的成本高。

实用新型内容

本申请提供一种车辆的动力系统及车辆，可以降低成本。

本申请提供一种车辆的动力系统，所述车辆包括整车控制器，所述动力系统包括：

动力电池；

电池管理系统，与所述整车控制器、所述动力电池通信连接；

氢燃料电池，与所述动力电池电连接；

第一双向通信总线和第二双向通信总线；及

燃料电池控制器，通过所述第一双向通信总线与所述整车控制器通信连接，且通过所述第二双向通信总线与所述氢燃料电池通信连接，所述燃料电池控制器用于根据所述整车控制器的电信号，控制所述氢燃料电池工作。

可选的，所述动力系统包括氢燃料电池巡检装置，所述燃料电池控制器通过所述第二双向通信总线与所述氢燃料电池巡检装置通信连接，用于根据所述氢燃料电池巡检装置的电信号，控制所述氢燃料电池工作。

可选的，所述氢燃料电池包括压缩机，所述燃料电池控制器通过所述第二双向通信总线与所述压缩机通信连接，用于根据所述整车控制器的电信号，控制所述压缩机的转速。

可选的，所述氢燃料电池包括空气阀，所述燃料电池控制器通过所述第二双向通信总线与所述空气阀通信连接，用于根据所述整车控制器的电信号，控制所述空气阀的开度。

可选的，所述氢燃料电池包括氢气泵，所述燃料电池控制器通过所述第二双向通信总线与所述氢气泵通信连接，用于根据所述整车控制器的电信号，控制所述氢气泵的转速。

可选的，所述氢燃料电池包括水泵，所述燃料电池控制器通过所述第二双向通信总线与所述水泵通信连接，用于根据所述整车控制器的电信号，控制所述水泵的转速。

可选的，所述氢燃料电池包括加热器，所述燃料电池控制器通过所述第二双向通信总线与所述加热器通信连接，用于根据所述整车控制器的电信号，控制所述加热器的功率。

可选的，所述氢燃料电池包括湿度调节阀，所述燃料电池控制器通过所述第二双向通信总线与所述湿度调节阀通信连接，用于根据所述整车控制器的电信号，控制所述湿度调节阀的开度。

可选的，所述氢燃料电池包括电压变换器，所述燃料电池控制器通过所述第二双向通信总线与所述电压变换器通信连接，用于根据所述整车控制器的电信号，控制所述电压变换器的输出电压。

本申请还提供一种车辆，包括：

整车控制器；及

上述任一项所述的动力系统，与所述整车控制器通信连接。

在一些实施例中，燃料电池控制器通过第一双向通信总线与整车控制器通信连接，且通过第二双向通信总线与氢燃料电池通信连接，燃料电池控制器可以与整车控制器双向通信，且可以与氢燃料电池双向通信，如此可以将氢燃料电池的信息传输给整车控制器，且整车控制器可以通过燃料电池控制器控制氢燃料电池，从而可以实现由整车控制器做出控制指令，可以充分利用整车控制器的资源，如此对燃料电池控制器的性能要求不高，燃料电池控制器选型更灵活，降低了成本，另外整车控制器不与燃料电池直接连接，整车原有的硬件结构不需更改，减少了开发工作量。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1所示为本申请的车辆的一个实施例的结构框图。

图2所示为本申请的车辆的另一个结构框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本申请实施例的车辆包括整车控制器。动力系统包括：动力电池、电池管理系统、氢燃料电池、第一双向通信总线和第二双向通信总线、燃料电池控制器。电池管理系统与整车控制器、动力电池通信连接。氢燃料电池与动力电池电连接。燃料电池控制器通过第一双向通信总线与整车控制器通信连接，且通过第二双向通信总线与氢燃料电池通信连接，燃料电池控制器用于根据整车控制器的电信号，控制氢燃料电池工作。本申请对燃料电池控制器的性能要求低，可以降低成本。

本申请提供一种车辆的动力系统及车辆。下面结合附图，对本申请的车辆的动力系统及车辆进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

