一种氢燃料商用车电控系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种氢燃料商用车电控系统及方法，包括：氢瓶组系统、氢堆系统和整车控制器VCU，氢瓶组系统与氢堆系统连接，氢堆系统与升压DCDC电性连接，升压DCDC与氢堆高压配电电性连接，氢堆高压配电分别与动力电池、BMS控制器以及纯电高压配电电性连接，纯电高压配电分别与五合一DCAC控制器和五合一PDU控制器电性连接，五合一DCAC控制器与打气泵电性连接；氢瓶组系统、氢堆系统、升压DCDC、BMS控制器、五合一PDU控制器以及五合一DCAC控制器分别与整车控制器VCU电性连接。本发明专利技术针对氢燃料商用车辆电控系统设计了应对策略，具体包含了氢燃料商用车电控系统的各个方面，涵盖氢燃料车辆正常运行的核心功能，具有功能简单、实用、高效、可推广应用的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种氢燃料商用车电控系统及方法
本专利技术涉及氢燃料电动车辆
，特别是涉及一种氢燃料商用车电控系统及方法。
技术介绍
新能源纯电动车辆由于电池技术很难突破，没有本质技术创新改变，导致国家政策在新能源电动车辆领域偏向多方向发展，其中，氢燃料新能源车辆由于具有无污染、添加燃料便捷、续航里程长等优点，越来越多的受到国家的重视和各企业厂家的青睐。氢燃料车辆严格意义上讲是混合动力车辆，基本有两套系统，分别为纯电系统和氢堆系统，控制两套系统高效、稳定运行尤其重要。氢燃料车辆电控系统有多种电控策略，根据实车状态简单、稳定、高效的电控策略便是友好系统。现有氢燃料车辆电控系统层次差别较大，有的非常复杂，有的过于简单。基于以上问题，为解决氢燃料车辆电控系统存在的问题，迫切需要开发一种简单、高效的氢燃料商用车电控系统及方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种氢燃料商用车电控系统及方法，在氢燃料商用车使用过程中设置启动、运行、关闭氢堆过程的具体控制方法，并结合附件控制方法，基本涵盖氢燃料车辆正常运行的核心功能，具有功能简单、实用、高效，可推广应用的特点。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种氢燃料商用车电控系统，包括：氢瓶组系统、氢堆系统和整车控制器VCU，所述氢瓶组系统与所述氢堆系统连接，所述氢堆系统与升压DCDC电性连接，所述升压DCDC与氢堆高压配电电性连接，所述氢堆高压配电分别与动力电池、BMS控制器以及纯电高压配电电性连接，所述纯电高压配电分别与五合一DCAC控制器和五合一PDU控制器电性连接，所述五合一DCAC控制器与打气泵电性连接；所述氢瓶组系统、氢堆系统、升压DCDC、BMS控制器、五合一PDU控制器以及五合一DCAC控制器分别与所述整车控制器VCU电性连接；所述BMS控制器用于实时检测所述动力电池单体电压、温度和故障，控制所述氢堆高压配电内的继电器动作；所述五合一PDU控制器用于控制所述纯电高压配电内的继电器动作，采集所述纯电高压配电内继电器、传感器信号，并与其他控制器通讯；所述五合一DCAC控制器用于将从所述动力电池获得的直流高压电转化为交流高压电并输送至所述打气泵。可选的，还包括点火开关、专用模式开关和前后桥储气筒，所述点火开关、专用模式开关以及前后桥储气筒分别与所述整车控制器VCU电性连接，并向所述整车控制器VCU发送信号，所述专用模式开关用于启动所述氢堆系统。可选的，所述动力电池与所述氢堆高压配电之间、所述氢堆高压配电与所述BMS控制器之间、所述氢堆高压配电与所述升压DCDC之间、所述升压DCDC与所述氢堆系统之间以及所述纯电高压配电与所述五合一PDU控制器之间均为可逆连接。本专利技术还提供了一种氢燃料商用车电控系统控制方法，应用于上述氢燃料商用车电控系统，所述方法包括以下步骤：S1，氢堆系统初始状态，氢堆系统、升压DCDC、氢瓶组系统供电未激活；S2，判断点火开关是否处于ON档；S3，如果是，转至步骤S4；如果否，转至步骤S1；S4，进入ON档模式，氢堆系统、升压DCDC、氢瓶组系统供电被激活，氢堆系统低压24V电供给运行；S5，判断专用模式开关信号是否开启、SOC信号是否小于80％、氢堆冷却系统冷却水水位是否正常、氢堆系统故障是否正常、氢瓶组系统故障是否正常、剩余氢量是否>＝10％、氢堆系统模式反馈信号是否为待机；S6，如果7个条件均为是，则转至步骤S7；如果否，转至步骤S4；如果出现氢堆