一种智能化燃料电池系统低压配电模块技术方案

本实用新型专利技术公开了一种智能化燃料电池系统低压配电模块，涉及燃料电池的技术领域。其技术要点是：包括：SBC模块、MCU模块以及HSD模块，MCU模块通过SPI通信配置HSD模块以及SBC模块。本实用新型专利技术具有的优点：所有供电回路状态得到监控，可实时提供整个低压系统、每一个供电回路的电压、电流、功耗等参数。功耗等参数。功耗等参数。

【技术实现步骤摘要】
一种智能化燃料电池系统低压配电模块


[0001]本技术涉及燃料电池的
，具体为一种智能化燃料电池系统低压配电模块。

技术介绍

[0002]氢燃料电池系统具有零排放、加氢快优势，能够有效解决锂电池充电时间长，续航里程短等问题，是一种具有广阔发展前景的新能源方向。
[0003]当前，燃料电池系统中，由于有诸多电器件的原因，通常需要使用低压继电器保险盒来实现电器件的供电以及上电逻辑。但现有的继电器保险盒存在问题：低压系统实时功耗不能检测。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本技术的目的在于提供一种智能化燃料电池系统低压配电模块，其具有的优点：所有供电回路状态得到监控，可实时提供整个低压系统、每一个供电回路的电压、电流、功耗等参数。
[0005]本技术的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0006]一种智能化燃料电池系统低压配电模块，包括：SBC模块、
[0007]MCU模块以及HSD模块，MCU模块通过SPI通信配置HSD模块以及SBC模块，
[0008]SBC模块：用于对小电瓶输入电源的监控；
[0009]MCU模块：用于实现对整个低压供电的监控；
[0010]HSD模块；能够检测每个通道的输出电流，实现对单个通道负载的电流检测，并对负载的状态通过ISENSE引脚的电平将故障反馈给MCU。
[0011]本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：低压配电模块采用的是EMC滤波，EMC采用大功率共模电感。
[0012]本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括CAN通信模块，通过接口与MCU模块连接。
[0013]本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括KL30电压反馈模块，所述KL30电压反馈模块采用电阻分压方式。
[0014]本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括电流反馈模块以及输出电压采集模块，所述电流反馈模块经过低通滤波输入到MCU模块，所述输出电压采集模块采用电阻分压以及低通滤波电路输入到MCU的AD端口。
[0015]综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
[0016]1.整个燃料电池系统供电优化管理，提高系统可靠性，系统更安全；
[0017]2.所有供电回路状态监控，可实时提供整个低压系统，每一个供电回路的电压、电流、功耗等参数；
[0018]3.设计不含任何传统保险丝、继电器，所有供电回路采用智能高边驱动芯片，速度
快、可靠性更高；
[0019]4.所有供电回路军可实现短路、断路、过流、过温等保护，无损伤，无需更换任何器件；
[0020]5.所有供电回路供电均可控制，可根据需求灵活配置各回路上电顺序；
[0021]6.CAN总线控制，极大减少线束，降低线束成本，减少故障，提高可靠性；
[0022]7.产品配置EMC滤波电路，对整个低压系统EMC有很好的优化。
附图说明
[0023]图1是低压配电模块的系统框图。
具体实施方式
[0024]以下结合附图对本技术作进一步详细说明。
[0025]如图1所示，为本技术所披露的一种智能化燃料电池系统低压配电模块，包括：SBC模块、MCU模块以及HSD模块，MCU模块通过SPI通信配置HSD模块以及SBC模块。低压配电模块采用的是EMC滤波，EMC采用大功率共模电感，Π型滤波电路，多级滤波电容组成，较好抑制负载的沿电源线的传导发射能量，增强沿电源线的抗扰性能。
[0026]SBC模块：用于对小电瓶输入电源的监控；此处采用英飞凌SBC芯片实现对小电瓶输入电源的监控，若小电瓶电压过低，可通过BOOST电路将电压升到9V以上；SBC芯片被唤醒后，即使唤醒信号丢失，仍能保持唤醒状态，直到收到下电命令，有效的消除了唤醒信号线路的干扰；SBC还能为MCU提供必须的3.3V，5V。
[0027]MCU模块：用于实现对整个低压供电的监控；MCU采用英飞凌TC系列单片机，实现整个低压供电的监控，包括输入电压检测，输入电流检测，各电器件供电逻辑控制，供电电压、电流参数采集，故障代码保存及上传等功能，MCU可通过SPI通信配置HSD模块以及SBC模块。
[0028]HSD模块；高边驱动芯片采用英飞凌4路驱动芯片，共3个，最多可提供多达12路对外驱动，单路驱动额定电流可达4A，每个芯片的峰值电流可达10A，满足各电器件的供电需求，同时HSD芯片能够检测每个通道的输出电流，实现对单个通道负载的电流检测，并对负载的状态，如对地短路、对VCC短路、开路等诊断，通过ISENSE引脚的电平将故障反馈给MCU。
[0029]还包括CAN通信模块，通过接口与MCU模块连接。采用NXP公司的TJA10xx系列芯片，配上TVS芯片以及共模电感等电路，保证CAN通信有很强的抗干扰能力，同时TJA10xx芯片还具有CAN唤醒功能，丰富了低压配电模块的唤醒功能；系统控制器可发送CAN报文，控制低压配电模块的工作状态，监控低压供电系统的状态。
[0030]还包括KL30电压反馈模块，KL30电压反馈模块采用电阻分压方式，配合低通滤波实现对KL30输入电压的监控，用于整个低压系统模块功率估算的电压输入。
[0031]还包括电流反馈模块以及输出电压采集模块：
[0032]电流反馈模块：采用英飞凌专用的电流反馈芯片，将电流信号转换为电压信号，经过低通滤波输入到MCU模块，实现对整个低压系统的电流功耗采集。
[0033]输出电压采集模块采用电阻分压以及低通滤波电路输入到MCU的AD端口。对各供电回路的供电电压进行检测，用于故障诊断以及各回路功耗计算，采用电阻分压以及低通滤波电路输入到MCU的AD端口。
[0034]除此之外，还包括常电输出模块：采用英飞凌BTS70xx芯片，首先用KL30_PROT的电压使芯片处于常电状态，当MCU被唤醒后，常电输出模块变成可控制的驱动芯片；和HSD模块一样，常电模块同样有电流反馈以及短路、断路等故障诊断功能；
[0035]本具体实施方式的实施例均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能化燃料电池系统低压配电模块，其特征在于，包括：SBC模块、MCU模块以及HSD模块，MCU模块通过SPI通信配置HSD模块以及SBC模块，SBC模块：用于对小电瓶输入电源的监控；MCU模块：用于实现对整个低压供电的监控；HSD模块；能够检测每个通道的输出电流，实现对单个通道负载的电流检测，并对负载的状态通过ISENSE引脚的电平将故障反馈给MCU。2.根据权利要求1所述的一种智能化燃料电池系统低压配电模块，其特征在于，低压配电模块采用的是EMC滤波，EMC采用大功率共模电感。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：史占安，
申请(专利权)人：氢质氢离北京氢能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：