一种车用燃料电堆控制系统技术方案

本实用新型专利技术属于燃料电池控制技术领域，具体涉及一种车用燃料电堆控制系统。其包括燃料电堆系统和燃料电池控制器，所述燃料电堆系统包括电堆本体、传感器和执行器，所述燃料电池控制器包括微处理器、气体处理单元、故障处理单元、寿命预测单元、热管理单元和功率管理单元。本实用新型专利技术提供了一种车用燃料电堆的控制系统，能够对燃料电池进行系统的控制及保护，同时功率管理及故障处理单元结合了整车控制相关的基础，能够更大程度上便于燃料电池系统的车用化；新增的寿命预测功能能够为燃料电池系统提供一个可用于后期评估及优化的数据库，便于后期燃料电池的系统的优化及升级，方便用户及时更换以便使用。

A control system of vehicle fuel electric reactor

【技术实现步骤摘要】
一种车用燃料电堆控制系统
本技术属于燃料电池控制
，具体涉及一种车用燃料电堆控制系统。
技术介绍
目前，随着全球汽车数量的增长，城市汽车排放污染日趋严重，传统汽车燃料的供需矛盾也更加突出。氢能源被公认为是二十一世纪最重要的清洁、绿色能源，燃料电池作为氢能源的应用载体，伴随近年的技术进步，被广泛应用与车辆动力驱动领域。氢燃料电池-锂电池混合动力汽车是电动汽车的一种，被业界称为终极环保汽车。其相较于纯电动汽车，具有续航里程长，加氢时间短、零排放等优势，是目前最接近汽车用户使用习惯的电动车。燃料电堆作为燃料电池最关键的动力系统部件，是决定燃料电池汽车的品质最重要的因素。而燃料电池控制器作为燃料电堆最关键的控制部件，对于电堆性能的提升以及装车匹配起到至关重要的作用。然而现有技术中的燃料电池控制器只能简单实现负责协调各控制系统协同工作，并与整车控制系统通讯，配合整车控制系统为整车运行提供稳定的动力输出的功能，无法实现功率管理、故障保护等功能，且存在由于电压过高导致核心器件损坏的情况。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种基于整车控制器基础进行开发的车用燃料电堆控制系统，在满足电堆性能的基础上，能够实现对核心器件的电压进行钳位，降低损坏的可能性，且更加便于电堆装车匹配，从而加速燃料电池电动汽车推广普及。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种车用燃料电堆控制系统，包括燃料电堆系统和燃料电池控制器，所述燃料电堆系统包括电堆本体、传感器和执行器，所述燃料电池控制器包括微处理器、气体处理单元、故障处理单元、寿命预测单元、热管理单元和功率管理单元；所述微处理器与气体处理单元、故障处理单元、寿命预测单元、热管理单元和功率管理单元均电连接；所述传感器与执行器均安装在所述电堆本体上；其中，所述传感器实时监测所述电堆本体的各项数据并传送给所述燃料电池控制器，所述燃料电池控制器对所述传感器发送的数据进行相应处理，然后发送给所述执行器，从而使得所述执行器对所述电堆本体进行相应控制。进一步地，所述传感器与燃料电池控制器之间设置有采样电路，所述燃料电池控制器与执行器之间设置有硬件执行电路。进一步地，所述采样电路包括数字量采样电路和模拟量采样电路。进一步地，所述数字量采样电路包括电阻R1-R3、二极管D11和D12，电阻R1的一端连接XDIN1信号端，另一端分别连接电阻R2的一端、电阻R3的一端以及二极管D11的正极，电阻R2的另一端连接电源，电阻R3的另一端分别连接二极管D12的正极以及接地，二极管D12的负极与二极管D11的正极连接，二极管D11的负极连接电源。进一步地，所述模拟量采样电路包括电阻R4-R5、电容C1、二极管D21和D22，电阻R4的一端连接XAIN1信号端，另一端分别连接电阻R5的一端、电容C1的一端以及二极管D21的正极，电阻R5的另一端、电容C1的另一端以及二极管D22的正极均接地，二极管D22的负极连接二极管D21的正极，二极管D21的负极连接电源。进一步地，所述微处理器为带有PowerPC架构的高性能32位嵌入式微处理器MPC5634。