氢燃料电池汽车车载蓄电池的多合一补电系统及方法与流程

1.本发明涉及氢燃料电池汽车技术领域，涉及一种氢燃料电池汽车车载蓄电池的多合一补电系统及方法。


背景技术：

2.氢燃料电池汽车已经逐渐成为各国解决这些问题的重要措施之一。由于氢燃料电池汽车不成熟，加氢站较少，多数氢燃料电池汽车存放时间大于运行时间，所以存放情况下燃料电池汽车的高压锂电池和低压蓄电池荷电状态的好坏需要格外关注。目前，对燃料电池系统的监测通常采用人力对现场燃料电池系统实时采集数据，逐个的检查，易受人力的局限且耗费时间较长，反应速度较慢，一旦出现失误，产生巨大的经济损失，给燃料电池系统的管理带来困难。
3.公开号为cn 112776674 a中国发明专利申请公开了一种氢能汽车的智能补电系统及其方法，包括控制系统、执行系统和显示系统，所述控制系统包括车载t-box和vcu，所述执行系统包括燃料电池系统、锂电池系统、升压dc/dc 和12v dc/dc，所述显示系统包括云平台和手机app，所述车载t-box和vcu 之间通过can通讯连接，所述燃料电池系统的输出端与升压dc/dc连接，所述锂电池系统和升压dc/dc的输出端均与12v dc/dc连接，所述12v dc/dc 的输出端与12v蓄电池连接，所述车载t-box的输出端与云平台连接，所述云平台与手机app连接。该氢能汽车的智能补电系统及其方法，通过依据车载t-box对电池的电量监控，通过vcu控制高压锂电池系统和燃料电池系统为 12v蓄电池充电，补电模式单一，补电线路较复杂。
4.因此，开发一种同时解决动力锂电池和低压蓄电池的补电问题且线路简化的氢燃料电池汽车车载蓄电池的智能补电系统是一个亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.由于现有技术存在上述缺陷，本发明提供了一种氢燃料电池汽车车载蓄电池的多合一补电系统及方法，以解决同时为动力锂电池和低压蓄电池智能补电且线路复杂的问题。
6.为实现上述目的，一方面，本发明提供一种氢燃料电池汽车车载蓄电池的多合一补电系统，包括整车控制器、数据监测中心，所述数据监测中心包括云平台及数据显示屏，其特征在于：还包括无线收发及检测系统、补电系统；所述无线收发及检测系统包括车载远程终端tbox和电池管理系统bms；所述 tbox与所述云平台之间通过移动无线连接；所述bms具备定时唤醒的功能和采集车载蓄电池电压的功能；所述补电系统包括燃料电池系统、燃料电池dc/dc 升压组件、多合一控制系统、车载锂电池系统、车载低压蓄电池系统、dc/dc 降压组件；所述tbox、所述bms、所述dc/dc降压组件、所述燃料电池系统与所述整车控制器之间通过can通讯连接；所述燃料电池系统、所述燃料电池 dc/dc升压组件、所述锂电池系统、所述dc/dc降压组件与所述低压蓄电池系统依次通过高压直流母线连接。
7.优选地，所述tbox与所述云平台之间的移动无线连接通过lte、fdd/lte 或tdd/td-scdma/wcdma/cdma/gsm网络制式进行。
8.优选地，所述bms的定时唤醒功能包括bms在休眠状态下，每24h被定时唤醒一次，进行电压检测。
9.优选地，所述bms的采集车载蓄电池电压的功能包括采集所述低压蓄电池以及所述锂电池的电压。
10.优选地，所述bms具备采集模块采集12v或24v低压蓄电池电压，通过电压判断蓄电池的电量。
11.优选地，所述bms采集锂电池板从控采集单元采集的锂电池单体的电压数据。
12.另一方面，本发明提供一种氢燃料电池汽车车载蓄电池的多合一补电方法，其特征在于，包括如下步骤：
13.bms休眠时间计时，当到达定时唤醒时间，bms开始检测低压蓄电池及锂电池电压，若蓄电池电量或锂电池电压低于各自设定的阈值，开启补电流程；若均不满足条件，bms进入下电休眠策略，等待下一次满足唤醒时间；
14.开启补电流程后，bms上报补电指令到整车网络。整车控制器被bms唤醒后，通过监测整车状态确认是否可以补电；若各节点均无故障，整车控制器使待补电系统的节点零部件上低压电，进入远程补电模式，同时tbox上传到云平台，云平台通过数据监测中心显示，并手机短信通知用户，当前状态及预计补电时间；
15.所述补电模式分为补电模式m1，补电模式m2和补电模式m3三种类别，由整车控制器判断具体进入哪种模式；
16.所述补电模式m1是燃料电池系统为锂电池和低压蓄电池共同补电；所述补电模式m2是燃料电池系统单独为锂电池补电；所述补电模式m3是锂电池单独为低压蓄电池补电。
17.优选地，所述补电模式m1需要所述多合一控制系统唤醒所述燃料电池系统、所述燃料电池dc/dc升压组件、所述车载锂电池系统、所述车载低压蓄电池系统和所述dc/dc降压组件。
18.优选地，所述补电模式m2需要所述多合一控制系统唤醒所述燃料电池系统、所述燃料电池dc/dc升压组件和所述车载锂电池系统。
19.优选地，所述补电模式m3需要所述多合一控制系统唤醒所述车载锂电池系统、所述车载低压蓄电池系统和所述dc/dc降压组件。
20.与现有技术相比，上述发明具有如下优点或者有益效果：
21.(1)根据车辆及车载锂电池及低压蓄电池的状态选择补电模式，根据不同的补电模式，唤醒相应需要工作的组件进行操作，降低能耗，提高补电效率；
22.(2)通过多合一的信号通讯线路和高压母线线路的设计，实现线路的多功能化，优化了补电线路；
23.(3)通过bms定时唤醒对车载锂电池及低压蓄电池的电量进行监控和智能补电，避免车辆被频繁唤醒的高能耗；