图1所示为本申请的车辆20的一个实施例的结构框图。

本申请实施例的车辆20包括但不限于轿车、SUV、MPV、越野车、皮卡车或其他由动力驱动的非轨道承载的车辆。车辆20包括混合动力式新能源汽车及其他以车载动力电池作为主要动力源或动力源之一的汽车。

如图1所示，车辆20包括：整车控制器21及本申请提供的动力系统10。动力系统10与整车控制器21通信连接。整车控制器21为车辆20的核心控制单元，与车辆20的电机控制器、线控转向系统、线控灯光系统等设备进行信息交互，并通过对接收到的信息的处理，做出合理的指令，实现整车控制。

车辆的动力系统10包括：动力电池11、电池管理系统12、氢燃料电池13、第一双向通信总线15、第二双向通信总线16、燃料电池控制器14。

动力电池11与车辆20的电机(未图示)电连接，为电机供电，驱动电机运动。动力电池11包括锂电池。

电池管理系统12与整车控制器21、动力电池11通信连接。电池管理系统12用于根据整车控制器21的电信号，控制动力电池11工作。电池管理系统12用于采集动力电池11的各项运行信息，反馈给整车控制器21，使整车控制器21获取动力电池11的运行状态。电池管理系统12也可以根据动力电池11的运行状态，控制动力电池11工作。

氢燃料电池13与动力电池11电连接。当氢燃料电池13处于启动状态，氢燃料电池13可以为动力电池11供电，进而为车辆20提供动能。

第一双向通信总线15和第二双向通信总线16用于双向通信。第一双向通信总线15、第二双向通信总线16包括CAN总线。

燃料电池控制器14通过第一双向通信总线15与整车控制器21通信连接，且通过第二双向通信总线16与氢燃料电池13通信连接。燃料电池控制器14用于根据整车控制器21的电信号，控制氢燃料电池13工作。整车控制器21采集电池管理系统12发送的动力电池11的各项数据，还采集整车其他系统(例如传感器系统、开关系统、多媒体系统)的运行状态，并据此做出对氢燃料电池13的控制指令，发送给燃料电池控制器14，燃料电池控制器14根据整车控制器21的控制指令，控制氢燃料电池13工作。如此由整车控制器21控制氢燃料电池13。

在一些实施例中，燃料电池控制器14通过第一双向通信总线15与整车控制器21通信连接，且通过第二双向通信总线16与氢燃料电池13通信连接，燃料电池控制器14可以与整车控制器21双向通信，且可以与氢燃料电池13双向通信，如此可以将氢燃料电池13的信息传输给整车控制器21，且整车控制器21可以通过燃料电池控制器14控制氢燃料电池13，从而可以实现由整车控制器21做出控制指令，可以充分利用整车控制器21的资源，如此对燃料电池控制器14的性能要求不高，燃料电池控制器14选型更灵活，降低了成本，另外整车控制器21不与氢燃料电池13直接连接，整车原有的硬件结构不需更改，减少了开发工作量。

在一些实施例中，动力系统10包括氢燃料电池巡检装置。燃料电池控制器14通过第二双向通信总线16与氢燃料电池巡检装置通信连接，用于根据氢燃料电池巡检装置的电信号，控制氢燃料电池13工作。氢燃料电池巡检装置用于检测氢燃料电池13的运行状态，例如氢燃料电池13的电流、电压等。在一些实施例中，在氢燃料电池巡检装置检测氢燃料电池13的状态正常后，氢燃料电池控制器14控制氢燃料电池13进入待机状态。

