[发明专利]基于大功率需求的燃料电池双高压供电电源、供电系统

说明书

本发明公开了一种基于大功率需求的燃料电池双高压供电电源，包括燃料电池，燃料电池与升压DC‑DC转换器电性连接，还包括功率控制单元，功率控制单元包括双向DC‑DC转换器和第二高压配电盒，双向DC‑DC转换器的第一高压端口与升压DC‑DC转换器电性连接，第二高压端口与储能元件电性连接，升压DC‑DC转换器设有第一高压端口，第二高压配电盒第二高压端口。本发明还公开了一种基于大功率需求的燃料电池双高压供电系统，包括供电电源、第一高压装置、第二高压装置和低压蓄电池。本发明可同时输出第一高压和第二高压，储能元件可在起动和大功率需求大时输出第一高压和第二高压，避免了当燃料电池输出电压过高时，升压DC‑DC转换器无法正常工作，满足了大功率需求。

技术领域

本发明涉及燃料汽车技术领域，具体地指一种基于大功率需求的燃料电池双高压供电电源、供电系统。

背景技术

随着燃料电池车型研发和应用的不断发展，现有的趋势不断朝向电-电混合方式，即以燃料电池为主和以辅助储能元件为辅的架构。储能元件主要满足整车动力性需求，在整车百公里加速以及爬坡时提供足够的动力，弥补燃电系统瞬时功率响应不及时的缺点。小功率燃料电池系统已经无法满足乘用车动力需求，而全功率燃电系统开发需求已经在迅速推进中。

而燃料升压DCDC作为燃料电池系统中重要组成部件，主要起到对燃料电池堆输出电压进行升压和稳压作用，以满足整车快速功率变化需求，解决燃电系统动态响应速率较软的问题。而燃料电池系统升压DCDC工作的前提条件就是输入电压低于输出电压。其输入电压为燃料电池堆输出电压，输出为整车母线电压。

由于目前新能源电动车整车母线电压范围一般为250V～500V，额定电压为350V，随着燃料电池的功率需求不断增大，燃料电池堆的输出电压也会越来越高，以至于会超过整车母线电压，那么燃料电池系统升压DCDC将无法工作。同时传统的燃料电池车型的辅助储能元件采用动力电池，而动力电池具有循环寿命低、充电慢、功率密度不高，以及需要单独的充电电路等问题。因此，亟需针对未来大功率需求的趋势对燃料电池供电系统进行重新设计。

发明内容

本发明的目的就是要克服上述现有技术存在的不足，提供一种基于大功率需求的燃料电池双高压供电电源、供电系统，在保证升压DC-DC转换器正常工作的同时，实现同时双高压供电，满足大功率需求。

为实现上述目的，本发明提供一种基于大功率需求的燃料电池双高压供电电源，其特征在于：包括燃料电池，所述燃料电池输出端与升压DC-DC转换器输入端电性连接，还包括功率控制单元，所述功率控制单元包括双向DC-DC转换器和第二高压配电盒，所述双向DC-DC转换器设有第一高压端口和第二高压端口，所述第一高压端口与升压DC-DC转换器电性连接，所述第二高压端口与储能元件电性连接，所述升压DC-DC转换器输出端设有与第一高压装置电性连接的第一高压端口，所述第二高压配电盒输入端与第二高压端口电性连接，其输出端设有与第二高压装置电性连接的第二高压端口。

进一步地，所述第一高压端口的电压大于第二高压端口。

进一步地，所述第一高压端口的电压为430～680V。

进一步地，所述第二高压端口的电压为250～500V。

进一步地，所述功率控制单元还包括降压DC-DC转换器，所述降压DC-DC转换器输入端与第二高压配电盒输出端电性连接，其输出端设有低压输出端口。

进一步地，所述储能元件为超级储能电容。

本发明还提供一种基于大功率需求的燃料电池双高压供电系统，包括上述所述的基于大功率需求的燃料电池双高压供电电源，还包括与所述第一高压端口电性连接的第一高压装置，和与所述第二高压端口电性连接的第二高压装置。

进一步地，所述第一高压装置包括空气增压器和驱动电机。