[发明专利]氢燃料电池车载高压集成控制器

说明书

一种氢燃料电池车载高压集成控制器，包括升压DCDC模块、充电机、降压DCDC模块和配电模块，它们布置在高压集成控制器封装箱上，升压DCDC模块输入端、充电机输入端、降压DCDC模块输出端及配电模块输出端分别布置在高压集成控制器封装箱的不同端口处；所述升压DCDC模块输出端与充电机输出端、降压DCDC模块的输入端及配电模块的输入端并联共用电路。本发明集成了燃料电池高压控制器需要的升压、降压、充电及配电等功能，可满足增程式燃料电池车辆大功率升压的需求，同时满足高电压平台从电源到用电器的所有相关电压转换和大部分高压输出配电需求。

技术领域

本发明属于增程式氢燃料电池车辆领域，具体涉及氢燃料电池车载高压集成控制器。

背景技术

增程式氢燃料电池车辆是在纯电动车辆的基础上，增加了一套氢燃料动力系统。参见图1，氢燃料动力系统的电堆1通过氢气和氧气的反应产生高压电，然后经过大功率升压DCDC2稳压并升高电压，用于高压电池3充电，高压电池再通过配电模块4给压缩机5、PTC6、空压机控制器7等高压用电器供电，驱动车辆行驶。增程式氢燃料电池车辆也可直接通过充电机9把来自于充电座8的220V交流电转换为高压直流电给高压电池3充电。 同时，高压电池通过降压DCDC10给12V蓄电池11充电。

近年来，随着国家政策的鼓励，燃料电池技术取得快速发展，但国内燃料电池系统及相关产品由于发展时间短，距离大批量应用仍有较大的差距，燃料电池上应用的大功率升压DCDC在技术方案、性能指标等方面仍不成熟，总体上还达不到量产的水平。

乘用车布置空间有限，要把一套氢燃料电池动力系统布置到车上是燃料电池技术应用的一大难题。现有技术增程式氢燃料电池车辆上用于功率转换的高压控制器有大功率升压DCDC2 、充电机9和降压DCDC10，还有配电盒4在高压电池3与高压用电器之间起转换作用，大量的控制器造成布置上的困难，这些控制器需要大量的高压线束和冷却管路布置来相互连接，不利于整车的布置，也会导致整车重量增加。

发明内容

本发明公开的氢燃料电池车载高压集成控制器，集成燃料电池高压控制器需要的升压、降压、充电及配电等功能，可满足增程式燃料电池车辆大功率升压的需求，同时满足高电压平台从电源到用电器的所有相关电压转换和大部分高压输出配电需求。

本发明公开的氢燃料电池车载高压集成控制器，包括升压DCDC模块、充电机、降压DCDC模块和配电模块。

所述升压DCDC模块被用于接收电堆输入电压并进行稳压、升压处理后给高压电池充电。

所述充电机被用于接收充电座输入交流电并转换为直流电后给高压电池充电。

所述降压DCDC模块被用于接收高压电池的高压直流电并降为低压电，给蓄电池充电。

所述配电模块被用于接收高压电池的高压直流电并给三路高压用电器进行供电。

升压DCDC模块、充电机、降压DCDC模块和配电模块布置在高压集成控制器封装箱上。

所述升压DCDC模块输入端、充电机输入端、降压DCDC模块输出端及配电模块输出端分别布置在高压集成控制器封装箱的不同端口处；所述升压DCDC模块输出端与充电机输出端、降压DCDC模块的输入端及配电模块的输入端并联共用电路。

进一步地，升压DCDC模块采用四相交错并联的BOOST电路结构；

其输入端通过串联500A的保险、开放控制权限继电器与电堆进行关断控制；其输入端串联一组电压传感器和电流传感器；输出端串联一组电压传感器和电流传感器；其四相交错BOOST电路上的每一相电路串联一组电流传感器及线圈。

进一步地，高压集成控制器封装箱仅设置一处进水口、出水口及连接两者的冷却管路。

进一步地，升压DCDC模块完成升压后输出回路通过30A的保险并联了充电机和降压DCDC模块。