图2所示为本申请的车辆20的另一个结构框图。

氢燃料电池13包括压缩机131，燃料电池控制器14通过第二双向通信总线16与压缩机131通信连接，用于根据整车控制器21的电信号，控制压缩机131的转速。压缩机131用于为空气加压。燃料电池控制器14采集压缩机131的工作状态，并根据整车控制器21的控制指令，控制压缩机131工作。在一些实施例中，当整车控制器21的电信号表示氢燃料电池13启动时，燃料电池控制器14控制压缩机131启动，使空气和氢气发生反应，对动力电池11发电。在氢燃料电池13工作过程中，整车控制器21根据电池管理系统12发送的动力电池11的电量变化，控制压缩机131改变转速，从而改变氢燃料电池13的发电功率。

氢燃料电池13包括空气阀132，燃料电池控制器14通过第二双向通信总线16与空气阀132通信连接，用于根据整车控制器21的电信号，控制空气阀132的开度。空气阀132用于控制空气的流量。在一些实施例中，当电池管理系统12的电信号表示动力电池11需要充电，整车控制器21的电信号表示氢燃料电池13启动时，燃料电池控制器14控制空气阀132开启。在氢燃料电池13工作过程中，整车控制器21根据电池管理系统12发送的动力电池11的电量变化，控制空气阀132的开度变化，从而改变氢燃料电池13的发电功率。

氢燃料电池13还包括节气门。燃料电池控制器14与节气门通信连接，用于根据整车控制器21的电信号，控制节气门的开度。

氢燃料电池13包括氢气泵133，燃料电池控制器14通过第二双向通信总线16与氢气泵133通信连接，用于根据整车控制器21的电信号，控制氢气泵133的转速。氢气泵133用于控制氢气的流量。燃料电池控制器14采集氢气泵133的工作状态，并根据整车控制器21的控制指令，控制氢气泵133工作。在一些实施例中，当电池管理系统12的电信号表示动力电池11需要充电，整车控制器21的电信号表示氢燃料电池13启动时，燃料电池控制器14控制氢气泵133启动，使空气和氢气发生反应，对动力电池11发电。在氢燃料电池13工作过程中，整车控制器21根据电池管理系统12发送的动力电池11的电量变化，控制氢气泵133改变转速，从而改变氢燃料电池13的发电功率。

氢燃料电池13包括水泵134，燃料电池控制器14通过第二双向通信总线16与水泵134通信连接，用于根据整车控制器21的电信号，控制水泵134的转速。水泵134用于供水，为氢燃料电池13降温。燃料电池控制器14采集水泵134的工作状态，并根据整车控制器21的控制指令，控制水泵134工作。在一些实施例中，当整车控制器21获取到氢燃料电池13的温度高于温度阈值，通过燃料电池控制器14控制水泵134启动，冷却氢燃料电池13。在水泵134工作过程中，整车控制器21根据氢燃料电池13的温度变化，控制水泵134改变转速。

氢燃料电池13包括加热器135，燃料电池控制器14通过第二双向通信总线16与加热器135通信连接，用于根据整车控制器21的电信号，控制加热器135的功率。加热器135用于辅助加热氢燃料电池13。燃料电池控制器14采集加热器135的工作状态，并根据整车控制器21的控制指令，控制加热器135工作。在一些实施例中，当整车控制器21获取到氢燃料电池13的温度低于温度阈值，通过燃料电池控制器14控制加热器135启动，加热氢燃料电池13，使其达到启动所需温度。在加热器135工作过程中，整车控制器21根据氢燃料电池13的温度变化，控制加热器135的功率。

氢燃料电池13包括湿度调节阀136，燃料电池控制器14通过第二双向通信总线16与湿度调节阀136通信连接，用于根据整车控制器21的电信号，控制湿度调节阀136的开度。湿度调节阀136用于调节氢燃料电池13的湿度。燃料电池控制器14采集湿度调节阀136的工作状态，并根据整车控制器21的控制指令，控制湿度调节阀136工作。在一些实施例中，当整车控制器21获取到氢燃料电池13的湿度低于湿度阈值，通过燃料电池控制器14控制湿度调节阀136开启，使氢燃料电池13达到所需湿度。在湿度调节阀136工作过程中，整车控制器21根据氢燃料电池13的湿度变化，控制湿度调节阀136的开度。

