RU2808867C1 - Voltage converter for hydrogen power supply system for vehicle - Google Patents

Voltage converter for hydrogen power supply system for vehicle Download PDF

Info

Publication number
RU2808867C1
RU2808867C1 RU2023114599A RU2023114599A RU2808867C1 RU 2808867 C1 RU2808867 C1 RU 2808867C1 RU 2023114599 A RU2023114599 A RU 2023114599A RU 2023114599 A RU2023114599 A RU 2023114599A RU 2808867 C1 RU2808867 C1 RU 2808867C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage converter
output
voltage
converter
igbt module
Prior art date
Application number
RU2023114599A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Владимирович Пырков
Анастасия Борисовна Пыркова
Лев Николаевич Бутов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ЭвоКарго"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ЭвоКарго" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ЭвоКарго"
Application granted granted Critical
Publication of RU2808867C1 publication Critical patent/RU2808867C1/en

Links

Abstract

FIELD: power supply system.
SUBSTANCE: voltage converter for a hydrogen power supply system for a vehicle. The converter consists of: housing, controller, load switch, precharge resistor, reactor, current sensor, IGBT module, buffer capacity, fuse and diodes. A current sensor and a diode are connected to the reactor output. A buffer capacity at the output and a diode are connected to the IGBT module. The current sensor is used to monitor the output voltage. A fuse link is installed before the output of the voltage converter as a safety device. The voltage converter controller is connected to a control system formed by control boards. Information from the fuel cells is collected on the main control board. An IGBT driver is connected to the voltage converter controller, with the help of which the IGBT module of the boost DC/DC voltage converter is controlled.
EFFECT: powering the vehicle systems while simultaneously charging the battery is achieved.
1 cl, 2 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates

Изобретение относится к области электротехники, а именно к преобразователям постоянного напряжения, преобразующего выходное напряжение системы энергоснабжения на основе водород-воздушных топливных элементов до уровня высоковольтной цепи электромобиля и управляющего процессом работы системы энергоснабжения высокоавтоматизированного транспортного средства. The invention relates to the field of electrical engineering, namely to DC voltage converters that convert the output voltage of a power supply system based on hydrogen-air fuel cells to the level of a high-voltage circuit of an electric vehicle and control the process of operation of the power supply system of a highly automated vehicle.

Уровень техникиState of the art

Из уровня техники известно большое количество видов преобразователей энергии для разных применений. A large number of types of energy converters for different applications are known from the prior art.

Известен инвертор напряжения (RU 2675726 С1, B60L 1/00, опубл. 24.12.2018), который содержит дроссель и систему управления, две преобразовательные ячейки, включенные последовательно с дросселем. Преобразовательные ячейки выполнены по двухступенчатой схеме: первая ступень выполнена по схеме трехуровневого повышающего регулятора напряжения, содержащего два силовых ключа, два диода, два конденсатора, образующих емкостный делитель напряжения, а вторая ступень является полумостовым резонансным преобразователем, где в качестве силовых ключей используется пара последовательно включенных полупроводниковых ключей, нагрузкой полумостовых резонансных преобразователей являются первичные обмотки одного общего трансформатора, выходные обмотки трансформатора нагружены на выпрямители, выходы которых соединены параллельно.A voltage inverter is known (RU 2675726 C1, B60L 1/00, published December 24, 2018), which contains a choke and a control system, two converter cells connected in series with the choke. The converter cells are made according to a two-stage circuit: the first stage is made according to the circuit of a three-level step-up voltage regulator containing two power switches, two diodes, two capacitors forming a capacitive voltage divider, and the second stage is a half-bridge resonant converter, where a pair of series-connected switches is used as power switches semiconductor switches, the load of half-bridge resonant converters is the primary windings of one common transformer, the output windings of the transformer are loaded onto rectifiers, the outputs of which are connected in parallel.

Недостатками описанного технического решения является то, что в силовой части содержится большое количество полупроводниковых диодов и транзисторов, а также моточных изделий, что в свою очередь ухудшает итоговый коэффициент полезного действия (КПД) и массогабаритные параметры устройства. Также к недостаткам относится отсутствие измерителей входного тока, которые необходимы для контроля и управления электрохимическими процессами в водород-воздушных топливных элементах, что, в свою очередь, сужает область применения данного устройства.The disadvantages of the described technical solution are that the power section contains a large number of semiconductor diodes and transistors, as well as winding products, which in turn worsens the final efficiency factor (COP) and the weight and size parameters of the device. Another disadvantage is the lack of input current meters, which are necessary for monitoring and controlling electrochemical processes in hydrogen-air fuel cells, which, in turn, narrows the scope of application of this device.

