一种三合一车载DCDC集成电源的制作方法

本实用新型涉及一种三合一车载DCDC集成电源。

背景技术：

随着环境污染问题不断凸显，传统的石油能源早已无法满足现在的汽车工业的动力需求，性能优越的燃料电池被广泛认为是未来电动汽车能源方案的最佳选择；燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置，氢燃料电池的燃料为氢气和氧气，其反应产物仅为水，因此氢燃料电池汽车达到了真正意义上的零排放、零污染。

由于氢燃料电池的输出电压低，波动较大，输出特性相对较软；若以燃料电池作为电动汽车的直接驱动电源，必须在燃料电池之后接入输出特性较硬的DC-DC变换器，由燃料电池和DC-DC变换器组成统一电源对整车供电，燃料电池输出的为不稳定的直流低电压，需通过DC/DC电源转换为稳定的高电压储存在动力电池中，燃料电池系统启动前需由动力电池向燃料电池控制器预先提供12V的辅助电源，动力电池输出的高电压需由DC/DC电源转换为12V的直流电，以便为燃料电池控制器提供电源，而燃料电池控制器得电后，还需要为燃料电池的空气压缩机提供300V到375V的工作电压，各种功率需求参数不同，现有技术中的燃料电池DC/DC转换器不能同时满足各种功率需求，集成度不高，针对各种功率需求需分别设置转换器，3种不同参数的功率需求即需要3款转换器产品，整车布局空间拥挤，安装走线不方便。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能够同时满足不同功率使用需求，结构简单，占用空间小，安装布线制作方便，成本低廉的三合一车载DCDC集成电源。

本实用新型的三合一车载DCDC集成电源，其特征在于：包括并联连接在车载燃料电池系统和动力电池系统之间的三级DC/DC转换器，三级DC/DC转换器分别为能够将动力电池系统的电能转化为12V直流电输出以驱动燃料电池控制器启动的第一DC/DC转换器、能够将动力电池系统的电能转化为300V～375V直流电以驱动燃料电池空气压缩机工作的第二DC/DC转换器、和能够将燃料电池发动机输出的100V～400V直流电升压转化为450V～750V稳定直流电输出至动力电池系统的第三DC/DC转换器；第一DC/DC转换器、第二DC/DC转换器的输入端与第三DC/DC转换器的输出端同时连接至动力电池系统，第一DC/DC转换器输出端连接至燃料电池控制器，第二DC/DC转换器输出端连接至燃料电池空气压缩机，第三DC/DC转换器输入端连接至燃料电池发动机；动力电池系统经电机控制器连接至电机，燃料电池系统、电机、三级DC/DC转换器连接有控制器，控制器经CAN通讯连接至汽车总线；

所述第一DC/DC转换器、第二DC/DC转换器的输入端与第三DC/DC转换器的输出端共用同一与动力电池接线端连接的集成端口；

所述控制器不包括与电机连接并能够控制电机启停的整车控制器，整车控制器同时连接至燃料电池系统的燃料电池系统内的燃料电池控制器、和能够控制三级DC/DC转换器分别工作的DC/DC控制器；

所述DC/DC控制器与整车控制器及燃料电池控制器之间通讯通过CAN协议通讯。

所述控制器连接有辅助电源；

所述控制器还通过驱动电路直接连接至燃料电池的燃料电池控制器和三级DC/DC转换器。

本实用新型的三合一车载DCDC集成电源，在车载燃料电池系统的燃料电池控制器、燃料电池空气压缩机、燃料电池发动机分别连接三级DC/DC转换器，三级DC/DC转换器共用同一集成端口与动力电池连接，能够同时提供3种不同功率等级、不同电压范围的电源，各电源间协同工作，运行稳定，满足不同功率使用需求，便于整车线束布置与装配，结构简单，占用空间小，安装布线、控制操作方便，成本低廉，适应一体化设计、智能化控制需求。

