一种燃料电池系统控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种燃料电池系统控制装置，装置包括升压电路、控制电路、开关电路和驱动电路，升压电路的输入端与燃料电池系统的输出端连接；开关电路与电加热器串联，串联后的输入端与升压电路的输出端连接，串联后的输出端与整车高压负载连接；控制电路分别与升压电路的输入端和驱动电路的输入端连接；驱动电路的输出端与开关电路的控制端连接。本申请可以更加灵活地控制电加热器的加热功率；本申请通过控制电路、驱动电路和开关电路，可以将燃料电池系统的母线电压钳位在安全范围内，且燃料电池系统可以实现自供电，实现循环冷却，避免电堆中的温度过高，损坏电堆，进而延长电堆的寿命。命。命。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池系统控制装置


[0001]本专利技术涉及新能源
，尤其涉及一种燃料电池系统控制装置。

技术介绍

[0002]燃料电池汽车是一种用车载燃料电池装置产生的电力作为动力的汽车。车载燃料电池装置所使用的燃料为高纯度氢气或含氢燃料经重整所得到的高含氢重整气。燃料电池汽车与通常的电动汽车比较，其动力方面的不同在于燃料电池汽车用的电力来自车载燃料电池装置，电动汽车所用的电力来自由电网充电的蓄电池。因此，燃料电池汽车的关键是燃料电池。燃料电池是一种不燃烧燃料而直接以电化学反应方式将燃料的化学能转变为电能的高效发电装置。因此，燃料电池具有效率高、噪音低、无污染物排出等优点，这确保了燃料电池汽车成为真正意义上的高效、清洁汽车。
[0003]然而，当燃料电池汽车发生故障并紧急停机时，由于整车大功率负载突然断开，会对电堆造成不可逆的损伤，导致电堆的寿命缩短。