Известно изобретение «Преобразователь напряжения с защитой ключей» (RU 2549526 С2, G05F 1/00, опубл. 27.04.2015) предназначенное для обеспечения электроэнергией различных нагрузок и работающее от источника постоянного напряжения, содержащее устройство управления для повышения защищенности устройства при различных авариях. Преобразователь содержит повышающий регулятор на основе двух ключей и двух диодов, датчик входного напряжения, датчик входного тока, контактор, входной ключ, к силовым выводам которого подключен резистор, конденсатор и обмотку трансформатора в диагонали DC/DC преобразователя, датчик напряжения на выходе повышающего регулятора.The invention “Voltage converter with key protection” (RU 2549526 C2, G05F 1/00, published on April 27, 2015) is known, designed to provide electricity to various loads and operating from a constant voltage source, containing a control device to increase the security of the device in various accidents. The converter contains a boost regulator based on two switches and two diodes, an input voltage sensor, an input current sensor, a contactor, an input switch, to the power terminals of which a resistor, a capacitor and a transformer winding in the diagonal of the DC/DC converter are connected, a voltage sensor at the output of the boost regulator.

Недостатками описанного технического решения являются: наличие двух каскадов преобразования для обеспечения гальванической развязки входных цепей и выходных, а также большое количество полупроводниковых приборов и пассивных компонентов для обеспечения требуемой последовательности переключения схемы для обеспечения задуманного уровня защиты силовых транзисторов. Этими особенностями обусловлено усложнение системы управления и ухудшение массогабаритных характеристик и КПД устройства.The disadvantages of the described technical solution are: the presence of two conversion stages to ensure galvanic isolation of input and output circuits, as well as a large number of semiconductor devices and passive components to ensure the required switching sequence of the circuit to ensure the intended level of protection of power transistors. These features cause the complication of the control system and the deterioration of the weight and size characteristics and efficiency of the device.

Известен статический преобразователь напряжения (RU 2762338 C1, H02M 3/337, опубл. 20.12.2021), содержащий конденсатор на входе с подключенным к нему дросселем, образующие область постоянного тока; к выходу дросселя подключены два соединенных последовательно трехуровневых повышающих преобразователя, нагруженных каждый на свой полумостовой инвертор напряжения. Каждый из этих повышающих преобразователей и подключенный к нему инвертор напряжения выполнены из IGBT-модулей и силовых конденсаторов. Между средней точкой силовых конденсаторов повышающего преобразователя и средней точкой силовых ключей, подключенного к нему инвертора напряжения, расположены последовательно резонансный конденсатор, резонансный дроссель и первичная обмотка общего силового высоковольтного трансформатора, образующие последовательный резонансный контур. Система управления выдает сигналы управления либо на IGBT-модули повышающего преобразователя, либо на силовые ключи полумостового инвертора напряжения, в зависимости от режима работы. A static voltage converter is known (RU 2762338 C1, H02M 3/337, published 12/20/2021), containing a capacitor at the input with a choke connected to it, forming a DC region; Two three-level boost converters connected in series, each loaded onto its own half-bridge voltage inverter, are connected to the inductor output. Each of these boost converters and the voltage inverter connected to it are made of IGBT modules and power capacitors. Between the midpoint of the power capacitors of the step-up converter and the midpoint of the power switches of the voltage inverter connected to it, a resonant capacitor, a resonant inductor and the primary winding of a common high-voltage power transformer are located in series, forming a series resonant circuit. The control system provides control signals either to the IGBT modules of the boost converter or to the power switches of the half-bridge voltage inverter, depending on the operating mode.

