一种基于燃料电池的电动汽车高压配电系统及其控制方法与流程

本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种基于燃料电池的电动汽车高压配电系统及其控制方法。

背景技术：

由于全球性的能源紧缺以及人们对生活环境问题的日益关注，作为如今最重要二次能源的氢能正在以惊人的速度高速发展。21世纪以来，氢能在铁道交通等领域的研究日益活跃，氢燃料电池现已成为氢能最为活跃的研究领域之一。其中，氢作为燃料的优点是可以以水为原料，其资源丰富；且燃烧时放出的热量多；燃烧产物是水，无毒、无污染，并可以循环再生使用，其被称作为绿色能源。进一步，氢可以从电解水和煤的气化中大量提取，且不需要对汽车发动机进行较大的改制，因此以氢能作为动力具有广阔的应用前景。氢燃料电池纯电动汽车凭其高能量转化率、零污染排放、燃料经济性好等诸多优点，现以得到了各国政府、企业以及学术界的广泛关注与热烈支持。

作为氢燃料电池电动汽车的一个核心部分——高压配电系统，即电动汽车的高电压大电流分配单元，设计一种高度集成化的高压配电系统是该领域亟待解决的新技术问题。在高压配电系统正常工作和可靠稳定的前提下，使用集成化燃料电池系统的配电，能有效控制成本，有助于电动汽车的快速发展。

然而目前一般的燃料电池电动汽车由于没有使用集成化燃料电池系统的配电，造成如下问题点：1、燃料电池系统额外增加预充回路而没有与电机控制器共用预充电阻，导致了成本的额外增加；2、部分燃料电池电动汽车单独配置燃料电池配电，使得整车设备增加，车内空间布置难度加大。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于燃料电池的电动汽车高压配电系统及其控制方法，使得燃料电池子系统与主电机控制器mcu的预充电阻共用，有效节省了额外增加预充电阻造成的成本，并能够在给主电机控制器mcu完成预充的同时，能选择性地给燃料电池子系统也进行相应地预充，做到了两个子系统的相互独立。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种基于燃料电池的电动汽车高压配电系统，包括主电机控制器、燃料电池子系统、锂动力电池子系统、多合一控制器和一个预充电阻；

所述多合一控制器，用于控制所述预充电阻的预充状态；

所述锂动力电池子系统，用于根据所述预充电阻的预充状态对所述主电机控制器或所述燃料电池子系统进行上电预充，还用于在所述主电机控制器上电预充后，为所述主电机控制器提供动力；

所述主电机控制器，用于在上电预充后控制外部的驱动电机和/或负载工作；

所述燃料电池子系统，用于在上电预充后为所述主电机控制器提供动力。本发明的有益效果是：通过多合一控制器控制预充电阻的预充状态，分别对应为主电机控制器的上电预充和燃料电池子系统的上电预充，首先实现整车给主电机控制器的上电预充，此时还没有开始启动燃料电池子系统，动力来源于锂动力电池子系统；当需要启动燃料电池时，通过多合一控制器控制预充电阻的第二预充状态，即开始实现整车给燃料电池子系统的上电预充，动力来源于锂动力电池子系统；

本发明通过上述的基于燃料电池的电动汽车高压配电系统，可以使得燃料电池子系统与主电机控制器mcu的预充电阻共用，只需要一个预充电阻，有效节省了燃料电池子系统单独预充电阻的使用，节省了额外增加预充电阻造成的成本，可实现在给主电机控制器mcu完成预充的同时，能选择性地给燃料电池子系统也进行相应地预充，真正做到了两个子系统的相互独立，无需单独为燃料电池进行配电，集成化更高，方便车内空间的布置。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：所述多合一控制器还用于在所述主电机控制器完成上电预充后，控制所述主电机控制器高压上电，和/或，在所述燃料电池子系统完成上电预充后，控制所述燃料电池子系统高压上电，并在所述主电机控制器和/或所述燃料电池子系统完成高压上电后控制所述预充电阻处于断路状态。进一步：所述多合一控制器包括第一接触器、第二接触器、第三接触器和第四接触器；所述预充电阻的预充状态包括第一预充状态和第二预充状态，所述预充电阻的断路状态包括第一断路状态和第二断路状态；

