一种燃料电池系统技术方案

本发明专利技术涉及一种燃料电池系统，属于新能源汽车燃料电池客车技术领域。燃料电池系统包括燃料电池，还包括：继电器，继电器的常开触点设于燃料电池系统内部、燃料电池的出线端；电流传感器，设于燃料电池与继电器的常开触点之间，用于测量燃料电池的输出电流；电压传感器，设于燃料电池内部，用于测量燃料电池的输出电压；保护器，保护器的输入端连接电流传感器、电压传感器；保护器的输出端控制连接继电器的控制线圈；正常运行时，保护器控制继电器的常开触点闭合；发生过流/欠压故障时，保护器控制继电器的常开触点断开。本发明专利技术在发生过流/欠压故障时，直接从燃料电池内部切断燃料电池与外部的连接，更加及时、全面的保护燃料电池。全面的保护燃料电池。全面的保护燃料电池。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池系统


[0001]本专利技术涉及一种燃料电池系统，属于新能源汽车燃料电池客车


技术介绍

[0002]燃料电池具有发电效率高、环境污染小、比能量高、噪音低、燃料范围广、可靠性高等优点，在新能源汽车领域得到不断应用，成为汽车的主要驱动动力源之一。
[0003]目前燃料电池系统在汽车或应用上，采用如图1所采用的系统方案，汽车上燃料电池系统发出的电能通过BOOST升压DCDC变换器将电压抬升后送至动力电池。在整个系统中，燃料电池系统内部并没有相应的保护装置。为了实现燃料电池的保护，一般情况下，首先采集DCDC变换器输入端的电压和电流，通过CAN总线将做采集的电压和电流发送至燃料电池控制器，进而发送至整车控制器中，整车控制器对电流和电压进行判断，当电流和电压超出一定阈值后，整车控制器控制动力电池输入端的继电器断开，进而实现燃料电池的保护。
[0004]然而上述保护过程中，有以下缺点：
[0005]1.对于客车这种通信距离较远的车辆，无法做到及时保护；
[0006]2.电流和电压出现异常时，仅仅通过切断动力电池来保护燃料电池，如果DCDC变换器故障时，由于并没有切断DCDC变换器和燃料电池的连接，导致燃料电池的损坏，无法做到燃料电池的全面保护。

