CN110341482A - 一种基于氢能源***高压互锁构造 - Google Patents

一种基于氢能源***高压互锁构造 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于氢能源***高压互锁构造，包括五个独立***：PDU***、电机***、燃料电池***、动力电池***、辅助能源***，五个***分开控制，可以实现独立控制，分开工作，也可以由VCU统一发指令，通过CAN通信到各个子***控制器进行统一控制。本发明的有益效果是：该基于氢能源***高压互锁构造，多个***通过串联的VCU作用，使得除了各个***可以独立控制外，还可以由VCU进行统一控制，各个高压互锁***针对自身的的高压互锁状态进行实时监控，所以当检测到高压互锁故障后，应立即上报VCU，由VCU在安全时间内统一断开所有高压连接，较为方便且安全稳定。

Description

一种基于氢能源***高压互锁构造
技术领域
本发明涉及氢能源技术领域，具体为一种基于氢能源***高压互锁构造。
背景技术
目前氢能源燃料汽车已经逐步发展起来，整个氢能源车型高压原理与传统动力电池新能源车型有所需求，传统新能源车型动力来源以动力电池为主，而氢能源车型以氢燃料电池为主，动力电池以及辅助能源为辅，因此高压互锁***设计也与新能源车型有很大区别。
现有的氢能源***在使用时，一般的氢能源***，其控制结构性能较为简单，在使用的过程中，由于其子***同时由一个***控制，会存在一定的安全隐患，而且其***在工作时，存在不够便捷安全的问题，为此，我们提出一种基于氢能源***高压互锁构造。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于氢能源***高压互锁构造，以解决上述背景技术中提出的，一般的氢能源***，其控制结构性能较为简单，在使用的过程中，由于其子***同时由一个***控制，会存在一定的安全隐患，而且其***在工作时，存在不够便捷安全的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于氢能源***高压互锁构造，包括五个独立***：PDU***、电机***、燃料电池***、动力电池***、辅助能源***，五个***分开控制，可以实现独立控制，分开工作，也可以由VCU统一发指令，通过CAN通信到各个子***控制器进行统一控制。
优选的，所述PDU***：该高压互锁***将所有PDU上高压接插件串联在一起，包含：输入端的燃料电池接插件、辅助能源以及动力电池接插件、输出侧的电机控制器接插件、空调压缩机接插件、PTC接插件以及DCDC接插件等。高压互锁输入和输出信号均由VCU控制，高电平有效。若检测高压互锁故障，VCU会安全时间内断开PDU***所有高压连接。
优选的，所述电机***：为了让***更加安全，电机以及电机控制器***中也增加高压互锁装置，将MCU两项驱动加插件、MCU三相线接插件以及电机上三相线接插件串联在一起，高压互锁输入和输出信号均由VCU控制，高电平有效。若检测高压互锁故障，VCU会安全时间内断开电机***所有高压连接。
优选的，所述燃料电池***：燃料电池内部也自成一个高压互锁***，将燃料电池内部所有高压设备高压接插件串联在一起，如电堆输出、双向DCDC输入以及输出、燃料***内部高压设备等，高压互锁输入和输出信号由燃料电池ECU控制，高电平有效。若检测高压互锁故障，燃料电池ECU会安全时间内断开燃料电池***所有高压连接。
优选的，所述辅助能源***：辅助能源***高压互锁将辅助能源***以及双向DCDC输入以及输出高压接插件串联在一起，高压互锁输入和输出信号由辅助能源ECU控制，高电平有效。若检测高压互锁故障，辅助能源ECU会安全时间内断开辅助能源***所有高压连接。
优选的，所述动力电池***：动力电池内部也自成一个高压互锁***，将动力电池内部所有高压设备高压接插件串联在一起，即BDU和BMS上高压接插件，高压互锁输入和输出信号由动力电池BMS控制，高电平有效。若检测高压互锁故障，动力电池BMS会安全时间内断开动力电池***所有高压连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过PDU***的设置，由于该高压互锁***将所有PDU上高压接插件串联在一起，高压互锁输入和输出信号均由VCU控制，高电平有效，所以，若检测高压互锁故障，VCU会安全时间内断开PDU***所有高压连接。