所述第一接触器，用于当获取到所述钥匙启动指令后，接收第一闭合指令，以使所述预充电阻被设置为所述第一预充状态；

所述第二接触器，用于当所述主电机控制器上电预充的第一预充电流超过第一预充电流阈值时，接收第二闭合指令，以使所述主电机控制器进行高压上电；

所述第一接触器，还用于当所述主电机控制器高压上电的第一高压电流超过第一高压电流阈值时，接收第一断开指令，以使所述预充电阻被设置为所述第一断路状态；

所述第三接触器，用于当获取到所述燃料电池启动指令后，接收第三闭合指令，以使所述预充电阻被设置为所述第二预充状态；

所述第四接触器，用于当所述燃料电池子系统上电预充的第二预充电流超过第二预充电流阈值时，接收第四闭合指令，以使所述燃料电池子系统进行高压上电；

所述第三接触器，还用于当所述燃料电池子系统高压上电的第二高压电流超过第二高压电流阈值时，接收第二断开指令，以使所述预充电阻被设置为所述第二断路状态。

进一步：所述第四接触器还具体用于：

当所述燃料电池子系统发生故障时，接收第三断开指令，以使所述预充电阻被重新设置为所述第一断路状态。

进一步：还包括用于将所述锂动力电池子系统向所述燃料电池子系统传输的电能进行变换的第一dc-dc变换器，和/或，用于将所述燃料电池子系统向所述主电机控制器传输的电能进行变换的第二dc-dc变换器；

依据本发明的另一方面，提供了一种基于燃料电池的电动汽车高压配电控制方法，应用于本发明的一种基于燃料电池的电动汽车高压配电系统，包括以下步骤：

通过所述多合一控制器控制所述预充电阻的预充状态，并通过所述锂动力电池子系统根据所述预充电阻的预充状态对所述主电机控制器进行上电预充；所述主电机控制器上电预充后，通过所述锂动力电池子系统提供的动力控制外部的驱动电机和/或负载工作；

通过所述多合一控制器控制所述预充电阻的预充状态，并通过所述锂动力电池子系统根据所述预充电阻的预充状态对所述燃料电池子系统进行上电预充；燃料电池子系统上电预充后，向所述主电机控制器提供动力以控制外部的驱动电机和/或负载工作。

本发明的有益效果是：通过多合一控制器控制预充电阻的预充状态，包括主电机控制器的上电预充和燃料电池子系统的上电预充，首先开始实现整车给主电机控制器的上电预充，此时还没有开始启动燃料电池子系统，动力来源于锂动力电池子系统；当需要启动燃料电池时，通过多合一控制器控制预充电阻的预充状态，即开始实现整车给燃料电池子系统的上电预充，动力来源于锂动力电池子系统；

本发明的基于燃料电池的电动汽车高压配电控制方法，燃料电池子系统与主电机控制器mcu的预充电阻共用，只需要一个预充电阻，有效节省了燃料电池子系统单独预充电阻的使用，节省了额外增加预充电阻造成的成本，可实现在给主电机控制器mcu完成预充的同时，能选择性地给燃料电池子系统也进行相应地预充，真正做到了两个子系统的相互独立，无需单独为燃料电池进行配电，集成化更高，方便车内空间的布置。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：在所述锂动力电池子系统对所述主电机控制器上电预充之后还包括以下步骤：

当所述主电机控制器的上电预充完成后，通过所述多合一控制器控制所述主电机控制器的高压上电；当所述主电机控制器的高压上电完成后，通过所述多合一控制器控制所述预充电阻的断路状态，完成所述主电机控制器的高压配电；

在所述锂动力电池子系统对所述燃料电池子系统上电预充之后还包括以下步骤：

当所述燃料电池子系统的上电预充完成后，通过所述多合一控制器控制所述燃料电池子系统的高压上电；当所述燃料电池子系统的高压上电完成后，通过所述多合一控制器控制所述预充电阻的断路状态，完成所述燃料电池子系统的高压配电。

进一步：所述多合一控制器包括第一接触器、第二接触器、第三接触器和第四接触器；所述预充电阻的预充状态包括第一预充状态和第二预充状态，所述预充电阻的断路状态包括第一断路状态和第二断路状态；

