[实用新型]一种用于氢燃料电池系统的多合一控制器电路

说明书

本申请涉及一种用于氢燃料电池系统的多合一控制器电路，涉及一种用于氢燃料电池系统的多合一控制器电路的技术领域，其包括：燃料电池DC‑DC模块及其预充电路、空压机控制模块、辅助降压DC‑DC模块、高压配电模块、电流、电压传感器、总负接触器Ksubgt;1/subgt;及放电电阻Rsubgt;1/subgt;。

技术领域

本申请涉及氢燃料电池系统控制器的技术领域，尤其是涉及一种用于氢燃料电池系统的多合一控制器电路。

背景技术

为了实现碳达峰及碳中和目标，我国正积极推进氢能行业的发展。

氢燃料电池汽车作为该行业的重要环节。未来几年，公路客车及重型卡车将成为氢燃料电池系统的主要终端客户，对氢燃料电池的功率需求将越来越大。考虑到整车安装空间的限制和经济性要求，氢燃料电池系统的集成度及功率密度是重点考虑的指标。

目前150KW以上的大功率氢燃料电池系统已逐渐进入市场，但燃料电池系统多合一控制器作为关键零部件，技术相对落后。因此，需要加大燃料电池系统多合一控制器的研发力度，以满足市场需求。

提高氢燃料电池电堆功率的两个途径，一是提高工作点的电流密度，二是增加串联的单片数量。当前技术条件下，单靠提高电流密度已经无法满足大功率燃料电池系统的需求，必须增加串联的单片数量。单片数量越多，氢燃料电池电堆的总电压越高。为了实现氢燃料电池电堆与整车动力电池高压平台的耦合匹配，需要采用升降压DC-DC方案。其一：现阶段市场上批量使用的燃料电池DC-DC方案主要为升压方案，已经无法满足大功率氢燃料电池系统高输出电压的要求。其二：面向大功率氢燃料电池系统的高度集成化的多合一控制器未投入使用，氢燃料电池系统面临着布置空间需求大，装配复杂，成本高，使用不便，功率密度低的问题。

实用新型内容

为了至少部分解决上述技术问题，本申请提供了一种用于氢燃料电池系统的多合一控制器电路。

一种用于氢燃料电池系统的多合一控制器电路，包括：

燃料电池DC-DC模块；所述燃料电池DC-DC模块用于与氢燃料电池电堆连接；所述燃料电池DC-DC模块用于对氢燃料电池电堆输出电压进行升压及降压变换以匹配动力电池电压；

预充电路；所述预充电路用于燃料电池DC-DC模块、辅助降压DC-DC模块、空压机控制模块的内部连接端电容器的预充电；

空压机控制模块；所述空压机控制模块的输出端用于与空压机连接；所述空压机控制模块用于控制空压机启停、转速控制及故障诊断

辅助降压DC-DC模块；所述辅助降压DC-DC模块用于将动力电池电压降至27.5V，作为燃料电池系统低压电源；

高压配电模块；所述高压配电模块用于氢燃料电池系统的高压电源分配、高压预充电及过载短路保护；

若干电流传感器；用于检测控制电路中的电流；

若干电压传感器；用于检测控制电路中的电压；

总负接触器K₁；所述总负接触器K₁串联在氢燃料电池电堆负极输出与燃料电池DC-DC模块负极输入之间，用于氢燃料电池电堆与燃料电池DC-DC模块的负极通断控制；

放电电阻R₁；放电电阻R₁并联在燃料电池DC-DC模块输出正负极之间，用于多合一控制器停止工作后，高压母线上残余电压的泄放。

可选的，所述燃料电池DC-DC模块包括：输入共模电感L₁、输入滤波电容C₁、功率开关管Q₁、二极管D₁、储能电感L₂、功率开关管Q₂、二极管D₂及输出储能电容C；