技术实现思路

[0007]本申请的目的在于提供一种燃料电池系统，用以解决现有保护方式保护不全面的问题。
[0008]为实现上述目的，本申请提出了一种燃料电池系统的技术方案，燃料电池系统包括燃料电池，还包括：r/>[0009]继电器，继电器的常开触点设于燃料电池系统内部、燃料电池的出线端；
[0010]电流传感器，设于燃料电池与所述继电器的常开触点之间，用于测量燃料电池的输出电流；
[0011]电压传感器，设于燃料电池内部，用于测量燃料电池的输出电压；
[0012]保护器，保护器的输入端连接电流传感器、电压传感器；保护器的输出端控制连接继电器的控制线圈；正常运行时，保护器控制继电器的常开触点闭合；发生过流/欠压故障时，保护器控制继电器的常开触点断开。
[0013]本专利技术的燃料电池系统的技术方案的有益效果是：本专利技术在燃料电池内部设置继电器、电流传感器、电压传感器以及保护器，保护器通过接收燃料电池输出的电流信号和电压信号判断出发生过流/欠压故障时，直接从燃料电池内部切断燃料电池与外部的连接，更加及时、全面的保护燃料电池。
[0014]进一步的，所述保护器为燃料电池控制器，燃料电池控制器的输入端采样连接电流传感器、电压传感器；燃料电池控制器的第一控制端控制连接继电器的控制线圈。
[0015]进一步的，为了提高保护的及时性，所述保护器为保护电路，保护电路包括：
[0016]电压比较器，电压比较器的反相输入端连接欠压阈值对应的第一参考电压、电压比较器的同相输入端连接电压传感器；
[0017]电流比较器，电流比较器的反相输入端连接电流传感器、电流比较器的同相输入端连接过流阈值对应的第二参考电压；
[0018]与门电路，门电路的输入端连接电压比较器、电流比较器的输出端；与门电路的输出端控制连接继电器的控制线圈。
[0019]进一步的，为了提高保护的可靠性，所述保护器包括：
[0020]燃料电池控制器，燃料电池控制器的输入端采样连接电流传感器、电压传感器；
[0021]保护电路，包括：
[0022]电压比较器，电压比较器的反相输入端连接欠压阈值对应的第一参考电压、电压比较器的同相输入端连接电压传感器；
[0023]电流比较器，电流比较器的反相输入端连接电流传感器、电流比较器的同相输入端连接过流阈值对应的第二参考电压；
[0024]与门电路，门电路的输入端连接电压比较器、电流比较器的输出端，以及燃料电池控制器的第一控制端；与门电路的输出端控制连接继电器的控制线圈。
[0025]进一步的，继电器包括第一继电器和第二继电器，第一继电器设置在燃料电池输出的正极支路上；第二继电器设置在燃料电池输出的负极支路上。
[0026]进一步的，为了防止燃料电池长时间过载，设置滞回区间，燃料电池控制器的第二控制端用于连接DCDC变换器，以实现以下步骤：
[0027]当第一设定电流＜测量电流≤过流阈值，或欠压阈值≤测量电压＜第一设定电压时，燃料电池控制器的第二控制端控制DCDC变换器降电流运行；
[0028]当测量电流＞过流阈值，或测量电压＜欠压阈值，发生过流/欠压故障时，燃料电池控制器的第一控制端控制继电器的常开触点断开。
[0029]进一步的，所述第一参考电压和第二参考电压均通过分压电路实现。
附图说明
[0030]图1是现有技术中燃料电池系统的保护原理图；
[0031]图2是本专利技术燃料电池系统实施例1的结构图；
[0032]图3是本专利技术燃料电池控制器的控制流程图；
[0033]图4是本专利技术燃料电池系统实施例2的结构图；
[0034]图5是本专利技术燃料电池系统实施例3的结构图。
具体实施方式
[0035]燃料电池系统实施例1：
[0036]本专利技术的主要构思在于，在燃料电池系统内部设置用于保护燃料电池的保护装置，在电流、电压出现异常的情况下，及时切断燃料电池系统与外部的连接，全面的保证燃料电池的安全。
[0037]具体的，如图2所示，燃料电池系统包括燃料电池和燃料电池系统保护装置，燃料
电池系统保护装置包括燃料电池控制器FCU、电流传感器、电压传感器、继电器K1、继电器K2；
[0038]燃料电池的出线端通过正极支路和负极支路连接DCDC变换器的输入端；并且燃料电池系统内部、燃料电池的出线端的正极支路上设置继电器K1的常开触点；负极支路上设置继电器K2的常开触点；以通过继电器K1和继电器K2的状态控制燃料电池内部与外部的连接状态。
[0039]电流传感器采用霍尔传感器，设于燃料电池与继电器K1的常开触点之间，用于测量燃料电池的输出电流；电压传感器设于燃料电池内部，用于采集燃料电池的输出电压；电压传感器所采集的电压称为测量电压。
[0040]霍尔传感器和电压传感器连接燃料电池控制器FCU的采集端，用于将所采集的测量电流和测量电压发送至燃料电池控制器FCU；燃料电池控制器FCU的第一控制端控制连接继电器K1和继电器K2的控制线圈；燃料电池控制器FCU的第二控制端通过CAN通讯连接DCDC变换器。
[0041]燃料电池控制器FCU包括处理器、存储器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器在执行计算机程序时实现如图3所示的保护方法，保护方法包括：
[0042]当测量电流≤第一设定电流时，且当测量电压≥第一设定电压时，燃料电池控制器的第一控制端输出高电平，继电器K1的控制线圈和继电器K2的控制线圈带电，继电器K1的常开触点和继电器K2的常开触点闭合；控制继电器的常开触点断开燃料电池控制器的第二控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统，包括燃料电池，其特征在于，还包括：继电器，继电器的常开触点设于燃料电池系统内部、燃料电池的出线端；电流传感器，设于燃料电池与所述继电器的常开触点之间，用于测量燃料电池的输出电流；电压传感器，设于燃料电池内部，用于测量燃料电池的输出电压；保护器，保护器的输入端连接电流传感器、电压传感器；保护器的输出端控制连接继电器的控制线圈；正常运行时，保护器控制继电器的常开触点闭合；发生过流/欠压故障时，保护器控制继电器的常开触点断开。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述保护器为燃料电池控制器，燃料电池控制器的输入端采样连接电流传感器、电压传感器；燃料电池控制器的第一控制端控制连接继电器的控制线圈。3.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述保护器为保护电路，保护电路包括：电压比较器，电压比较器的反相输入端连接欠压阈值对应的第一参考电压、电压比较器的同相输入端连接电压传感器；电流比较器，电流比较器的反相输入端连接电流传感器、电流比较器的同相输入端连接过流阈值对应的第二参考电压；与门电路，门电路的输入端连接电压比较器、电流比较器的输出端；与门电路的输出端控制连接继电器的控制线圈。4.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其特征在于，所述保护器包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：张松涛，蒋尚峰，张龙海，孟德水，余阳阳，
申请(专利权)人：宇通客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：