则通过所述多合一控制器控制所述预充电阻的预充状态，并通过所述锂动力电池子系统根据所述预充电阻的预充状态对所述主电机控制器进行上电预充的具体实现为：

当获取到钥匙启动指令后，所述第一接触器接收第一闭合指令，以使所述预充电阻被设置为所述第一预充状态；

所述锂动力电池子系统根据所述预充电阻的所述第一预充状态对所述主电机控制器进行上电预充；

则完成所述主电机控制器的高压配电的具体实现为：

当所述主电机控制器上电预充的第一预充电流超过第一预充电流阈值时，所述第二接触器接收第二闭合指令，以使所述主电机控制器进行高压上电；

当所述主电机控制器高压上电的第一高压电流超过第一高压电流阈值时，所述第一接触器接收第一断开指令，以使所述预充电阻被设置为所述第一断路状态，完成所述主电机控制器的高压配电；

则通过所述多合一控制器控制所述预充电阻的预充状态，并通过所述锂动力电池子系统根据所述预充电阻的预充状态对所述燃料电池子系统进行上电预充的具体实现为：

当获取到燃料电池启动指令后，所述第三接触器接收第三闭合指令，以使所述预充电阻被设置为所述第二预充状态；

所述锂动力电池子系统根据所述预充电阻的所述第二预充状态对所述燃料电池子系统进行上电预充；

则完成所述燃料电池子系统的高压配电的具体实现为：

当所述燃料电池子系统上电预充的第二预充电流超过第二预充电流阈值时，所述第四接触器接收第四闭合指令，以使所述燃料电池子系统进行高压上电；

当所述燃料电池子系统高压上电的第二高压电流超过第二高压电流阈值时，所述第三接触器接收第二断开指令，以使所述预充电阻被设置为所述第二断路状态，完成所述燃料电池子系统的高压配电。

进一步：在完成所述燃料电池子系统的高压配电之后还包括以下步骤：

当所述燃料电池子系统发生故障时，所述第四接触器接收第三断开指令，以使所述预充电阻被重新设置为所述第一断路状态。

附图说明

图1为本发明实施例一中基于燃料电池的电动汽车高压配电系统的结构示意图一；

图2为本发明实施例一中基于燃料电池的电动汽车高压配电系统的结构示意图二；

图3为本发明实施例一中基于燃料电池的电动汽车高压配电系统的结构示意图三；

图4为本发明实施例二中基于燃料电池的电动汽车高压配电控制方法的流程示意图一；

图5为本发明实施例二中基于燃料电池的电动汽车高压配电控制方法的流程示意图二。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

10、主电机控制器，20、燃料电池子系统，30、锂动力电池子系统，40、预充电阻，50、多合一控制器，60、第一dc-dc变换器，70、第二dc-dc变换器，501、第一接触器，502、第二接触器，503、第三接触器，504、第四接触器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

下面结合附图，对本发明进行说明。

实施例一、如图1所示，一种基于燃料电池的电动汽车高压配电系统，包括主电机控制器10、燃料电池子系统20、锂动力电池子系统30、多合一控制器50和一个预充电阻40；

所述多合一控制器50，用于控制所述预充电阻40的预充状态；

所述锂动力电池子系统30，用于根据所述预充电阻40的预充状态对所述主电机控制器10或所述燃料电池子系统20进行上电预充，还用于在所述主电机控制器10上电预充后，为所述主电机控制器10提供动力；

所述主电机控制器10，用于在上电预充后控制外部的驱动电机和/或负载工作；

所述燃料电池子系统20，用于在上电预充后为所述主电机控制器10提供动力。

主电机控制器即电机控制器mcu，在电动汽车中，主电机控制器mcu的功能是根据档位、油门、刹车等指令，将动力电池所存储的电能转化驱动电机所需的电能，来控制电动汽车的启动运行、进退速度、爬坡力度等行驶状态，或者将帮助电动车辆刹车，并将部分刹车能量存储到动力电池中，是电动汽车的关键零部件之一；