Недостатками описанного технического решения являются: наличие нескольких каскадов преобразования для обеспечения гальванической развязки входных цепей и выходных и для обеспечения обратимости преобразования, а также большое количество полупроводниковых приборов и моточных элементов, что ухудшает массогабаритные показатели и КПД. Также недостатком является отсутствие системы управления для контроля и регулирования напряжения, получаемого с водород-воздушных топливных элементов, что, в свою очередь, сужает область применения данного устройства.The disadvantages of the described technical solution are: the presence of several conversion stages to ensure galvanic isolation of input and output circuits and to ensure reversibility of the conversion, as well as a large number of semiconductor devices and winding elements, which worsens the weight and size indicators and efficiency. Another disadvantage is the lack of a control system for monitoring and regulating the voltage obtained from hydrogen-air fuel cells, which, in turn, narrows the scope of application of this device.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention

Задачей, которую решает предлагаемое техническое решение, является создание DC/DC преобразователя напряжения с системой управления и мощностью 5 кВт для повышения выходного напряжения водородной системы энергоснабжения (СЭС) в составе высокоавтоматизированного транспортного средства (ВАТС).The problem that the proposed technical solution solves is the creation of a DC/DC voltage converter with a control system and a power of 5 kW to increase the output voltage of a hydrogen power supply system (HES) as part of a highly automated vehicle (HAV).

Техническим результатом заявляемого изобретения является преобразование выходного напряжения водородной системы энергоснабжения в высокое постоянное напряжение бортовой сети, что позволяет расходовать энергию для нужд ВАТС и в то же время повышать уровень заряда аккумуляторной батареи. The technical result of the claimed invention is the conversion of the output voltage of the hydrogen power supply system into a high constant voltage of the on-board network, which allows you to consume energy for the needs of the VATS and at the same time increase the charge level of the battery.

Указанный технический результат достигается с помощью заявленного преобразователя напряжения для водородной системы энергоснабжения транспортного средства, состоящего из корпуса, который содержит выключатель нагрузки с подключенным к нему резистором предзаряда и дросселем, образующие звено постоянного тока, при этом к выходу дросселя подключены датчик тока и диод, являющиеся составной частью IGBT-модуля, причем с IGBT-модулем соединена буферная ёмкость на выходе и диод, составляющие выходной каскад преобразователя, и датчик тока для контроля выходного напряжения, кроме того, перед выходом из преобразователя напряжения установлена плавкая вставка в качестве предохранительного устройства для размыкания цепи при необходимости, при этом контроллер преобразователя напряжения имеет подключение к системе управления, образованной платами управления, по меньшей мере, двух топливных элементов, информация с которых собирается на главной плате управления водород-воздушного топливного элемента, а также связь с внешней системой управления для обмена данными, кроме того, к контроллеру преобразователя напряжения подключен драйвер IGBT, при помощи которого производится управление IGBT-модулем повышающего DC/DC преобразователя напряжения. The specified technical result is achieved using the claimed voltage converter for the hydrogen power supply system of a vehicle, consisting of a housing that contains a load switch with a precharge resistor and a choke connected to it, forming a DC link, while a current sensor and a diode are connected to the output of the choke, which are integral part of the IGBT module, and a buffer capacitance at the output and a diode, which make up the output stage of the converter, and a current sensor for monitoring the output voltage are connected to the IGBT module, in addition, a fuse-link is installed before the output of the voltage converter as a safety device for breaking the circuit if necessary, the voltage converter controller has a connection to a control system formed by control boards of at least two fuel cells, information from which is collected on the main control board of the hydrogen-air fuel cell, as well as communication with an external control system for data exchange In addition, an IGBT driver is connected to the voltage converter controller, with the help of which the IGBT module of the boost DC/DC voltage converter is controlled.

Предпочтительно, к преобразователю напряжения подключена аккумуляторная батарея (энергия которой используется на нужды ВАТС) для использования на высокоавтоматизированном транспортном средстве.Preferably, a battery (the energy of which is used for the needs of the VATS) is connected to the voltage converter for use in a highly automated vehicle.

Применяемое в данном устройстве техническое решения реализуется за счет наличия системы автоматизированного управления, которая позволяет выполнять следующие функции: измерение тока и напряжений на входе и выходе преобразователя напряжения, регулирование тока дросселя, поддержание заданной величины напряжения на выходе преобразователя, защитное отключение транзистора при превышении напряжений или токов допустимых значений, регулирование тока, потребляемого от водородной системы энергоснабжения по установленной команде, обмен данными, получение и выдача дискретных сигналов для взаимодействия с внешней системой управления и платами управления топливных элементов в составе СЭС.The technical solution used in this device is implemented due to the presence of an automated control system that allows you to perform the following functions: measuring current and voltage at the input and output of the voltage converter, regulating the inductor current, maintaining a given voltage value at the output of the converter, protective shutdown of the transistor when voltages are exceeded or currents of permissible values, regulation of the current consumed from the hydrogen power supply system according to an established command, data exchange, receiving and issuing discrete signals for interaction with the external control system and control boards of fuel cells as part of the SES.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

