CN207190818U - 燃料电池供电***及燃料电池*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种燃料电池供电***及燃料电池***，该低压供电***包括燃料电池电堆、24VDC/DC变换器以及燃料电池控制器，24VDC/DC变换器的高压输入端连接燃料电池电堆，24VDC/DC变换器的低压输出端连接一个燃料电池低压母线，所述燃料电池低压母线供电连接燃料电池控制器以及一个燃料电池用蓄电池。本实用新型在24VDC/DC变换器的低压输出端增加一个24V蓄电瓶，可以尽可能的消除电压波动对燃料电池控制器及燃料电池***电附件的供电影响，且在24VDC/DC突然失效，依然可以由燃料电池用蓄电池供电保证燃料电池***的安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料电池供电***及燃料电池***，属于燃料电池汽车动力***技术领域。
背景技术
燃料电池汽车因其相对纯电动汽车具有续航里程长、加氢时间短以及相对插电式零污染的特性被认为是新能源汽车的终极发展方向，而燃料电池客车作为燃料电池的重要应用领域，受到国家政策的大力扶持，并成为推动燃料电池发展的重要力量。
目前，市场上应用的燃料电池客车通过整车的蓄电瓶或者由整车高压经过24VDC/DC给燃料电池***低压供电。通过整车给燃料电池进行低压供电对燃料电池***来说结构简单，但存在以下两个缺点：1.目前整车蓄电瓶的放电能力不能满足日益增长的燃料电池功率，而不同的燃料电池***低压需求功率不同导致整车做能量分配无法做到规模化；2.整车通过24VDC/DC给燃料电池供电，而24VDC/DC输入端高压取自燃料电池的升压DC/DC经过两级DC/DC，功率损耗较大，能量利率效率低。
公开号为CN1663838A的中国专利文件公开了一种燃料电池汽车混合动力***，在该动力***中，燃料电池电堆输出的电能通过24VDC/DC变换器进行变换后给燃料电池控制器供电，解决了燃料电池需求的低压功率过大导致影响整车能量分配的问题。但是由于24VDC/DC的输出电压存在波动，会大大减少燃料电池控制器等对电压敏感的电子元器件的寿命，并且在24VDC/DC失效时会导致燃料电池***突然断电，会对燃料***造成不可逆转的伤害。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种燃料电池供电***及燃料电池***，用于解决燃料电池电堆不能为燃料电池***提供稳定可靠的低压电源这一技术问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种燃料电池供电***，包括燃料电池电堆、24VDC/DC变换器以及燃料电池控制器，所述24VDC/DC变换器的高压输入端连接所述燃料电池电堆，所述24VDC/DC变换器的低压输出端连接一个燃料电池低压母线，所述燃料电池低压母线供电连接所述燃料电池控制器以及一个燃料电池用蓄电池。
进一步的，所述燃料电池用蓄电池的输出端设置有保护继电器，所述燃料电池控制器控制连接所述保护继电器。
进一步的，还包括升压DC/DC，所述升压DC/DC的低压输入端连接所述燃料电池电堆，所述升压DC/DC的高压输出端用于供电连接整车高压用电设备。
进一步的，所述燃料电池电堆和24VDC/DC变换器之间还设置有第一负载继电器，所述燃料电池电堆和升压DC/DC变换器之间还设置有第二负载继电器，所述燃料电池控制器控制连接所述第一负载继电器和第二负载继电器。
进一步的，所述燃料电池控制器与24VDC/DC变换器和燃料电池电堆之间均设置有CAN总线。
