[發明專利]一種燃電混合自動切換的氫能車輛上下電控制裝置

在審

• 申請號: 201910734069.X
• 申請日: 2019-08-09
• 公開（公告）號: CN110481386A
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 邵毅;郝義國;黃磊磊
• 申請（專利權）人: 武漢格羅夫氫能汽車有限公司
• 主分類號: B60L58/40
• 分類號: B60L58/40;B60L50/75
• 代理公司: 42238 武漢知產時代知識產權代理有限公司
• 代理人: 孫麗麗<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種燃電混合自動切換的氫能車輛上下電控制裝置，其特征在于：包括：整車控制器(1)、燃料電池控制器(2)、燃料電池系統(3)、動力電池管理器(4)、動力電池(5)、12V低壓蓄電池(6)、高壓配電箱(7)、降壓器(8)、驅動電機控制器(9)和驅動電機(10)；所述整車控制器(1)與燃料電池控制器(2)、動力電池管理器(4)、高壓配電箱(7)和驅動電機控制器(9)分別電性連接；所述燃料電池系統(3)和動力電池(5)與高壓配電箱(7)分別電性連接；所述12V低壓蓄電池(6)與燃料電池控制器(2)、動力電池管理器(4)、高壓配電箱(7)和驅動電機控制器(9)分別電性連接；所述降壓器(8)置于所述高壓配電箱(7)內部。

2.如權利要求1所述的一種燃電混合自動切換的氫能車輛上下電控制裝置，其特征在于：所述整車控制器(1)通過硬線、Can通訊或者以太網通訊控制所述燃料電池系統(3)開機、關機和目標功率設定；所述整車控制器(1)控制所述動力電池管理器(4)內的接觸器吸合或者斷開；所述整車控制器(1)控制所述高壓配電箱(7)內的接觸器吸合、斷開及所述降壓器(8)使能；所述整車控制器(1)控制所述驅動電機控制器(9)，用于設定所述驅動電機(10)的驅動扭矩。

3.如權利要求1所述的一種燃電混合自動切換的氫能車輛上下電控制裝置，其特征在于：所述燃料電池控制器(2)用于控制所述燃料電池系統(3)；所述燃料電池系統(3)通過高壓直流給所述高壓配電箱(7)供電。

4.如權利要求1所述的一種燃電混合自動切換的氫能車輛上下電控制裝置，其特征在于：所述動力電池管理器(4)用于控制所述動力電池(5)；所述動力電池(5)通過高壓直流給所述所述高壓配電箱(7)供電，同時能夠回收所述高壓配電箱(7)的能量。

5.如權利要求1所述的一種燃電混合自動切換的氫能車輛上下電控制裝置，其特征在于：所述12V低壓蓄電池(6)用于給所述燃料電池控制器(2)、所述動力電池管理器(4)、所述高壓配電箱(7)和所述驅動電機控制器(9)低壓供電；所述降壓器(8)能夠給所述12V低壓蓄電池(6)充電。

6.如權利要求1所述的一種燃電混合自動切換的氫能車輛上下電控制裝置，其特征在于：所述驅動電機控制器(9)用于控制所述和驅動電機(10)，同時能夠將驅動電機(10)制動產生的能量回饋至所述高壓配電箱(7)。

7.如權利要求1所述的一種燃電混合自動切換的氫能車輛上下電控制裝置，其特征在于：燃電混合自動切換原理具體包括如下步驟：

S101：判斷標志位Ready是否為1？若是，則所述整車控制器(1)控制所述燃料電池控制器(2)，進而控制所述燃料電池系統(3)開關機及目標功率設定；所述所述整車控制器(1)控制所述驅動電機控制器(9)進行所述驅動電機(10)扭矩的設定與計算，進入步驟S103；否則，所述燃料電池系統(3)關機，進入步驟S102；所述標志位Ready，用以表示車輛狀態，若標志位為1，表示車輛處于可行駛狀態，可啟動發動機；否則標志位為0，表示車輛處于不可行駛狀態，不能啟動發動機；

S102：判斷所述燃料電池系統(3)是否開機？若是，則整車采用所述燃料電池系統(3)和所述動力電池(5)混合供電，即燃電混合作為動力來源；否則，整車采用純電驅動模式，即只通過所述動力電池(5)進行供電，作為動力來源；

