[發(fā)明專利]基于大功率需求的燃料電池雙高壓供電電源、供電系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010905498.1
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN112054501A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 熊潔;史建鵬;熊成勇;尚偉華;張劍
• 申請（專利權(quán)）人: 東風(fēng)汽車集團(tuán)有限公司
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10;B60L50/70;B60L50/40;B60L58/30;B60R16/033
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 俞鴻

本發(fā)明公開了一種基于大功率需求的燃料電池雙高壓供電電源，包括燃料電池，燃料電池與升壓DC?DC轉(zhuǎn)換器電性連接，還包括功率控制單元，功率控制單元包括雙向DC?DC轉(zhuǎn)換器和第二高壓配電盒，雙向DC?DC轉(zhuǎn)換器的第一高壓端口與升壓DC?DC轉(zhuǎn)換器電性連接，第二高壓端口與儲能元件電性連接，升壓DC?DC轉(zhuǎn)換器設(shè)有第一高壓端口，第二高壓配電盒第二高壓端口。本發(fā)明還公開了一種基于大功率需求的燃料電池雙高壓供電系統(tǒng)，包括供電電源、第一高壓裝置、第二高壓裝置和低壓蓄電池。本發(fā)明可同時輸出第一高壓和第二高壓，儲能元件可在起動和大功率需求大時輸出第一高壓和第二高壓，避免了當(dāng)燃料電池輸出電壓過高時，升壓DC?DC轉(zhuǎn)換器無法正常工作，滿足了大功率需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料汽車技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種基于大功率需求的燃料電池雙高壓供電電源、供電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著燃料電池車型研發(fā)和應(yīng)用的不斷發(fā)展，現(xiàn)有的趨勢不斷朝向電-電混合方式，即以燃料電池為主和以輔助儲能元件為輔的架構(gòu)。儲能元件主要滿足整車動力性需求，在整車百公里加速以及爬坡時提供足夠的動力，彌補燃電系統(tǒng)瞬時功率響應(yīng)不及時的缺點。小功率燃料電池系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足乘用車動力需求，而全功率燃電系統(tǒng)開發(fā)需求已經(jīng)在迅速推進(jìn)中。

而燃料升壓DCDC作為燃料電池系統(tǒng)中重要組成部件，主要起到對燃料電池堆輸出電壓進(jìn)行升壓和穩(wěn)壓作用，以滿足整車快速功率變化需求，解決燃電系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)速率較軟的問題。而燃料電池系統(tǒng)升壓DCDC工作的前提條件就是輸入電壓低于輸出電壓。其輸入電壓為燃料電池堆輸出電壓，輸出為整車母線電壓。

由于目前新能源電動車整車母線電壓范圍一般為250V～500V，額定電壓為350V，隨著燃料電池的功率需求不斷增大，燃料電池堆的輸出電壓也會越來越高，以至于會超過整車母線電壓，那么燃料電池系統(tǒng)升壓DCDC將無法工作。同時傳統(tǒng)的燃料電池車型的輔助儲能元件采用動力電池，而動力電池具有循環(huán)壽命低、充電慢、功率密度不高，以及需要單獨的充電電路等問題。因此，亟需針對未來大功率需求的趨勢對燃料電池供電系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是要克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種基于大功率需求的燃料電池雙高壓供電電源、供電系統(tǒng)，在保證升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器正常工作的同時，實現(xiàn)同時雙高壓供電，滿足大功率需求。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種基于大功率需求的燃料電池雙高壓供電電源，其特征在于：包括燃料電池，所述燃料電池輸出端與升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器輸入端電性連接，還包括功率控制單元，所述功率控制單元包括雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器和第二高壓配電盒，所述雙向DC-DC轉(zhuǎn)換器設(shè)有第一高壓端口和第二高壓端口，所述第一高壓端口與升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器電性連接，所述第二高壓端口與儲能元件電性連接，所述升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器輸出端設(shè)有與第一高壓裝置電性連接的第一高壓端口，所述第二高壓配電盒輸入端與第二高壓端口電性連接，其輸出端設(shè)有與第二高壓裝置電性連接的第二高壓端口。

進(jìn)一步地，所述第一高壓端口的電壓大于第二高壓端口。

進(jìn)一步地，所述第一高壓端口的電壓為430～680V。

進(jìn)一步地，所述第二高壓端口的電壓為250～500V。

進(jìn)一步地，所述功率控制單元還包括降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器，所述降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器輸入端與第二高壓配電盒輸出端電性連接，其輸出端設(shè)有低壓輸出端口。

進(jìn)一步地，所述儲能元件為超級儲能電容。

本發(fā)明還提供一種基于大功率需求的燃料電池雙高壓供電系統(tǒng)，包括上述所述的基于大功率需求的燃料電池雙高壓供電電源，還包括與所述第一高壓端口電性連接的第一高壓裝置，和與所述第二高壓端口電性連接的第二高壓裝置。

進(jìn)一步地，所述第一高壓裝置包括空氣增壓器和驅(qū)動電機。