本实用新型还提供了一种燃料电池***，包括整车端设备、燃料电池供电***以及燃料电池附件***，所述燃料电池供电***包括燃料电池电堆、24VDC/DC变换器以及燃料电池控制器，所述24VDC/DC变换器的高压输入端连接所述燃料电池电堆，所述24VDC/DC变换器的低压输出端连接一个燃料电池低压母线，所述燃料电池低压母线供电连接所述燃料电池控制器、燃料电池附件***以及一个燃料电池用蓄电池。
进一步的，所述燃料电池用蓄电池的输出端设置有保护继电器，所述燃料电池控制器控制连接所述保护继电器。
进一步的，所述燃料电池供电***还包括升压DC/DC，所述整车端设备包括整车高压用电设备，所述升压DC/DC的高压输出端供电连接所述整车高压用电设备。
进一步的，所述燃料电池电堆和24VDC/DC变换器之间还设置有第一负载继电器，所述燃料电池电堆和升压DC/DC变换器之间还设置有第二负载继电器，所述燃料电池控制器控制连接所述第一负载继电器和第二负载继电器。
进一步的，所述整车端设备包括还包括整车控制器和整车低压供电设备，所述整车控制器通信连接所述燃料电池控制器，所述整车低压供电设备供电连接所述燃料电池控制器。
本实用新型的有益效果是：
将24VDC/DC变换器的低压输出端和燃料电池用蓄电池的输出端均与一个燃料电池用低压母线相连，采用该燃料电池用低压母线给燃料电池控制器以及燃料电池附件***，由于在燃料电池用低压母线上连接一个燃料电池用蓄电池有两个作用：(1)能够稳定电压，由于DC/DC输出端电压存在波动，增加该燃料电池用蓄电池可以尽可能的消除电压波动对燃料电池控制器及燃料电池***电附件的供电的影响；(2)可避免24VDC/DC的失效模式下对低压供电***造成的影响，即使24VDC/DC突然失效，依然可以由燃料电池用蓄电池供电保证燃料电池***的安全。
进一步的，通过在燃料电池用蓄电池的输出端设置保护继电器，燃料电池控制器通过控制该保护继电器的通断来保护燃料电池用蓄电池避免亏电。
附图说明
图1是本实用新型燃料电池***的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型的燃料电池***包括整车端设备、燃料电池供电***以及燃料电池附件***，燃料电池供电***供电连接整车端设备和燃料电池附件***。其中，燃料电池附件***包括水泵、风扇、电磁阀等其他低压设备，整车端设备包括整车控制器、整车高压用电设备、整车低压供电设备以及其他整车设备。燃料电池供电***包括燃料电池电堆、24VDC/DC变换器、燃料电池用蓄电池、燃料电池控制器以及升压DC/DC等其他燃料电池设备。
具体的，24VDC/DC变换器的高压输入端连接燃料电池电堆，24VDC/DC变换器的低压输出端连接一个燃料电池低压母线，该燃料电池低压母线供电连接燃料电池控制器、燃料电池附件***以及燃料电池用蓄电池。燃料电池电堆还连接升压DC/DC的低压输入端，升压DC/DC的高压输出端供电连接整车高压用电设备。整车低压供电设备也供电连接燃料电池控制器，整车控制器通过CAN总线控制连接燃料电池控制器。
另外，在燃料电池用蓄电池的输出端还设置有保护继电器，该保护继电器由燃料电池控制器控制连接，燃料电池控制器通过控制该保护继电器的通断来保护燃料电池用蓄电池避免亏电。燃料电池电堆和24VDC/DC变换器之间还设置有第一负载继电器，在燃料电池电堆和升压DC/DC变换器之间还设置有第二负载继电器，燃料电池控制器控制连接第一负载继电器和第二负载继电器。燃料电池控制器与24VDC/DC变换器和燃料电池电堆之间均设置有CAN总线，燃料电池控制器通过CAN总线与24VDC/DC变换器和燃料电池电堆进行通信。
上述燃料电池***的工作过程如下：
(1)在车辆上电之后，由整车低压电源给燃料电池控制器核心部分供电，燃料电池控制器做***自检，自检通过之后燃料电池控制器开始正常接收整车控制器的控制命令，在这一过程中仍然需要整车提供必要的低压供电。
(2)当燃料电池控制器能够正常接收整车控制器命令后，燃料电池控制器判断燃料电池电堆目前的工作状态，然后燃料电池控制器控制闭合电堆端负载继电器，即电堆到24VDC/DC的第一负载继电器以及电堆到升压DC/DC的第二负载继电器。