На Фигуре 1 изображена электрическая схема строения источника собственных нужд, где:Figure 1 shows an electrical diagram of the structure of the source of its own needs, where:

1. Система управления СЭС 1. SES control system

2. Аккумуляторная батарея ТЭ2. TE battery

3. Входной выключатель нагрузки3. Input load switch

4. Резистор предзаряда4. Precharge resistor

5. Буферная емкость на входе5. Buffer capacity at the inlet

6. Датчик напряжения6. Voltage sensor

7. Датчик тока7. Current sensor

8. Дроссель8. Throttle

9. Повышающий преобразователь9. Boost converter

10. Диод ограничения обратного тока10. Reverse current limiting diode

11. Буферная емкость на выходе11. Output buffer capacity

12. Плавкая вставка12. Fuse link

13. Контроллер преобразователя напряжения13. Voltage converter controller

На Фигуре 2 изображена функциональная схема строения источника собственных нужд, где:Figure 2 shows a functional diagram of the structure of a source of own needs, where:

1. Система управления СЭС1. SES control system

2. Аккумуляторная батарея ТЭ2. TE battery

3. Входной выключатель нагрузки3. Input load switch

4. Резистор предзаряда4. Precharge resistor

5. Буферная емкость на входе5. Buffer capacity at the inlet

6. Датчик напряжения6. Voltage sensor

7. Датчик тока7. Current sensor

8. Дроссель8. Throttle

9. Повышающий преобразователь9. Boost converter

10. Диод ограничения обратного тока10. Reverse current limiting diode

11. Буферная емкость на выходе11. Output buffer capacity

12. Плавкая вставка12. Fuse link

13. Контроллер преобразователя напряжения13. Voltage converter controller

14. Модуль IGBT14. IGBT module

15. Драйвер IGBT15. IGBT driver

16. Обратно-параллельный диод IGBT-транзистора16. Reverse parallel diode of IGBT transistor

17. Выходной диод преобразователя17. Converter output diode

DC/DC преобразователь напряжения имеет корпус, в котором расположены входной выключатель нагрузки (3) с подключенным к нему резистором предзаряда (4) и дросселем (8), образующие звено постоянного тока. Для накопления энергии установлена буферная емкость на входе (5), а контроль величины напряжения осуществляется посредством датчика напряжения (6). К выходу дросселя (8) подключены датчик тока (7) и IGBT-транзистор повышающего преобразователя (9) и диод для обеспечения альтернативного пути протекания тока в такте отдачи мощности в нагрузку (10), образующие IGBT-модуль (14). С IGBT-модулем (14) соединена буферная емкость на выходе (11) и датчик (6) для контроля выходного напряжения. Обратно-параллельный диод IGBT-транзистора и сам транзистор не участвуют в преобразовании энергии (16), а выходной диод (17) выполняет разделительную функцию нагрузки и выхода повышающего каскада. Перед выходом из преобразователя напряжения установлена плавкая вставка (12) в качестве предохранительного устройства для размыкания цепи при необходимости. The DC/DC voltage converter has a housing in which an input load switch (3) with a precharge resistor (4) and a choke (8) connected to it are located, forming a DC link. To accumulate energy, a buffer capacitance is installed at the input (5), and the voltage value is monitored using a voltage sensor (6). A current sensor (7) and an IGBT transistor of a boost converter (9) and a diode are connected to the output of the inductor (8) to provide an alternative path for current flow during the power delivery cycle to the load (10), forming an IGBT module (14). A buffer capacitance at the output (11) and a sensor (6) for monitoring the output voltage are connected to the IGBT module (14). The reverse-parallel diode of the IGBT transistor and the transistor itself do not participate in energy conversion (16), and the output diode (17) performs the separating function of the load and the output of the boost stage. A fuse link (12) is installed before the output of the voltage converter as a safety device to open the circuit if necessary.