S103：結束。

8.如權利要求7所述的一種燃電混合自動切換的氫能車輛上下電控制裝置，其特征在于：上下電控制原理如下：

S201：車輛處于停車狀態；預設標志位HBMS_Flag，默認值為0，用于判斷所述動力電池管理器(4)是否高壓上電成功，若高壓上電成功，則標志位HBMS_Flag置1，否則HBMS_Flag保持默認值為0；預設標志位所述高壓配電箱(7)，默認值為0，用于判斷HPDU_Flag是否上高壓成功，若所述高壓配電箱(7)高壓上電成功，則HPDU_Flag置1，否則HBMS_Flag保持默認值為0；

S202：BCM是否檢測到車輛啟動鑰匙請求信號？所述BCM為車輛車身控制器，擁有電子轉向鎖檢測功能，為車輛出廠時內置；若是，則BCM喚醒所述整車控制器(1)；所述整車控制器(1)控制動力域控制器的低壓供電繼電器吸合；

所述整車控制器(1)控制動力域控制器的低壓喚醒供電繼電器吸合，進入步驟S203；所述動力域為一個集合，除BCM以外所有的控制器和零部件都屬于動力域，包括動力電池管理器、高壓配電箱、驅動電機控制器、燃料電池系統、燃料電池控制器、動力電池和驅動電機；

S203：判斷是否請求上高壓？若是，則在整車高壓互鎖信號接通&&整車CAN通訊正常&&整車無三四級故障的情況下，所述整車控制器(1)控制所述動力電池管理器(4)高壓上電，進入步驟S204；否則，則車輛保持低壓狀態，標志位HBMS_Flag保持為0，跳轉到步驟S213；所述高壓互鎖信號為所述整車控制器(1)常用的標志信號，用于判斷車輛電路是否連接完整、監測高壓回路等；所述三四級故障，包括：氫氣剩余量低、氫氣壓力不足和氫氣泄露；

S204：判斷標志位HBMS_Flag是否為1？若是，則所述整車控制器(1)控制所述高壓配電箱(7)上高壓，進入步驟S205；否則，跳轉到步驟S212；

S205：判斷標志位HPDU_Flag是否為1？若是，則所述整車控制器(1)設定所述驅動電機控制器(9)為扭矩控制模式，同時設定其為運行模式，隨時可響應所述整車控制器(1)的扭矩請求；所述所述整車控制器(1)設定所述降壓器(8)使能，進入步驟S206；否則，跳轉到步驟S210；

S206：判斷是否所述驅動電機控制器(9)工作狀態為運行&&所述降壓器(8)為工作狀態為正常輸出&&所述燃料電池系統(3)工作狀態為待機？若是，則所述標志位Ready＝1，表示車輛達到可行駛狀態；否則所述標志位Ready＝0，進行高壓下電，跳轉到步驟S207；

S207：所述整車控制器(1)控制所述驅動電機控制器(9)的工作模式設定為高壓待機；

S208：所述整車控制器(1)控制所述燃料電池控制器(2)，進而控制所述燃料電池系統(3)許可高壓下電；

S209：所述整車控制器(1)控制所述降壓器(8)非使能；

S210：判斷所述高壓配電箱(7)母線電流是否小于安全電流值？若是，則所述整車控制器(1)控制所述高壓配電箱(7)高壓下電，進入步驟S211；否則，繼續執行步驟S210，直至母線電流小于安全電流值為止；所述安全電流值根據不同廠家接觸器設備本身不同而不同，具體參考所使用的設備手冊決定；

S211：所述驅動電機控制器(9)主動泄放能量至所述高壓配電箱(7)；

S212：所述整車控制器(1)控制所述動力電池管理器(4)進行高壓下電；

S213：車輛回到低壓狀態，并保持；

S214：是否請求低壓下電？若是，則所述整車控制器(1)控制動力域的低壓供電繼電器、低壓喚醒供電繼電器斷開；所述整車控制器(1)進入休眠模式，跳轉至步驟S201，車輛重新處于停車狀態；否則，回到步驟S213。