(3)当负载继电器吸合之后，燃料电池控制器根据***电附件所需功率计算出目标电流，通过CAN线发送目标电流命令给24VDC/DC，24VDC/DC拉载电堆的电流经过电压转换为24V的低压电供给燃料电池***使用。
正常运行状态下，由燃料电池24VDC/DC给燃料电池控制器和燃料电池的电附件供电，同时在24VDC/DC输出端增加一个24V燃料电池用蓄电池，用来保证低压供电源的稳定，并能够在24VD/CDC失效情况下保证短时供电确保燃料电池***的安全。
Claims (10)
1.一种燃料电池供电***，包括燃料电池电堆、24VDC/DC变换器以及燃料电池控制器，所述24VDC/DC变换器的高压输入端连接所述燃料电池电堆，其特征在于，所述24VDC/DC变换器的低压输出端连接一个燃料电池低压母线，所述燃料电池低压母线供电连接所述燃料电池控制器以及一个燃料电池用蓄电池。
2.根据权利要求1所述的燃料电池供电***，其特征在于，所述燃料电池用蓄电池的输出端设置有保护继电器，所述燃料电池控制器控制连接所述保护继电器。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池供电***，其特征在于，还包括升压DC/DC，所述升压DC/DC的低压输入端连接所述燃料电池电堆，所述升压DC/DC的高压输出端用于供电连接整车高压用电设备。
4.根据权利要求3所述的燃料电池供电***，其特征在于，所述燃料电池电堆和24VDC/DC变换器之间还设置有第一负载继电器，所述燃料电池电堆和升压DC/DC变换器之间还设置有第二负载继电器，所述燃料电池控制器控制连接所述第一负载继电器和第二负载继电器。
5.根据权利要求1或2所述的燃料电池供电***，其特征在于，所述燃料电池控制器与24VDC/DC变换器和燃料电池电堆之间均设置有CAN总线。
6.一种燃料电池***，包括整车端设备、燃料电池供电***以及燃料电池附件***，所述燃料电池供电***包括燃料电池电堆、24VDC/DC变换器以及燃料电池控制器，所述24VDC/DC变换器的高压输入端连接所述燃料电池电堆，其特征在于，所述24VDC/DC变换器的低压输出端连接一个燃料电池低压母线，所述燃料电池低压母线供电连接所述燃料电池控制器、燃料电池附件***以及一个燃料电池用蓄电池。
7.根据权利要求6所述的燃料电池***，其特征在于，所述燃料电池用蓄电池的输出端设置有保护继电器，所述燃料电池控制器控制连接所述保护继电器。
8.根据权利要求6或7所述的燃料电池***，其特征在于，所述燃料电池供电***还包括升压DC/DC，所述整车端设备包括整车高压用电设备，所述升压DC/DC的高压输出端供电连接所述整车高压用电设备。
9.根据权利要求8所述的燃料电池***，其特征在于，所述燃料电池电堆和24VDC/DC变换器之间还设置有第一负载继电器，所述燃料电池电堆和升压DC/DC变换器之间还设置有第二负载继电器，所述燃料电池控制器控制连接所述第一负载继电器和第二负载继电器。
10.根据权利要求6或7所述的燃料电池***，其特征在于，所述整车端设备包括还包括整车控制器和整车低压供电设备，所述整车控制器通信连接所述燃料电池控制器，所述整车低压供电设备供电连接所述燃料电池控制器。
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| CN109572487A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-04-05 | 电子科技大学 | 一种燃料电池混合动力***的关机控制方法 |
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