Контроллер преобразователя напряжения (13) имеет подключение к системе управления СЭС (1), образованной платами контроля каждого топливного элемента, информация с которых собирается на главной плате управления ТЭ, и связь с внешней системой управления для обмена данными по интерфейсу CAN/RS-485 (состояние водород-воздушных топливных элементов, преобразователя напряжения, передача команд на включение и выключение топливных элементов). Управление IGBT-модулем (14) повышающего преобразователя происходит с помощью драйвера IGBT (15) также подключенного к контроллеру преобразователя напряжения (13). Для компенсации недостатка электроэнергии имеется подключение аккумуляторной батареи ТЭ (2) к преобразователю напряжения, при этом управление аккумуляторными батареями осуществляется системой управления СЭС (1). The voltage converter controller (13) has a connection to the SES control system (1), formed by control boards for each fuel cell, information from which is collected on the main control board of the fuel cell, and communication with an external control system for data exchange via the CAN/RS-485 interface ( state of hydrogen-air fuel cells, voltage converter, transmission of commands to turn fuel cells on and off). The IGBT module (14) of the boost converter is controlled using the IGBT driver (15) also connected to the voltage converter controller (13). To compensate for the lack of electricity, there is a connection of the FC battery (2) to a voltage converter, while the batteries are controlled by the SES control system (1).

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

При подаче питания 24 В на преобразователь напряжения происходит инициализация системы управления, устройство находится в режиме «POWERUP». В этом режиме преобразователь напряжения ожидает появление связи с водород-воздушными топливными элементами, входящими в состав системы энергоснабжения, данные поступают с главной платы управления (ГПУ), располагающейся на первом топливном элементе, данные содержат объединенную информацию о пяти топливных элементах. В случае наличия связи с СЭС преобразователь напряжения переходит в режим «STANDBY», в котором ожидает команду на запуск от платы управления (BMS) тяговой аккумуляторной батареи (ТАБ). When 24 V power is supplied to the voltage converter, the control system is initialized and the device is in the “POWERUP” mode. In this mode, the voltage converter waits for communication with the hydrogen-air fuel cells that are part of the power supply system, the data comes from the main control board (MCP) located on the first fuel cell, the data contains combined information about the five fuel cells. If there is a connection with the SES, the voltage converter goes into the “STANDBY” mode, in which it waits for a start command from the control board (BMS) of the traction battery (TAB).

При поступлении команды «READY TO CHARGE» от BMS на запуск, в случае отсутствия ошибок, преобразователь напряжения отправляет команду на включение каждого топливного элемента и переходит в режим STARTUP. В данном режиме в течение максимум 45 секунд ожидается сигнал от топливного элемента об успешном запуске, происходит активация каждого из топливных элементов и контроль аварийных состояний, при отсутствии аварий, платы управления передают в преобразователь сигнал «активен». После его получения и окончания заряда входного конденсатора преобразователя напряжения, осуществляется замыкание реле, шунтирующего входной зарядный резистор, и переход в режим «READY». When a “READY TO CHARGE” command is received from the BMS to start, if there are no errors, the voltage converter sends a command to turn on each fuel cell and goes into STARTUP mode. In this mode, a signal from the fuel cell about a successful start is expected for a maximum of 45 seconds, each of the fuel cells is activated and emergency conditions are monitored; in the absence of accidents, the control boards transmit the “active” signal to the converter. After receiving it and finishing charging the input capacitor of the voltage converter, the relay that shunts the input charging resistor is closed and switches to the “READY” mode.

При отсутствии ошибок и при наличии сигнала разрешения заряда от BMS, преобразователь напряжения подаёт сигнал на силовую часть и начинает работать в качестве регулятора тока. На начальном этапе устройство переходит в режим «CHARGING_START», в котором в течение 60 сек плавно линейно увеличивает значение тока, потребляемого от топливных элементов, начиная с 5 А. После этого в устройстве устанавливается режим «CHARGING». If there are no errors and there is a charge enable signal from the BMS, the voltage converter sends a signal to the power section and begins to work as a current regulator. At the initial stage, the device switches to the “CHARGING_START” mode, in which, over 60 seconds, it smoothly linearly increases the value of the current consumed from the fuel cells, starting from 5 A. After this, the “CHARGING” mode is set in the device.