系统模式反馈信号在一定时间内不满足要求，转至步骤S8；S7，进入整车控制器VCU发启动命令状态；实时检测氢堆系统模式反馈信号基本模式是否为启动，主继电器状态是否为断开；如果2个条件均为是，转至步骤S9，如果否，转至步骤S8；S8，进入故障状态1，该状态下整车控制器VCU发待机命令、发通讯故障码；S9，进入整车控制器VCU发预充继电器闭合命令状态；实时检测预充继电器后电压是否>＝90％电池总电压；如果是，转至步骤S10；如果否，转至步骤S11；S10，进入整车控制器VCU发主正继电器闭合命令状态；实时检测主正继电器是否闭合；如果是，转至步骤S12；如果否，转至步骤S11；S11，进入故障状态2，该状态下整车控制器VCU发预充、主正继电器断开命令；S12，进入整车控制器VCU发预充继电器断开命令状态；实时检测氢堆系统模式反馈信号基本模式是否为启动，主继电器状态是否为闭合；如果均为是，转至步骤S13；如果否，转至步骤S14；S13，进入整车控制器VCU发氢堆运行使能命令状态,氢堆运行；a,实时检测是否有紧急停机请求、是否有系统氢气浓度超限信号；如果任一条件为是，进入步骤S15；如果均为否，维持步骤S13；b,实时检测专用模式开关信号是否关闭、SOC信号是否>＝90％、剩余氢量是否<＝8％、点火开关是否为OFF档、是否有燃料电池系统故障代码；如果任一条件为是，转至步骤S14；如果均为否，维持步骤S13；S14，进入整车控制器VCU发氢堆正常停机命令状态；S15，进入整车控制器VCU发氢堆紧急停机命令状态；S16,在步骤S14和步骤S15状态下，实时检测氢堆系统模式反馈信号基本模式是否为待机或紧急停机，同时主继电器状态是否为断开；如果是，转至步骤S17；如果否，维持步骤S15一定时间后转至S17；S17，进入整车控制器VCU发主正继电器断开命令状态；S18,结束。可选的，所述步骤S13中,整车控制器VCU发氢堆运行使能命令状态,氢堆运行，所述氢堆运行过程控制具体包括：S1301，进入初始模式，整车控制器VCU发目标功率为0命令；实时检测关联信号氢堆系统模式反馈信号基本模式是否为正常运行；如果是，转至步骤S1302；如果否，维持步骤S1301；S1302，进入正常模式，整车控制器VCU发目标功率为定值命令；a，实时检测关联信号氢堆系统模式反馈信号基本模式是否为限功率运行；如果是，转至步骤S1303；如果否，维持步骤S1302；b,实时检测关联信号SOC信号是否>＝85％、剩余氢量是否<＝8％、氢堆系统故障是否有、氢瓶组系统故障是否有；如果任一条件为是，转至步骤S1304；如果否，维持步骤S1302；S1303，进入限功率模式,整车控制器VCU发目标功率为限制的系数倍命令；实时检测关联信号SOC信号是否>＝85％、剩余氢量是否<＝8％、氢堆系统故障是否有、氢瓶组系统故障是否有；如果任一条件为是，转至步骤S1304；S1304，进入故障模式，整车控制器VCU发目标功率为0命令，S1305，所述限功率模式或者故障模式下，转至S1306；S1306，结束。可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢燃料商用车电控系统，其特征在于，包括：氢瓶组系统(2)、氢堆系统(14)和整车控制器VCU(6)，所述氢瓶组系统(2)与所述氢堆系统(14)连接，所述氢堆系统(14)与升压DCDC(13)电性连接，所述升压DCDC(13)与氢堆高压配电(12)电性连接，所述氢堆高压配电(12)分别与动力电池(1)、BMS控制器(11)以及纯电高压配电(9)电性连接，所述纯电高压配电(9)分别与五合一DCAC控制器(8)和五合一PDU控制器(10)电性连接，所述五合一DCAC控制器(8)与打气泵(7)电性连接；所述氢瓶组系统(2)、氢堆系统(14)、升压DCDC(13)、BMS控制器(11)、五合一PDU控制器(10)以及五合一DCAC控制器(8)分别与所述整车控制器VCU(6)电性连接；所述BMS控制器(11)用于实时检测所述动力电池(1)单体电压、温度和故障，控制所述氢堆高压配电(12)内的继电器动作；所述五合一PDU控制器(10)用于控制所述纯电高压配电(9)内的继电器动作，采集所述纯电高压配电(9)内继电器、传感器信号，并与其他控制器通讯；所述五合一DCAC控制器(8)用于将从所述动力电池(1)获得的直流高压电转化为交流高压电并输送至所述打气泵(7)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