本技术的有益效果是：1、本技术提供了一种车用燃料电堆的控制系统，能够对燃料电池进行系统的控制及保护，同时功率管理及故障处理单元结合了整车控制相关的基础，能够更大程度上便于燃料电池系统的车用化；新增的寿命预测功能能够为燃料电池系统提供一个可用于后期评估及优化的数据库，便于后期燃料电池的系统的优化及升级，方便用户及时更换以便使用；2、本技术的数字量采样电路以及模拟量采样电路均采样电阻进行分压，不仅能够有效保障核心器件的使用性能，且能够更大程度的保证信号的完整性及稳定性，同时能够实现软件高低可配功能，大大增强了燃料电池控制器的兼容性。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术具体实施例所述的一种车用燃料电堆控制系统的结构框图；图2为图1中传感器、燃料电池控制器、执行器之间的详细结构示意框图；图3为图2中数字量采样电路的电路图；图4为图2中模拟量采样电路的电路图。具体实施方式下面将结合附图对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域技术人员所理解的通常意义。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。实施例如图1所示，本技术所提供的一种车用燃料电堆控制系统，包括燃料电堆系统和燃料电池控制器，所述燃料电堆系统包括电堆本体、传感器和执行器，所述燃料电池控制器包括微处理器、气体处理单元、故障处理单元、寿命预测单元、热管理单元和功率管理单元；所述微处理器与气体处理单元、故障处理单元、寿命预测单元、热管理单元和功率管理单元均电连接；所述传感器与执行器均安装在所述电堆本体上；其中，所述传感器实时监测所述电堆本体的各项数据并传送给所述燃料电池控制器，所述燃料电池控制器对所述传感器发送的数据进行相应处理，然后发送给所述执行器，从而使得所述执行器对所述电堆本体进行相应控制。气体处理单元通过采样外部应的传感器，并对相应的执行器进行控制，从而实现对空气及氢气的管理，让空气进气与氢气进气能够满足预定的要求。功率管理单元接受上级燃料电池控制器的功率需求参数，与电堆本体的各输出传感器的参数进行对比，从而计算出需要输出相应功率，给气体处理单元及热管理单元目标参数，从而实现负载端的功率需求。热管理单元采集电堆本体上各传感器的参本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车用燃料电堆控制系统，其特征在于：包括燃料电堆系统和燃料电池控制器，所述燃料电堆系统包括电堆本体、传感器和执行器，所述燃料电池控制器包括微处理器、气体处理单元、故障处理单元、寿命预测单元、热管理单元和功率管理单元；/n所述微处理器与气体处理单元、故障处理单元、寿命预测单元、热管理单元和功率管理单元均电连接；所述传感器与执行器均安装在所述电堆本体上；/n其中，所述传感器实时监测所述电堆本体的各项数据并传送给所述燃料电池控制器，所述燃料电池控制器对所述传感器发送的数据进行相应处理，然后发送给所述执行器，从而使得所述执行器对所述电堆本体进行相应控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种车用燃料电堆控制系统，其特征在于：包括燃料电堆系统和燃料电池控制器，所述燃料电堆系统包括电堆本体、传感器和执行器，所述燃料电池控制器包括微处理器、气体处理单元、故障处理单元、寿命预测单元、热管理单元和功率管理单元；
所述微处理器与气体处理单元、故障处理单元、寿命预测单元、热管理单元和功率管理单元均电连接；所述传感器与执行器均安装在所述电堆本体上；
其中，所述传感器实时监测所述电堆本体的各项数据并传送给所述燃料电池控制器，所述燃料电池控制器对所述传感器发送的数据进行相应处理，然后发送给所述执行器，从而使得所述执行器对所述电堆本体进行相应控制。


2.根据权利要求1所述的一种车用燃料电堆控制系统，其特征在于：所述传感器与燃料电池控制器之间设置有采样电路，所述燃料电池控制器与执行器之间设置有硬件执行电路。


3.根据权利要求2所述的一种车用燃料电堆控制系统，其特征在于：所述采样电路包括数字量采样电路和模拟量采样电路。


4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，
申请(专利权)人：江苏埃驱奥新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32