氢燃料电池13包括电压变换器137，燃料电池控制器14通过第二双向通信总线16与电压变换器137通信连接，用于根据整车控制器21的电信号，控制电压变换器137的输出电压。电压变换器137用于控制氢燃料电池13的电堆电压。燃料电池控制器14采集电压变换器137的工作状态，并根据整车控制器21的控制指令，控制电压变换器137工作。在一些实施例中，当电池管理系统12的电信号表示动力电池11需要充电，整车控制器21的电信号表示氢燃料电池13启动时，燃料电池控制器14控制电压变换器137对电堆输出合适的电压，对动力电池11发电。在氢燃料电池13工作过程中，整车控制器21根据电池管理系统12发送的动力电池11的电量变化，控制电压变换器137的电压，从而改变氢燃料电池13的发电功率。

在一些实施例中，氢燃料电池13还包括显示器，与燃料电池控制器14通信连接。整车控制器21用于根据燃料电池13的运行状态，通过燃料电池控制器14控制显示器的显示信息。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种车辆的动力系统，其特征在于，所述车辆包括整车控制器，所述动力系统包括：

动力电池；

电池管理系统，与所述整车控制器、所述动力电池通信连接；

氢燃料电池，与所述动力电池电连接；

第一双向通信总线和第二双向通信总线；及

燃料电池控制器，通过所述第一双向通信总线与所述整车控制器通信连接，且通过所述第二双向通信总线与所述氢燃料电池通信连接，所述燃料电池控制器用于根据所述整车控制器的电信号，控制所述氢燃料电池工作。

2.根据权利要求1所述的车辆的动力系统，其特征在于，所述动力系统包括氢燃料电池巡检装置，所述燃料电池控制器通过所述第二双向通信总线与所述氢燃料电池巡检装置通信连接，用于根据所述氢燃料电池巡检装置的电信号，控制所述氢燃料电池工作。

3.根据权利要求1所述的车辆的动力系统，其特征在于，所述氢燃料电池包括压缩机，所述燃料电池控制器通过所述第二双向通信总线与所述压缩机通信连接，用于根据所述整车控制器的电信号，控制所述压缩机的转速。

4.根据权利要求1所述的车辆的动力系统，其特征在于，所述氢燃料电池包括空气阀，所述燃料电池控制器通过所述第二双向通信总线与所述空气阀通信连接，用于根据所述整车控制器的电信号，控制所述空气阀的开度。

5.根据权利要求1所述的车辆的动力系统，其特征在于，所述氢燃料电池包括氢气泵，所述燃料电池控制器通过所述第二双向通信总线与所述氢气泵通信连接，用于根据所述整车控制器的电信号，控制所述氢气泵的转速。

6.根据权利要求1所述的车辆的动力系统，其特征在于，所述氢燃料电池包括水泵，所述燃料电池控制器通过所述第二双向通信总线与所述水泵通信连接，用于根据所述整车控制器的电信号，控制所述水泵的转速。

7.根据权利要求1所述的车辆的动力系统，其特征在于，所述氢燃料电池包括加热器，所述燃料电池控制器通过所述第二双向通信总线与所述加热器通信连接，用于根据所述整车控制器的电信号，控制所述加热器的功率。

8.根据权利要求1所述的车辆的动力系统，其特征在于，所述氢燃料电池包括湿度调节阀，所述燃料电池控制器通过所述第二双向通信总线与所述湿度调节阀通信连接，用于根据所述整车控制器的电信号，控制所述湿度调节阀的开度。

9.根据权利要求1所述的车辆的动力系统，其特征在于，所述氢燃料电池包括电压变换器，所述燃料电池控制器通过所述第二双向通信总线与所述电压变换器通信连接，用于根据所述整车控制器的电信号，控制所述电压变换器的输出电压。

10.一种车辆，其特征在于，包括：

整车控制器；及

权利要求1-9任一项所述的动力系统，与所述整车控制器通信连接。