Алгоритм поддержания постоянного тока стремится достичь значение в 30 А, если нет ограничивающих факторов. Для поддержания значения потребляемого тока используется медленный пропорционально-интегральный регулятор (ПИ-регулятор). При работе ПИ-регулятора используются ограничения по напряжению. Реализован дополнительный алгоритм, сравнивающий минимальное среди пяти напряжений топливных элементов и нормальное напряжение топливных элементов равное 32,5 В. Если минимальное напряжение среди элементов больше 32,5 В, преобразователь плавно увеличивает значение потребляемого тока, если меньше – снижает. При этом верхняя граница потребляемого тока соответствует внешнему заданию (с точки зрения системы управления) потребляемого тока и находится в диапазоне 5...30 А. The constant current algorithm strives to achieve a value of 30 A if there are no limiting factors. A slow proportional-integral controller (PI controller) is used to maintain the current consumption. When operating the PI controller, voltage limits are used. An additional algorithm has been implemented that compares the minimum among the five voltages of fuel cells and the normal voltage of fuel cells equal to 32.5 V. If the minimum voltage among the elements is more than 32.5 V, the converter smoothly increases the value of the current consumed, if less, it decreases. In this case, the upper limit of the consumed current corresponds to the external setting (from the point of view of the control system) of the consumed current and is in the range of 5...30 A.

Если при работе регулятора тока хотя бы одно из напряжений топливных элементов снижается до предельного уровня 30 В и не превышает его в течение 5 сек, преобразователь напряжения осуществляет аварийную остановку. Кроме того, аварийная остановка осуществляется в случае наличия любой из ошибок топливных элементов, которая не была сброшена в течение 5 сек. If, during operation of the current regulator, at least one of the fuel cell voltages decreases to the limit level of 30 V and does not exceed it within 5 seconds, the voltage converter carries out an emergency stop. In addition, an emergency stop is carried out in the event of any fuel cell error that has not been reset within 5 seconds.

Инициатором остановки устройства могут быть BMS или система управления СЭС (подобный CAN протокол передаётся по интерфейсу RS-485). Алгоритм останова: The initiator of stopping the device can be the BMS or the SES control system (a similar CAN protocol is transmitted via the RS-485 interface). Stopping algorithm:

1) Отключается сигнал на работу силовой части1) The signal to operate the power unit is turned off

2) Посылается сигнал на отключение топливных элементов 2) A signal is sent to turn off the fuel cells

3) Размыкается реле, шунтирующее зарядный резистор 3) The relay that shunts the charging resistor opens

Если аварийная остановка была осуществлена по причине одной из ошибок, через пять секунд преобразователь напряжения пытается перезапуститься: сбрасывает ошибку, переходит в режим ожидания «WAIT» длительностью 10 сек, в течение которого проверяет отсутствие вновь возникших ошибок, после чего, в случае наличия разрешения от BMS, осуществляет запуск. В случае повторного возникновения ошибок, алгоритм останова и повторного запуска повторяется снова до тех пор, пока не будут совершены три неудачные попытки.If an emergency stop was carried out due to one of the errors, after five seconds the voltage converter tries to restart: it resets the error, goes into the “WAIT” standby mode for 10 seconds, during which it checks for the absence of new errors, after which, if permission is available from BMS, launches. If errors occur again, the stop and restart algorithm is repeated again until three unsuccessful attempts are made.

Таким образом, описанное устройство используется как DC/DC преобразователь выходного напряжения системы энергоснабжения на основе водород-воздушных топливных элементов (в диапазоне от 120 до 320 В) в высокое постоянное напряжение бортовой сети ВАТС, равное напряжению тяговой аккумуляторной батареи (от 330 до 380 В).Thus, the described device is used as a DC/DC converter of the output voltage of a power supply system based on hydrogen-air fuel cells (in the range from 120 to 320 V) into a high constant voltage of the on-board VATS network, equal to the voltage of the traction battery (from 330 to 380 V ).

Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на любых наземных беспилотных высокоавтоматизированных транспортных средствах. The claimed technical solution meets the requirement of industrial applicability and can be implemented on any ground-based unmanned highly automated vehicles.