2、本发明通过电机***的设置，由于电机以及电机控制器***中也增加高压互锁装置，其内部的驱动加插件、MCU三相线接插件等以及电机上三相线接插件串联在一起，高压互锁输入和输出信号均由VCU控制，所以，若检测高压互锁故障，VCU会安全时间内断开电机***所有高压连接，这样使得***更为安全。
3、本发明通过燃料电池***和动力电池***的设置，由于燃料电池内部也自成一个高压互锁***，燃料电池内部所有高压设备高压接插件串联在一起的特点，且高压互锁输入和输出信号由燃料电池ECU控制，使得检测高压互锁故障，燃料电池ECU会安全时间内断开燃料电池***所有高压连接，同时，动力电池内部所有高压设备高压接插件串联在一起，高压互锁输入和输出信号由动力电池BMS控制动力电池BMS会安全时间内断开动力电池***所有高压连接，这样使得***的安全性得到较大的提高。
4、本发明通过辅助能源***的设置，由于辅助能源***高压互锁将辅助能源***以及双向DCDC输入以及输出高压接插件串联在一起，高压互锁输入和输出信号由辅助能源ECU控制，所以若检测高压互锁故障，辅助能源ECU会安全时间内断开辅助能源***所有高压连接，这样多个***分开控制，可以实现独立控制，分开工作，使得***具有强大的安全性能。
5、本发明通过VCU的设置，多个***通过串联的VCU作用，使得除了各个***可以独立控制外，还可以由VCU进行统一控制，且由于VCU与动力电池BMS、燃料电池ECU、辅助能源ECU之间进行CAN通讯，各个高压互锁***针对自身的的高压互锁状态进行实时监控，所以当检测到高压互锁故障后，应立即上报VCU，由VCU在安全时间内统一断开所有高压连接，较为方便且安全稳定。
附图说明
图1为本发明一种基于氢能源***高压互锁构造的结构示意图。
图中：C1--燃料电池***；C2--辅助能源***；C3--动力电池***；C4--PDU***；C5—电机***；C6--VCU。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于氢能源***高压互锁构造，包括五个独立***：PDU***、电机***、燃料电池***、动力电池***、辅助能源***，五个***分开控制，可以实现独立控制，分开工作，也可以由VCU统一发指令，通过CAN通信到各个子***控制器进行统一控制，所述PDU***：该高压互锁***将所有PDU上高压接插件串联在一起，包含：输入端的燃料电池接插件、辅助能源以及动力电池接插件、输出侧的电机控制器接插件、空调压缩机接插件、PTC接插件以及DCDC接插件等。高压互锁输入和输出信号均由VCU控制，高电平有效。若检测高压互锁故障，VCU会安全时间内断开PDU***所有高压连接，所述电机***：为了让***更加安全，电机以及电机控制器***中也增加高压互锁装置，将MCU两项驱动加插件、MCU三相线接插件以及电机上三相线接插件串联在一起，高压互锁输入和输出信号均由VCU控制，高电平有效。若检测高压互锁故障，VCU会安全时间内断开电机***所有高压连接，所述燃料电池***：燃料电池内部也自成一个高压互锁***，将燃料电池内部所有高压设备高压接插件串联在一起，如电堆输出、双向DCDC输入以及输出、燃料***内部高压设备等，高压互锁输入和输出信号由燃料电池ECU控制，高电平有效。若检测高压互锁故障，燃料电池ECU会安全时间内断开燃料电池***所有高压连接，所述辅助能源***：辅助能源***高压互锁将辅助能源***以及双向DCDC输入以及输出高压接插件串联在一起，高压互锁输入和输出信号由辅助能源ECU控制，高电平有效。若检测高压互锁故障，辅助能源ECU会安全时间内断开辅助能源***所有高压连接，所述动力电池***：动力电池内部也自成一个高压互锁***，将动力电池内部所有高压设备高压接插件串联在一起，即BDU和BMS上高压接插件，高压互锁输入和输出信号由动力电池BMS控制，高电平有效。若检测高压互锁故障，动力电池BMS会安全时间内断开动力电池***所有高压连接，除了各个***可以独立控制外，还可以由VCU进行统一控制，VCU与动力电池BMS、燃料电池ECU、辅助能源ECU之间进行CAN通讯，各个高压互锁***针对自身的的高压互锁状态进行实时监控，当检测到高压互锁故障后，应立即上报VCU，由VCU在安全时间内统一断开所有高压连接。
