[发明专利]一种用于氢能源汽车车窗的应急供电系统及方法

说明书

本发明公开了一种用于氢能源汽车车窗的应急供电系统及方法，为了解决氢燃料电池乘用车极端情况下的安全性，在车辆正常情况下，通过特定的控制方法，优先使用车辆的低压电源为车窗电机供电，确保车窗的正常工作；同时，在低压电源异常断电的情况下，进行应急供电系统的无缝切入，可以利用超级电容系统通过双向DC电源为车窗电机供电，以持续保持车窗开启功能，从而确保车辆极端情况下车窗快速开启的可靠性，避免了因低压异常断电后的车窗无法打开的安全隐患。

技术领域

本发明涉及新能源车技术领域，具体涉及一种用于氢能源汽车车窗的应急供电系统及方法。

背景技术

正常情况下，氢燃料电池乘用车的电动车窗采用整车低压电源供电从而驱动电动车窗电机正常工作。然而车辆在极端天气环境下，因非人为因素导致车辆浸水时，或者在车辆发生碰撞等事故时，车窗电机电路失电，车窗玻璃会无法放下，另外车门在水压作用下也无法打开，最终导致车内乘客无法逃生而遇难。因此，如何解决氢燃料电池乘用车遇险情况下仍能顺利打开车窗，为乘客提供逃生通道，是氢燃料电池乘用车必需解决的问题。为此，本发明提供了一种氢燃料电池乘用车电动车窗的可靠而耐用的应急供电系统及控制方法，旨在解决车辆的电动车窗在低压电路失电情况下仍能顺利打开的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种用于氢能源汽车车窗的应急供电系统及方法。

一种用于氢能源汽车车窗的应急供电系统，包括应急供电系统、车窗电机、低压电源、PDU、氢燃料电池、CAN总线、接触器K1、接触器K2、驱动电机和VCU，所述应急供电系统包括双向DC电源和超级电容系统，所述双向DC电源包括低压DC转换器和高压双向DC转换器，所述超级电容系统包括超级电容器模组和电容管理系统CMS，所述氢燃料电池的输出端连接PDU的输入端，PDU的第一输出端与驱动电机的输入端相连，PDU的第二输出端与双向DC电源第一连接端相连，双向DC电源的第二连接端与超级电容系统相连，PDU的控制端通过CAN总线与VCU连接，所述氢燃料电池还与VCU通过CAN总线相连，所述双向DC电源的输出端与车窗电机的第一输入端相连，所述低压电源的输出端通过接触器K1和接触器K2和车窗电机的第二输入端相连，所述VCU、双向DC电源、超级电容系统、车窗电机以及低压电源的控制端均连接在CAN总线上；所述应急供电系统还包括接触器K3、继电器K4、预充电阻和接触器K5，所述预充电阻用于对双向DC电源进行预充电；继电器K4与预充电阻串联之后再和接触器K5并联，两个并联点分别作为第一连接端和第二连接端，第一连接端连接超级电容器模组，第二连接端连接低压DC转换器与高压双向DC转换器，接触器K3一端连接超级电容器模组，另一端连接高压双向DC转换器与低压DC转换器；所述低压DC转换器包括第一组连接端和第二组连接端，所述高压双向DC转换器包括第一组连接端和第二组连接端，所述低压DC转换器的第二组连接端的正极与高压双向DC转换器第二组连接端的正极相连，所述低压DC转换器的第二组连接端的负极与高压双向DC转换器第二组连接端的负极相连；正常情况下，接触器K1和接触器K2处于闭合状态，车窗电机的供电由低压电源单独供电，应急供电系统的低压应急电源处于持续输出状态，应急供电系统的输出电压始终低于低压电源的电压值，让应急供电系统始终处于备用状态；VCU一旦检测到低压电源供电异常时，接触器K1和接触器K2断开，应急供电系统会立即响应给车窗电机供电，确保车辆车窗快速打开。

进一步地，所述应急供电系统中，双向DC电源提供了为超级电容系统充放电时的高压接口，也提供了用于车窗电机供电的低压接口。

进一步地，所述超级电容系统中采用锂离子超级电容器作为储能元件。

一种用于氢能源汽车车窗的应急供电方法，基于一种用于氢能源汽车车窗的应急供电系统实现，整车稳态时，即汽车没有急加速和刹车的情况下，由氢燃料电池输送能量经过双向DC电源内高压双向DC转换器给超级电容系统充电。