24.(4)智能补电系统通过远程终端连接到云平台，实现补电过程的全程监控。
25.本发明公开的一种氢燃料电池汽车车载蓄电池的多合一补电系统，包括整车控制器、数据监测中心、无线收发及检测系统和补电系统。所述无线收发及检测系统包括车载远
程终端tbox和电池管理系统bms；所述tbox与所述云平台之间通过移动无线连接；所述bms具备定时唤醒的功能和采集车载蓄电池电压的功能；所述补电系统包括燃料电池系统、燃料电池dc/dc升压组件、多合一控制系统、车载锂电池系统、车载低压蓄电池系统、dc/dc降压组件。基于所述补电系统的补电方法可实现三种补电模式，用于单独为锂电池系统或低压蓄电池系统补电，或实现它们的同时补电。本发明的多合一补电系统及方法优化了补电线路，降低能耗，提高了补电效率。
附图说明
26.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
27.图1为本发明的多合一补电系统的低压信号线路图；
28.图2为本发明的多合一补电系统的高压动力线路图；
29.图3为本发明的多合一补电方法的工作流程图。
具体实施方式
30.下面结合附图和具体的实施例对本发明中的结构作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。
31.实施例1
32.如图1和图2所示，一种氢燃料电池汽车车载蓄电池的多合一补电系统，包括整车控制器、数据监测中心，数据监测中心包括云平台及数据显示屏，还包括无线收发及检测系统、补电系统；无线收发及检测系统包括车载远程终端 tbox和电池管理系统bms；tbox与所述云平台之间通过4g fdd/lte网络无线连接；bms具备定时唤醒的功能和采集车载蓄电池电压的功能；bms的定时唤醒功能包括bms在休眠状态下，每24h被定时唤醒一次，进行电压检测。 bms可同时采集车载锂电池单体的电压和12v/24v低压蓄电池的电压和电量。所述bms采集锂电池板从控采集单元采集的锂电池单体的电压数据。补电系统包括燃料电池系统、燃料电池dc/dc升压组件、多合一控制系统、车载锂电池系统、车载低压蓄电池系统、dc/dc降压组件；tbox、bms、dc/dc降压组件、所述燃料电池系统与所述整车控制器之间通过can通讯连接；燃料电池系统、燃料电池dc/dc升压组件、锂电池系统、dc/dc降压组件与低压蓄电池系统依次通过高压直流母线连接。
33.所述tbox与所述云平台之间的移动无线连接还可以通过lte或 tdd/td-scdma/wcdma/cdma/gsm等网络制式进行。
34.实施例2
35.如图3所示，使用实施例1中的多合一补电系统进行氢燃料电池汽车车载蓄电池多合一补电的方法，包括如下步骤：
36.整车钥匙(kl15)off状态下，bms定时唤醒状态正常，若满足定时24h 条件，唤醒bms，进入补电流程判断。
37.若锂电池满足补电条件或者低压蓄电池满足补电条件，则唤醒vcu；若不满足补电条件，则bms进入低压下电环节，等待下次定时满足24h条件开启唤醒。锂电池的补电条件为
soc、系统总压、单体电压或系统平均电压低于各自阈值。低压蓄电池的补电条件为对于24v系统，电压低于20v；对于12v系统，电压低于10v。
38.整车控制器判断整车各节点故障情况，若无故障，则满足高压上电条件，并进入远程补电模式，同时tbox上传到云平台，云平台通过数据监测中心显示，并手机短信通知用户，当前状态及预计补电时间。
39.判断锂电池和低压蓄电池是否都满足补电条件，若是，则进入补电模式m1，给锂电池和低压蓄电池共同补电。补电模式m1需要所述多合一控制系统唤醒所述燃料电池系统、所述燃料电池dc/dc升压组件、所述车载锂电池系统、所述车载低压蓄电池系统和所述dc/dc降压组件。若仅锂电池满足补电条件，则进入补电模式m2，仅给锂电池补电。补电模式m2需要所述多合一控制系统唤醒所述燃料电池系统、所述燃料电池dc/dc升压组件和所述车载锂电池系统。若仅低压蓄电池满足补电条件，则进入补电模式m3，由锂电池给低压蓄电池补电。补电模式m3需要所述多合一控制系统唤醒所述车载锂电池系统、所述车载低压蓄电池系统和所述dc/dc降压组件。当补电完成，补电标志位会置1，整车控制器判断此置1的补电标志位，进入高压下电流程，下发高压下电请求，高压下电完成后，整车控制器使低压断电，此时补电完成，结束补电。
40.综上，本发明公开的一种氢燃料电池汽车车载蓄电池的多合一补电系统，包括整车控制器、数据监测中心、无线收发及检测系统和补电系统。所述无线收发及检测系统包括车载远程终端tbox和电池管理系统bms；所述tbox与所述云平台之间通过移动无线连接；所述bms具备定时唤醒的功能和采集车载蓄电池电压的功能；所述补电系统包括燃料电池系统、燃料电池dc/dc升压组件、多合一控制系统、车载锂电池系统、车载低压蓄电池系统、dc/dc降压组件。基于所述补电系统的补电方法可实现三种补电模式，用于单独为锂电池系统或低压蓄电池系统补电，或实现它们的同时补电。本发明的多合一补电系统及方法优化了补电线路，降低能耗，提高了补电效率。
41.本领域技术人员应该理解，本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现变化例，在此不做赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。
42.以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。