综上，该基于氢能源***高压互锁构造，使用时，PDU***、电机***、燃料电池***、动力电池***、辅助能源***五个***之间，独立控制，分开工作，燃料电池***通过燃料电池控制器与双向DCDC的连接，来进行控制，且与PDU***之间设有高压低功率连接器，高压互锁输入和输出信号由燃料电池ECU控制，而且，辅助能源***高压互锁将辅助能源***以及双向DCDC输入以及输出高压接插件串联在一起，高压互锁输入和输出信号由辅助能源ECU控制，并且，动力电池***中动力电池内部也自成一个高压互锁***，将动力电池内部所有高压设备高压接插件串联在一起，高压互锁输入和输出信号由动力电池BMS控制，同时，电机以及电机控制器***中也增加高压互锁装置，高压互锁输入和输出信号均由VCU控制，还有，高压互锁***将所有PDU上高压接插件串联在一起，高压互锁输入和输出信号均由VCU控制，高电平有效，若检测高压互锁故障，VCU会安全时间内断开PDU***所有高压连接，最后，除了各个***可以独立控制外，还可以由VCU进行统一控制，各个高压互锁***针对自身的的高压互锁状态进行实时监控，当检测到高压互锁故障后，应立即上报VCU，由VCU在安全时间内统一断开所有高压连接。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于氢能源***高压互锁构造，包括五个独立***：PDU***、电机***、燃料电池***、动力电池***、辅助能源***，五个***分开控制，可以实现独立控制，分开工作，也可以由VCU统一发指令，通过CAN通信到各个子***控制器进行统一控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于氢能源***高压互锁构造，其特征在于：所述PDU***：该高压互锁***将所有PDU上高压接插件串联在一起，包含：输入端的燃料电池接插件、辅助能源以及动力电池接插件、输出侧的电机控制器接插件、空调压缩机接插件、PTC接插件以及DCDC接插件等。高压互锁输入和输出信号均由VCU控制，高电平有效。若检测高压互锁故障，VCU会安全时间内断开PDU***所有高压连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于氢能源***高压互锁构造，其特征在于：所述电机***：为了让***更加安全，电机以及电机控制器***中也增加高压互锁装置，将MCU两项驱动加插件、MCU三相线接插件以及电机上三相线接插件串联在一起，高压互锁输入和输出信号均由VCU控制，高电平有效。若检测高压互锁故障，VCU会安全时间内断开电机***所有高压连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于氢能源***高压互锁构造，其特征在于：所述燃料电池***：燃料电池内部也自成一个高压互锁***，将燃料电池内部所有高压设备高压接插件串联在一起，如电堆输出、双向DCDC输入以及输出、燃料***内部高压设备等，高压互锁输入和输出信号由燃料电池ECU控制，高电平有效。若检测高压互锁故障，燃料电池ECU会安全时间内断开燃料电池***所有高压连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于氢能源***高压互锁构造，其特征在于：所述辅助能源***：辅助能源***高压互锁将辅助能源***以及双向DCDC输入以及输出高压接插件串联在一起，高压互锁输入和输出信号由辅助能源ECU控制，高电平有效。若检测高压互锁故障，辅助能源ECU会安全时间内断开辅助能源***所有高压连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于氢能源***高压互锁构造，其特征在于：所述动力电池***：动力电池内部也自成一个高压互锁***，将动力电池内部所有高压设备高压接插件串联在一起，即BDU和BMS上高压接插件，高压互锁输入和输出信号由动力电池BMS控制，高电平有效。若检测高压互锁故障，动力电池BMS会安全时间内断开动力电池***所有高压连接。
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