技术实现思路

[0004]本申请实施例通过提供一种燃料电池系统控制装置，解决了现有技术中燃料电池汽车发生故障并紧急停机，会对电堆造成不可逆的损伤，导致电堆的寿命缩短的技术问题，实现了避免电堆在燃料电池汽车发生故障并紧急停机时被损伤，延长电堆的使用寿命的技术效果。
[0005]本申请提供了一种燃料电池系统控制装置，装置包括升压电路、控制电路、开关电路和驱动电路，
[0006]升压电路的输入端与燃料电池系统的输出端连接；
[0007]开关电路与电加热器串联，串联后的输入端与升压电路的输出端连接，串联后的输出端与整车高压负载连接；
[0008]控制电路分别与升压电路的输入端和驱动电路的输入端连接；
[0009]驱动电路的输出端与开关电路的控制端连接；
[0010]其中，升压电路用于将燃料电池系统的输出电压升高至目标电压；控制电路用于根据升压电路是否出现故障的当前状态，控制驱动电路的工作状态为目标状态；驱动电路用于控制开关电路的开关频率以调节电加热器的功率，使得燃料电池系统的母线电压小于等于目标电压。
[0011]进一步地，驱动电路包括脉冲宽度调制电路。
[0012]进一步地，开关电路包括开关管，开关管的控制端与驱动电路的输出端连接，开关管的输入端与升压电路的正极连接，开关管的输出端与电加热器连接。
[0013]进一步地，装置还包括高压附件。
[0014]进一步地，高压附件包括氢泵和空压机中的至少一个附件。
[0015]进一步地，装置还包括第一冷却循环组件，燃料电池系统还设置有第一冷却管道，
电加热器设置有第二冷却管道，其中，第一冷却循环组件包括三通阀和水泵，三通阀的第一输出端与第二冷却管道的输入端连通，第二冷却管道的输出端与水泵的输入端连通，水泵的输出端与第二冷却管道的输入端连通，第二冷却管道的输出端与三通阀的输入端连通。
[0016]进一步地，装置还包括第二冷却循环组件，第二冷却循环组件包括水箱和散热器，三通阀的第二输出端与水箱的输出端分别与散热器的输入端连通，散热器的输出端分别与第二冷却管道的输出端和水箱的输入端连通。
[0017]进一步地，第一冷却循环组件还包括去离子器，去离子器与电加热器并联。
[0018]进一步地，升压电路包括升压电感、二极管和MOS管，升压电感的一端与燃料电池系统的正极连接，另一端分别与二极管的阳极和MOS管的源极连接；二极管的阴极与开关电路的正极连接；MOS管的漏极与燃料电池系统的负极连接，MOS管的栅极与控制电路连接。
[0019]进一步地，电加热器为纯电阻。
[0020]本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0021]本申请提供的燃料电池系统控制装置以开关电路作为电加热器的控制开关，可以更加灵活地控制电加热器的加热功率；本实施例通过控制电路、驱动电路和开关电路，可以将燃料电池系统的母线电压钳位在安全范围内，泄放DCDC输出的能量，避免对高压部件造成损伤；在此基础上，燃料电池系统可以实现自供电，实现循环冷却，避免电堆中的温度过高，损坏电堆，进而延长电堆的寿命；还可以使用电堆内部残余的空气和氢气产生能量，避免电堆内部气压过高，避免损伤双极板；当汽车处于0℃以下的环境中时，实现对电堆的吹扫，避免电堆内部大量的残余水冻坏电堆，造成管路冰堵。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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。
[0023]图1为本申请提供的一种燃料电池系统控制装置的结构示意图；
[0024]图2为本申请提供的一种燃料电池系统控制装置的电路示意图；
[0025]图3为本申请提供的冷却循环组件的结构示意图；
[0026]图4为图2所示电路的控制流程示意图。
[0027]附图标记：
[0028]1‑
燃料电池系统，2
‑
升压DCDC组件，3
‑
燃料电池系统高压部件，4
‑
整车高压负载，201
‑
升压电路，202
‑
开关电路，203
‑
控制电路，204
‑
驱动电路，301
‑
氢泵控制器，302
‑
空压机控制器，311
‑
三通阀，312
‑
水箱，313
‑
散热器，314
‑
冷却风扇，315
‑
去离子器，317
‑
过滤器，K1
‑
输入侧预充继电器，K2
‑
输入主正继电器，K3
‑
余氢放电继电器，K4
‑
输出预充继电器，K5
‑
输出主正继电器，K6
‑
输出主负继电器，R1
‑
输入预充电阻，R2
‑
余氢放电电阻，R3
‑
输出侧预充电阻，F1
‑
PTC电加热器高压供电熔断器，F2
‑
水泵高压供电熔断器，F3
‑
氢泵高压供电熔断器，F4
‑
空压机高压供电熔断器，L
‑
升压电感，D
‑
二极管，Q1
‑
MOS管，Q2
‑
开关管，M1
‑
高压水泵，M2
‑
高压氢泵，M3
‑
高压空压机。
具体实施方式
[0029]本申请实施例通过提供一种燃料电池系统控制装置，解决了现有技术中燃料电池汽车发生故障并紧急停机，会对电堆造成不可逆的损伤，导致电堆的寿命缩短的技术问题。
[0030]本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统控制装置，其特征在于，所述装置包括升压电路、控制电路、开关电路和驱动电路，所述升压电路的输入端与燃料电池系统的输出端连接；所述开关电路与电加热器串联，串联后的输入端与所述升压电路的输出端连接，串联后的输出端与整车高压负载连接；所述控制电路分别与所述升压电路的输入端和所述驱动电路的输入端连接；所述驱动电路的输出端与所述开关电路的控制端连接；其中，所述升压电路用于将所述燃料电池系统的输出电压升高至目标电压；所述控制电路用于根据所述升压电路是否出现故障的当前状态，控制所述驱动电路的工作状态为目标状态；所述驱动电路用于控制所述开关电路的开关频率以调节所述电加热器的功率，使得所述燃料电池系统的母线电压小于等于目标电压。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动电路包括脉冲宽度调制电路。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开关电路包括开关管，所述开关管的控制端与所述驱动电路的输出端连接，所述开关管的输入端与所述升压电路的正极连接，所述开关管的输出端与所述电加热器连接。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括高压附件。5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述高压附件包括氢泵和空压机中的至少一个附件。6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊成勇，张剑，熊洁，方伟，吴昊，
申请(专利权)人：东风汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：