附图说明

图1是本实用新型实施例三合一车载DCDC集成电源的整车动力系统框架结构示意图；

图2是本实用新型实施例三合一车载DCDC集成电源的能量流向示意图；

图3是本实用新型实施例三合一车载DCDC集成电源的系统控制原理示意图。

具体实施方式

如图所示，一种三合一车载DCDC集成电源，包括并联连接在车载燃料电池系统和动力电池系统之间的三级DC/DC转换器，三级DC/DC转换器分别为能够将动力电池系统的电能转化为12V直流电输出以驱动燃料电池控制器启动的第一DC/DC转换器DC/DC1、能够将动力电池系统的电能转化为300V～375V直流电以驱动燃料电池空气压缩机工作的第二DC/DC转换器DC/DC2、和能够将燃料电池发动机输出的100V～400V直流电升压转化为450V～750V稳定直流电输出至动力电池系统的第三DC/DC转换器DC/DC3；第一DC/DC转换器DC/DC1、第二DC/DC转换器DC/DC2的输入端与第三DC/DC转换器DC/DC3的输出端同时连接至动力电池系统，第一DC/DC转换器DC/DC1、第二DC/DC转换器DC/DC2的输入端与第三DC/DC转换器DC/DC3的输出端共用同一与动力电池接线端连接的集成端口，通过集成端口将三级DC/DC转换器集成为一体化结构，便于智能化安装和控制；第一DC/DC转换器DC/DC1输出端连接至燃料电池控制器，第二DC/DC转换器DC/DC2输出端连接至燃料电池空气压缩机，第三DC/DC转换器DC/DC3输入端连接至燃料电池发动机；动力电池系统经电机控制器连接至电机，燃料电池系统、电机、三级DC/DC转换器连接有控制器，控制器经CAN通讯连接至汽车总线；

控制器包括与电机连接并能够控制电机启停的整车控制器，整车控制器同时连接至燃料电池系统的燃料电池系统内的燃料电池控制器、和能够控制三级DC/DC转换器分别工作的DC/DC控制器；

DC/DC控制器与整车控制器及燃料电池控制器之间通讯通过CAN协议通讯。

控制器连接有辅助电源；

控制器还通过驱动电路直接连接至燃料电池的燃料电池控制器和三级DC/DC转换器。

本实用新型的三合一车载DCDC集成电源，在车载燃料电池系统的燃料电池控制器、燃料电池空气压缩机、燃料电池发动机分别连接三级DC/DC转换器，三级DC/DC转换器共用同一集成端口与动力电池连接，能够同时提供3种不同功率等级、不同电压范围的电源，各电源间协同工作，运行稳定，满足不同功率使用需求，便于整车线束布置与装配，结构简单，占用空间小，安装布线、控制操作方便，成本低廉，适应一体化设计、智能化控制需求。

具体技术方案：将3种不同功率需求，不同电压转换需求的DC/DC电源集成为一个系统；

1、将3级DC/DC转换器集成在一起构成一体式结构，减少了封装壳体、插接件、线束部件的数量和安装步骤，同时提高电气连接可靠性；一体式系统结构简单，工艺简化，制造成本低，安装方便，有利于整车线束布置与装配，能够提高经济效益；

2、一体化的设计，智能化控制，各电源之间协同工作，控制更合理，安全。

可以提供同时3种不同功率等级，不同电压范围的电源，各电源间协同工作，促进燃料电池电动车动力系统的稳定，DC/DC3电源的作用是把氢燃料电池输出的不稳定的低电压转换成稳定的高电压，给动力电池充电，动力电池再驱动电机控制器。DC/DC2电源为燃料电池控制器提供辅助电源，DC/DC1电源为燃料电池控制器提供驱动电源。

燃料电池系统完成能量转换共需要3款DC/DC转换器；首先，通过DC/DC1,把动力电池的电转化成12V直流电输出，驱动燃料电池控制器启动；然后，通过DC/DC2,把动力电池的电转化成300V～375V左右的直流电，驱动燃料电池空气压缩机工作。最后，燃料电池发动机发出100V～400V左右的直流电，再通过DC/DC3升压,转化成可调的稳定直流电输出，可调范围在450V到750V，能量储存在动力电池中；动力电池再驱动电机控制器工作，带动电机工作。

DC/DC2与DC/DC1的输入端和DC/DC3的输出端共用1个端口，都接的是动力电池，通过共动力电池接线端，完成3个DC/DC电源的集成。同时DC/DC1，DC/DC2将能量从动力电池流向燃料电池系统，DC/DC3将能量从燃料电池流向动力电池，3款DC/DC 电源能量都是单向流动。