[發明專利]氫燃料電池車載高壓集成控制器

在審

• 申請號: 202011368455.0
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112550185A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 楊磊;陳金銳;樊敏;葉雪峰;鄧承浩
• 申請（專利權）人: 重慶長安新能源汽車科技有限公司
• 主分類號: B60R16/02
• 分類號: B60R16/02;B60L53/00;H02J7/34;H02J7/06;H02M3/155
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

一種氫燃料電池車載高壓集成控制器，包括升壓DCDC模塊、充電機、降壓DCDC模塊和配電模塊，它們布置在高壓集成控制器封裝箱上，升壓DCDC模塊輸入端、充電機輸入端、降壓DCDC模塊輸出端及配電模塊輸出端分別布置在高壓集成控制器封裝箱的不同端口處；所述升壓DCDC模塊輸出端與充電機輸出端、降壓DCDC模塊的輸入端及配電模塊的輸入端并聯共用電路。本發明集成了燃料電池高壓控制器需要的升壓、降壓、充電及配電等功能，可滿足增程式燃料電池車輛大功率升壓的需求，同時滿足高電壓平臺從電源到用電器的所有相關電壓轉換和大部分高壓輸出配電需求。

技術領域

本發明屬于增程式氫燃料電池車輛領域，具體涉及氫燃料電池車載高壓集成控制器。

背景技術

增程式氫燃料電池車輛是在純電動車輛的基礎上，增加了一套氫燃料動力系統。參見圖1，氫燃料動力系統的電堆1通過氫氣和氧氣的反應產生高壓電，然后經過大功率升壓DCDC2穩壓并升高電壓，用于高壓電池3充電，高壓電池再通過配電模塊4給壓縮機5、PTC6、空壓機控制器7等高壓用電器供電，驅動車輛行駛。增程式氫燃料電池車輛也可直接通過充電機9把來自于充電座8的220V交流電轉換為高壓直流電給高壓電池3充電。 同時，高壓電池通過降壓DCDC10給12V蓄電池11充電。

近年來，隨著國家政策的鼓勵，燃料電池技術取得快速發展，但國內燃料電池系統及相關產品由于發展時間短，距離大批量應用仍有較大的差距，燃料電池上應用的大功率升壓DCDC在技術方案、性能指標等方面仍不成熟，總體上還達不到量產的水平。

乘用車布置空間有限，要把一套氫燃料電池動力系統布置到車上是燃料電池技術應用的一大難題。現有技術增程式氫燃料電池車輛上用于功率轉換的高壓控制器有大功率升壓DCDC2 、充電機9和降壓DCDC10，還有配電盒4在高壓電池3與高壓用電器之間起轉換作用，大量的控制器造成布置上的困難，這些控制器需要大量的高壓線束和冷卻管路布置來相互連接，不利于整車的布置，也會導致整車重量增加。

發明內容

本發明公開的氫燃料電池車載高壓集成控制器，集成燃料電池高壓控制器需要的升壓、降壓、充電及配電等功能，可滿足增程式燃料電池車輛大功率升壓的需求，同時滿足高電壓平臺從電源到用電器的所有相關電壓轉換和大部分高壓輸出配電需求。

本發明公開的氫燃料電池車載高壓集成控制器，包括升壓DCDC模塊、充電機、降壓DCDC模塊和配電模塊。

所述升壓DCDC模塊被用于接收電堆輸入電壓并進行穩壓、升壓處理后給高壓電池充電。

所述充電機被用于接收充電座輸入交流電并轉換為直流電后給高壓電池充電。

所述降壓DCDC模塊被用于接收高壓電池的高壓直流電并降為低壓電，給蓄電池充電。

所述配電模塊被用于接收高壓電池的高壓直流電并給三路高壓用電器進行供電。

升壓DCDC模塊、充電機、降壓DCDC模塊和配電模塊布置在高壓集成控制器封裝箱上。

所述升壓DCDC模塊輸入端、充電機輸入端、降壓DCDC模塊輸出端及配電模塊輸出端分別布置在高壓集成控制器封裝箱的不同端口處；所述升壓DCDC模塊輸出端與充電機輸出端、降壓DCDC模塊的輸入端及配電模塊的輸入端并聯共用電路。

進一步地，升壓DCDC模塊采用四相交錯并聯的BOOST電路結構；

其輸入端通過串聯500A的保險、開放控制權限繼電器與電堆進行關斷控制；其輸入端串聯一組電壓傳感器和電流傳感器；輸出端串聯一組電壓傳感器和電流傳感器；其四相交錯BOOST電路上的每一相電路串聯一組電流傳感器及線圈。

進一步地，高壓集成控制器封裝箱僅設置一處進水口、出水口及連接兩者的冷卻管路。

進一步地，升壓DCDC模塊完成升壓后輸出回路通過30A的保險并聯了充電機和降壓DCDC模塊。