Claims (1)

Преобразователь напряжения для водородной системы энергоснабжения транспортного средства, состоящий из корпуса, содержащего выключатель нагрузки с подключенным к нему резистором предзаряда и дросселем, образующие звено постоянного тока, при этом к выходу дросселя подключены датчик тока и диод, являющиеся составной частью IGBT-модуля, причем с IGBT-модулем соединена буферная ёмкость на выходе и диод, составляющие выходной каскад преобразователя, и датчик тока для контроля выходного напряжения, кроме того, перед выходом из преобразователя напряжения установлена плавкая вставка в качестве предохранительного устройства для размыкания цепи при необходимости, при этом контроллер преобразователя напряжения имеет подключение к системе управления, образованной платами управления по меньшей мере двух топливных элементов, информация с которых собирается на главной плате управления водород-воздушного топливного элемента, а также связь с внешней системой управления для обмена данными, кроме того, к контроллеру преобразователя напряжения подключен драйвер IGBT, при помощи которого производится управление IGBT-модулем повышающего DC/DC преобразователя напряжения. A voltage converter for a hydrogen vehicle power supply system, consisting of a housing containing a load switch with a precharge resistor and a choke connected to it, forming a DC link, while a current sensor and a diode are connected to the output of the choke, which are an integral part of the IGBT module, and with An IGBT module connects a buffer capacitor at the output and a diode, which make up the output stage of the converter, and a current sensor to monitor the output voltage, in addition, a fuse-link is installed before the output of the voltage converter as a safety device to open the circuit if necessary, while the voltage converter controller has a connection to the control system formed by the control boards of at least two fuel cells, information from which is collected on the main control board of the hydrogen-air fuel cell, as well as communication with an external control system for data exchange; in addition, a driver is connected to the voltage converter controller IGBT, with which the IGBT module of the boost DC/DC voltage converter is controlled.
RU2023114599A 2023-06-02 Voltage converter for hydrogen power supply system for vehicle RU2808867C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2808867C1 true RU2808867C1 (en) 2023-12-05

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006104268A1 (en) * 2005-03-31 2006-10-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Voltage converting apparatus and vehicle
JP2009171776A (en) * 2008-01-18 2009-07-30 Honda Motor Co Ltd Power conversion apparatus
WO2017026058A1 (en) * 2015-08-11 2017-02-16 日産自動車株式会社 Power adjustment system and control method therefor
JP2021048759A (en) * 2019-09-20 2021-03-25 トヨタ自動車株式会社 Power supply device
RU2762338C1 (en) * 2021-07-08 2021-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Горизонт" Static voltage converter

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006104268A1 (en) * 2005-03-31 2006-10-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Voltage converting apparatus and vehicle
JP2009171776A (en) * 2008-01-18 2009-07-30 Honda Motor Co Ltd Power conversion apparatus
WO2017026058A1 (en) * 2015-08-11 2017-02-16 日産自動車株式会社 Power adjustment system and control method therefor
JP2021048759A (en) * 2019-09-20 2021-03-25 トヨタ自動車株式会社 Power supply device
RU2762338C1 (en) * 2021-07-08 2021-12-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Горизонт" Static voltage converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11407311B2 (en) Dual power supply system
US7456519B2 (en) Power conversion system
US6215272B1 (en) Fuel cell device
US11247582B2 (en) Control electronics for a battery system, method for power supplying control electronics for a battery system, battery system and vehicle
CN101373904A (en) Automobile power supply system and control method thereof
EP3316440B1 (en) Battery system with integrated balancing and method for balancing a battery system
EP3722137A1 (en) Control electronics for a battery system, method for power supplying control electronics for a battery system, battery system and vehicle
US7808129B2 (en) Fuel-cell based power generating system having power conditioning apparatus
CN111953016A (en) Mobile multi-energy micro-grid control method and system
US20230023934A1 (en) Multi-Port Power Converter
US11084397B2 (en) Power supply system for vehicle with multiple operating voltages
CN108702100A (en) Uninterrupted power supply
CN113452132A (en) Power supply system of motor controller and vehicle
CN113381633A (en) High-voltage electricity taking device for motor controller of electric automobile and motor controller
RU2808867C1 (en) Voltage converter for hydrogen power supply system for vehicle
CN212422835U (en) Motor controller power supply device and motor controller
CN110936855B (en) Dual-energy-source system and fuel cell assembly power-on control method
CN115362610A (en) SST system with multiple LVDC outputs
CN116599201A (en) Energy storage system, battery subsystem, power supply circuit of battery subsystem and internal power supply method of battery subsystem
KR20180099279A (en) Energy storage system including energy storage device
US20210126481A1 (en) Power supply system
JP6109216B2 (en) Power supply system and charging / discharging device
CN113972817A (en) Solid-state transformer fault handling system
RU2414788C1 (en) Multi-channel uninterrupted power supply of modular construction
CN113422421B (en) Battery device, power supply system and related control method