[發(fā)明專利]一種車載氫系統(tǒng)的控制器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111533801.0
• 申請(qǐng)日: 2021-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN114361508A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白培瑞;梁滿志;崔振宇;劉慶一;傅穎霞;韓超;王丹丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué);山東博盛睿控新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/04
• 分類號(hào): H01M8/04;H01M8/04082;H01M8/04089;H01M8/04992
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

本發(fā)明涉及一種車載氫系統(tǒng)的控制器，包括分別與處理器連接的電源電路、PWM驅(qū)動(dòng)電路和CAN通訊電路；PWM驅(qū)動(dòng)電路用于連接PWM驅(qū)動(dòng)控制型瓶口閥，與CAN通訊電路連接的底邊或高邊驅(qū)動(dòng)電路用于與開關(guān)型瓶口閥連接。控制器能夠兼容35MPa車載儲(chǔ)/供氫系統(tǒng)和70MPa車載儲(chǔ)/供氫系統(tǒng)中，不同使用壓力的氣瓶瓶閥，滿足35MPa開關(guān)型瓶閥和70MPaPWM型瓶閥的控制信號(hào)傳輸。

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，具體為一種車載氫系統(tǒng)的控制器。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

氫燃料電池汽車的主要能量來(lái)源于氫氣，在車載儲(chǔ)氫中利用氣瓶作為儲(chǔ)存容器，通過(guò)壓縮方式儲(chǔ)存氣態(tài)氫。目前，車載儲(chǔ)氫瓶采用以鍛壓鋁合金為內(nèi)膽，外面包覆碳纖維的氣瓶作為主要的儲(chǔ)存容器，使用壓力主要有35MPa、70MPa兩種。

在使用過(guò)程中，70MPa的氣瓶由于使用壓力較高，出于安全要求，70MPa的氣瓶瓶口閥需要高頻的PWM驅(qū)動(dòng)來(lái)開啟比例閥，而35MP a氣瓶則不需要；與此同時(shí)，在瓶口安裝的氫濃度傳感器存在多種供電電壓(例如24V、12V和5V)和信號(hào)型式(PWM信號(hào)、0-5V電壓型模擬量和4-20mA電流型模擬量)；而在加氫過(guò)程中，會(huì)通過(guò)加氫口安裝的氫系統(tǒng)控制器來(lái)監(jiān)測(cè)氣瓶的溫度、壓力以及氫氣濃度確保不會(huì)發(fā)生泄露(氫氣加注過(guò)程伴隨著升溫和升壓，會(huì)加劇氫氣泄露的概率)。

因此，不同的車型會(huì)選用不同使用壓力的氣瓶，所配備的氫濃度傳感器也存在不同的供電電壓和信號(hào)型式，而氫系統(tǒng)控制器又需要在加氫過(guò)程中與加氫站保持通訊確保加氫過(guò)程的安全性，導(dǎo)致目前的氫系統(tǒng)控制器難以針對(duì)不同使用壓力的氣瓶、不同供電電壓和信號(hào)型式的傳感器實(shí)現(xiàn)兼容，進(jìn)而難以實(shí)現(xiàn)加氫站與車載氫系統(tǒng)之間的通訊。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述背景技術(shù)中存在的至少一項(xiàng)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種車載氫系統(tǒng)的控制器，能夠同時(shí)滿足35MPa車載儲(chǔ)/供氫系統(tǒng)和70MPa車載儲(chǔ)/供氫系統(tǒng)中信息采集、整車通訊和加氫過(guò)程涉及的傳感器供電電壓、傳感器信號(hào)型式以及瓶閥控制信號(hào)型式的兼容性，從而有利于車載氫系統(tǒng)與加氫站之間的通訊，從而響應(yīng)整車或燃料電池系統(tǒng)對(duì)控制氫氣、故障檢測(cè)與處理等安全性的功能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明的第一個(gè)方面提供一種車載氫系統(tǒng)的控制器，包括分別與處理器連接的電源電路、PWM驅(qū)動(dòng)電路和CAN通訊電路；

PWM驅(qū)動(dòng)電路用于連接PWM驅(qū)動(dòng)控制型瓶口閥，與CAN通訊電路連接的底邊或高邊驅(qū)動(dòng)電路用于與開關(guān)型瓶口閥連接。

電源電路包括12V電源電路和5V電源電路，12V電源電路用于與PWM信號(hào)型氫濃度傳感器連接，5V供電電路用于與有源傳感器和無(wú)源傳感器連接。

處理器還與模擬量輸入電路連接，模擬量輸入電路用于連接有源傳感器和無(wú)源傳感器。

有源傳感器包括壓力傳感器或電壓型氫濃度傳感器中的至少一種。

無(wú)源傳感器為電阻型溫度傳感器，無(wú)源傳感器與加氫站的加氫槍紅外接收模塊通訊連接。

處理器通過(guò)串口通訊電路連接紅外通訊模塊。

處理器通過(guò)數(shù)字量輸入處理電路接收數(shù)字量輸入信號(hào)。

CAN通訊電路包括外CAN通訊電路和內(nèi)CAN通訊電路，外CAN通訊電路用于連接整車CAN通訊網(wǎng)絡(luò)，內(nèi)CAN通訊電路連接上位機(jī)。

外CAN通訊電路與低邊或高邊驅(qū)動(dòng)電路連接，低邊或高邊驅(qū)動(dòng)電路用于與開關(guān)型瓶口閥連接。

本發(fā)明的第二個(gè)方面提供一種車載氫系統(tǒng)，安裝了上述控制器；車載氫系統(tǒng)包括通過(guò)線束連接的氫系統(tǒng)控制器、紅外通訊單元和燃料電池系統(tǒng)。