料商用车电控系统，其特征在于，包括：氢瓶组系统(2)、氢堆系统(14)和整车控制器VCU(6)，所述氢瓶组系统(2)与所述氢堆系统(14)连接，所述氢堆系统(14)与升压DCDC(13)电性连接，所述升压DCDC(13)与氢堆高压配电(12)电性连接，所述氢堆高压配电(12)分别与动力电池(1)、BMS控制器(11)以及纯电高压配电(9)电性连接，所述纯电高压配电(9)分别与五合一DCAC控制器(8)和五合一PDU控制器(10)电性连接，所述五合一DCAC控制器(8)与打气泵(7)电性连接；所述氢瓶组系统(2)、氢堆系统(14)、升压DCDC(13)、BMS控制器(11)、五合一PDU控制器(10)以及五合一DCAC控制器(8)分别与所述整车控制器VCU(6)电性连接；所述BMS控制器(11)用于实时检测所述动力电池(1)单体电压、温度和故障，控制所述氢堆高压配电(12)内的继电器动作；所述五合一PDU控制器(10)用于控制所述纯电高压配电(9)内的继电器动作，采集所述纯电高压配电(9)内继电器、传感器信号，并与其他控制器通讯；所述五合一DCAC控制器(8)用于将从所述动力电池(1)获得的直流高压电转化为交流高压电并输送至所述打气泵(7)。


2.根据权利要求1所述的氢燃料商用车电控系统，其特征在于，还包括点火开关(3)、专用模式开关(4)和前后桥储气筒(5)，所述点火开关(3)、专用模式开关(4)以及前后桥储气筒(5)分别与所述整车控制器VCU(6)电性连接，并向所述整车控制器VCU(6)发送信号，所述专用模式开关(4)用于启动所述氢堆系统(14)。


3.根据权利要求1所述的氢燃料商用车电控系统，其特征在于，所述动力电池(1)与所述氢堆高压配电(12)之间、所述氢堆高压配电(12)与所述BMS控制器(11)之间、所述氢堆高压配电(12)与所述升压DCDC(13)之间、所述升压DCDC(13)与所述氢堆系统(14)之间以及所述纯电高压配电(9)与所述五合一PDU控制器(10)之间均为可逆连接。


4.一种氢燃料商用车电控系统控制方法，应用于权利要求1-3任一所述的氢燃料商用车电控系统，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1，氢堆系统(14)初始状态，氢堆系统(14)、升压DCDC(13)、氢瓶组系统(2)供电未激活；
S2，判断点火开关(3)是否处于ON档；
S3，如果是，转至步骤S4；如果否，转至步骤S1；
S4，进入ON档模式，氢堆系统(14)、升压DCDC(13)、氢瓶组系统(2)供电被激活，氢堆系统(14)低压24V电供给运行；
S5，判断专用模式开关(4)信号是否开启、SOC信号是否小于80％、氢堆冷却系统冷却水水位是否正常、氢堆系统(14)故障是否正常、氢瓶组系统(2)故障是否正常、剩余氢量是否>＝10％、氢堆系统(14)模式反馈信号是否为待机；
S6，如果7个条件均为是，则转至步骤S7；如果否，转至步骤S4；如果出现氢堆系统(14)模式反馈信号在一定时间内不满足要求，转至步骤S8；
S7，进入整车控制器VCU(6)发启动命令状态；实时检测氢堆系统(14)模式反馈信号基本模式是否为启动，主继电器状态是否为断开；
如果2个条件均为是，转至步骤S9，
如果否，转至步骤S8；
S8，进入故障状态1，该状态下整车控制器VCU(6)发待机命令、发通讯故障码；
S9，进入整车控制器VCU(6)发预充继电器闭合命令状态；实时检测预充继电器后电压是否>＝90％电池总电压；
如果是，转至步骤S10；
如果否，转至步骤S11；
S10，进入整车控制器VCU(6)发主正继电器闭合命令状态；实时检测主正继电器是否闭合；
如果是，转至步骤S12；
如果否，转至步骤S11；
S11，进入故障状态2，该状态下整车控制器VCU(6)发预充、主正继电器断开命令；
S12，进入整车控制器VCU(6)发预充继电器断开命令状态；实时检测氢堆系统(14)模式反馈信号基本模式是否为启动，主继电器状态是否为闭合；
如果均为是，转至步骤S13；
如果否，转至步骤S14；
S13，进入整车控制器VCU(6)发...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢晏，姚杰，龚群英，陈剑，郑秀华，廖磊磊，陈玉容，翁康伟，郑艳，柯红平，陈道勇，
申请(专利权)人：江西博能上饶客车有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36