[發(fā)明專利]一種用于氫燃料電池動力系統(tǒng)的能量輸入輸出監(jiān)控裝置

有效

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• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112092681B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王文偉;張新永
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)深圳汽車研究院（電動車輛國家工程實驗室深圳研究院）
• 主分類號: B60L58/30
• 分類號: B60L58/30;B60L50/70
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44281
• 代理人: 彭家恩;彭愿潔

一種用于氫燃料電池動力系統(tǒng)的能量輸入輸出監(jiān)控裝置，包括接觸器陣列、陣列開關(guān)控制器和接觸器工作狀態(tài)檢測裝置。其中，接觸器陣列包括第一接觸器和第二接觸器，第一接觸器連接在DC/DC變換器的正輸入端和燃料電池電堆的正連接端之間，第二接觸器連接在DC/DC變換器的負輸入端和燃料電池電堆的負連接端之間，接觸器工作狀態(tài)檢測裝置用于監(jiān)測每個接觸器的第一連接端和第二連接端的電信號和接觸器的接觸點溫度，并當(dāng)?shù)谝贿B接端和第二連接端的電信號大于預(yù)設(shè)值或接觸點溫度大于一預(yù)設(shè)值時發(fā)出工作異常電信號給陣列開關(guān)控制器，以控制接觸器斷開。由于對DC/DC變換器和燃料電池電堆的連接接觸器進行監(jiān)測，使得氫燃料電池動力系統(tǒng)的可靠性和安全性得到提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氫燃料電池汽車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于氫燃料電池動力系統(tǒng)的能量輸入輸出監(jiān)控裝置。

背景技術(shù)

節(jié)能減排一直都是汽車能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化使用的基本原則，傳統(tǒng)內(nèi)燃機技術(shù)發(fā)展一百多年來，受卡若循環(huán)效率的限制和環(huán)保標準的日益嚴苛，內(nèi)燃機逐漸退出歷史舞臺。動力化學(xué)電池（三元鋰電池）存在能量密度和壽命的trade-off問題，氫燃料驅(qū)動技術(shù)開始成為未來高效清潔能源的發(fā)展趨勢。氫燃料電池是將氫氣和氧氣的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置。其基本原理是電解水的逆反應(yīng)，把氫和氧分別供給陽極和陰極，氫通過陽極向外擴散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后，放出電子通過外部的負載到達陰極。燃料電池的發(fā)電效率可以達到50%以上，這是由燃料電池的轉(zhuǎn)換性質(zhì)決定的，直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，不需要經(jīng)過熱能和機械能（發(fā)電機）的中間變換。然而燃料電池汽車的涉及控制的核心部件比較多，比如驅(qū)動車輪運行的主電機、電機驅(qū)動器、DC/DC、高壓配電盒以及絕緣檢測儀等。然而氫燃料電池系統(tǒng)電路比較復(fù)雜，電路集成度不高，整車匹配接口較多，結(jié)構(gòu)龐大。另外，整車的控制器技術(shù)還不成熟，控制不當(dāng)會出現(xiàn)高壓配電單元極易出現(xiàn)損壞并導(dǎo)致整個電池系統(tǒng)故障或損壞。氫燃料電池系統(tǒng)及關(guān)聯(lián)部件的設(shè)計和控制方案比較多，一部分的研發(fā)專注于氫燃料電池本身設(shè)計和控制，涉及燃料電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計及功率輸出控制，一部分的研發(fā)專注于功率總線的配電連接和使用方法，在較全面的安全檢測方面涉及較少，比如整車的高壓配電實時絕緣檢測及回路檢測等方面涉及較少，因此需要設(shè)計一種能夠由車輛控制器實現(xiàn)對整車的能量安全使用進行管控的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是如何實現(xiàn)對氫燃料電池汽車進行整車的能量安全使用進行管控的技術(shù)問題。

根據(jù)第一方面，一種實施例中提供一種用于氫燃料電池動力系統(tǒng)的能量輸入輸出監(jiān)控裝置，包括接觸器陣列、陣列開關(guān)控制器和接觸器工作狀態(tài)檢測裝置；

所述接觸器陣列包括至少兩個接觸器，每個所述接觸器包括第一連接端、第二連接端和控制連接端；每個所述接觸器的控制連接端與所述陣列開關(guān)控制器連接，用于接收所述陣列開關(guān)控制器發(fā)出的連接控制電信號連接所述第一連接端和所述第二連接端，或用于接收所述陣列開關(guān)控制器發(fā)出的斷開控制電信號斷開所述第一連接端和所述第二連接端；

所述接觸器陣列包括第一接觸器和第二接觸器；

所述第一接觸器的第一連接端用于與所述氫燃料電池動力系統(tǒng)的DC/DC變換器的正輸入端連接，所述第一接觸器的第二連接端用于與所述氫燃料電池動力系統(tǒng)的燃料電池電堆的正連接端連接；

所述第二接觸器的第一連接端用于與所述氫燃料電池動力系統(tǒng)的DC/DC變換器的負輸入端連接，所述第二接觸器的第二連接端用于與所述氫燃料電池動力系統(tǒng)的燃料電池電堆的負連接端連接；

接觸器工作狀態(tài)檢測裝置與所述陣列開關(guān)控制器連接，用于監(jiān)測每個所述接觸器的第一連接端和第二連接端的電信號和所述接觸器的接觸點溫度；

當(dāng)所述接觸器的第一連接端和第二連接端連接時，所述接觸器的第一連接端和第二連接端連接的電信號的差大于一預(yù)設(shè)值時，向所述陣列開關(guān)控制器發(fā)送工作異常電信號，以用于所述陣列開關(guān)控制器響應(yīng)所述工作異常電信號向該接觸器發(fā)出斷開控制電信號；