[發明專利]一種車輛和燃料電池散熱系統及其集成控制器

在審

• 申請號: 201811169114.3
• 申請日: 2018-10-08
• 公開（公告）號: CN111009669A
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 周鑫;徐婷婷
• 申請（專利權）人: 鄭州宇通客車股份有限公司
• 主分類號: H01M8/04007
• 分類號: H01M8/04007;H01M8/04029
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 李清凡

本發明涉及一種車輛和燃料電池散熱系統及其集成控制器，屬于燃料電池散熱系統控制技術領域。本發明提出的燃料電池散熱系統集成控制器，包括主控制板、高壓接口、通訊接口、電壓轉換模塊、散熱風扇控制器以及水泵控制器，電壓轉換模塊的高壓端連接高壓接口，電壓轉換模塊的低壓端連接散熱風扇控制器和水泵控制器的電能輸入端，主控制板控制連接散熱風扇控制器和水泵控制器，主控制板的通訊端與通訊接口相連接。本發明將燃料電池散熱系統中各控制器集成于一個集成控制器中，減少各控制器的接口設置，線束連接也會相應的減少，使得散熱系統的線束設計大大簡化，集中設置節約了散熱系統的空間，增加整車的舒適度。

技術領域

本發明涉及一種車輛和燃料電池散熱系統及其集成控制器，屬于燃料電池散熱系統控制技術領域。

背景技術

目前燃料電池車輛中，燃料電池系統與整車電機工作時的溫度要求不一致，導致燃料電池系統的散熱系統與整車電機的散熱系統不能一同設置，因此燃料電池系統單獨配備燃料電池專用散熱系統。由于在實際應用中客車對燃料電池的需求功率越來越大，所以燃料電池散熱系統的功率也逐步上升，對燃料電池散熱系統的要求越來越高。

目前市場上應用的客車燃料電池散熱系統一般有兩種構型：1.燃料電池散熱系統由燃料電池控制器來控制，包括散熱風扇、水泵的控制以及水溫、水壓、電導率的檢測，這種構型存在明顯的缺點，一般散熱系統和燃料電池電堆布置在整車的不同位置，因此兩者之間需要大量的線束連接，增加了線束的重量并且降低了控制的可靠性；2.燃料電池散熱系統有專用的控制器，燃料電池控制器和散熱系統控制器通過CAN網絡實現相互間的通信，這種控制方法相比第一種有一定的優勢，但是由于功率逐漸增大，散熱風扇的功率也逐漸增大(60kW系統散熱所需額定功率大約為5kW)，而且散熱風扇為24V的低壓風扇，對整車的低壓配電方面造成了很大的困難。

授權公告號為CN 202520597U的中國實用新型授權文獻公開了一種燃料電池備用電源散熱風扇控制器結構，該控制器通過自行配置電源模塊解決了散熱風扇的配電問題，但是現有的燃料電池散熱系統中不止需要風扇進行散熱，還需要水泵一起協同進行散熱，這樣才能保證燃料電池對溫度的需要，一般情況下對水泵的控制也是單獨控制的，這樣造成燃料電池散熱系統每個控制器都應該有相應的接口來控制連接對應的散熱裝置，使得燃料電池散熱系統控制連接的接口或者接點較多、同時線束也會相應的較多，燃料電池散熱系統的集成化程度偏低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種車輛和燃料電池散熱系統及其集成控制器，用于解決燃料電池散熱系統接點多，線束多，集成化程度低的問題。

為實現上述目的，本發明提出一種車輛和燃料電池散熱系統及其集成控制器，一種燃料電池散熱系統集成控制器，包括主控制板、用于連接整車高壓電的高壓接口、用于與外界進行通訊的通訊接口、電壓轉換模塊、用于驅動散熱風扇工作的散熱風扇控制器以及用于驅動設置在散熱水循環管路上的水泵工作的水泵控制器，電壓轉換模塊的高壓端連接高壓接口，電壓轉換模塊的低壓端連接散熱風扇控制器和水泵控制器的電能輸入端，主控制板控制連接散熱風扇控制器和水泵控制器，主控制板的通訊端與通訊接口相連接。

將燃料電池散熱系統中各控制器集成于一個獨立的裝置燃料電池散熱系統集成控制器中，集中管理，通過在集成控制器上設置接口與外界連接，由于減少各控制器的接口設置，線束連接也會相應的減少，使得散熱系統的線束設計大大簡化，同時還可以減少散熱系統中各控制器分散設置所占的散熱系統的空間，集中設置節約了散熱系統的空間，同時還可以增加整車的舒適度。

進一步的，高壓接口與電壓轉換模塊的高壓端之間的連接線路上設置有預充電路，預充電路由并聯設置的第一支路和第二支路構成，第一支路上串設有第一開關，第二支路上串設有限流電阻和第二開關。

設置預充電路可以保證在剛上電的情況下，電流較小，避免高電流對電壓轉換模塊造成的沖擊而損壞電壓轉換模塊。

進一步的，電壓轉換模塊的低壓端設置有隔離二極管。