其中，预充电阻通常是在电路后端有容性负载上电时，给负载提供充电使用的电阻；对于电动汽车，主电机控制器都带有较大的母线电容，在冷态启动无预充电情况下，如主继电器直接接通，电池高压将直接加载到空的母线电容上，相当于瞬间短路，极大的瞬间电流会损坏继电；加入预充电阻后，通过预充电回路先将母线电容进行预充电，这样主电路接通时的电流就可以控制在安全的范围内，确保系统正常运行；对预充电阻的要求是体积小、功率负荷大。

本实施例中，当获取到钥匙启动指令(例如当整车钥匙扭到“start”时)通过多合一控制器控制预充电阻的预充状态，该预充电阻的预充状态包括为主电机控制器的上电预充和燃料电池子系统的上电预充，首先开始实现整车给主电机控制器的上电预充，此时还没有开始启动燃料电池子系统，动力来源于锂动力电池子系统；当需要启动燃料电池时(例如整车控制器发送燃料启动指令时)，通过多合一控制器控制预充电阻的预充状态，即开始实现整车给燃料电池子系统的上电预充，动力来源于锂动力电池子系统；

本实施例通过上述的基于燃料电池的电动汽车高压配电系统，可以使得燃料电池子系统与主电机控制器mcu的预充电阻共用，只需要一个预充电阻，有效节省了燃料电池子系统单独预充电阻的使用，节省了额外增加预充电阻造成的成本，可实现在给主电机控制器mcu完成预充的同时，能选择性地给燃料电池子系统也进行相应地预充，真正做到了两个子系统的相互独立，无需单独为燃料电池进行配电，集成化更高，方便车内空间的布置。

其中，整车控制器即电动汽车的整车控制器vcu(vehiclecontrolunit)，是电动汽车整车控制系统的核心部件，是用来控制电动车电机的启动、运行、进退、速度、停止以及电动车的其他电子部件的核心控制器件；vcu作为电动汽车控制系统最核心的部件，其承担了数据交换、安全管理、驾驶员意图解释和能量流管理的任务。

具体地，本实施例中的所述预充电阻60的预充状态包括第一预充状态、和第二预充状态；则所述多合一控制器50，用于控制所述预充电阻40被设置为第一预充状态和第一断路状态；当所述预充电阻40处于所述第一预设状态时，所述主电机控制器10通过所述锂动力电池子系统30进行上电预充；当所述预充电阻40处于所述第二预设状态时，所述燃料电池子系统20通过所述锂动力电池子系统30进行上电预充；

所述锂动力电池子系统30，用于当所述预充电阻40被设置为所述第一预充状态时，向所述主电机控制器10输出电能以使所述主电机控制器10进行上电预充；所述锂动力电池子系统30，还用于当所述预充电阻40被设置为所述第二预充状态时，向所述燃料电池子系统20输出电能以使所述燃料电池子系统20进行上电预充；

所述主电机控制器10，用于当所述预充电阻40被设置为所述第一预充状态时，接收所述锂动力电池子系统30输出的电能进行上电预充；所述燃料电池子系统20，用于当所述预充电阻40被设置为所述第二预充状态时，接收所述锂动力电池子系统30输出的电能进行上电预充。具体地，在本实施例中，主电机控制器为现有技术中常用的逆变器，燃料电池子系统具体为氢燃料电池子系统，多合一控制器为多个继电器与多个电阻集成的模块。

优选地，所述多合一控制器50还用于，在所述主电机控制器10完成上电预充后，控制所述主电机控制器10高压上电，和/或，在所述燃料电池子系统20完成上电预充后，控制所述燃料电池子系统20高压上电，并在所述主电机控制器10和/或所述燃料电池子系统20完成高压上电后控制所述预充电阻40处于断路状态。

预充电阻的断路状态包括第一断路状态和第二断路状态，由于当主电机控制器预充上电完成后，可以通过多合一控制器控制主电机控制器进行高压上电，动力来源于锂动力电池子系统，当主电机控制器完成高压上电后，无需预充电阻参与主电机控制器的供能，因此可将通过多合一控制器将预充电阻设置为第一断路状态；而当燃料电池子系统预充上电完成后，同样需要对燃料电池子系统进行高压上电，同理，当燃料电池子系统完成高压上电后，无需预充电阻参与燃料电池子系统的供能，因此可将通过多合一控制器将预充电阻设置为第二断路状态此；通过上述第一断路状态和第二断路状态，可实现只需要一个预充电阻，在主电机控制器mcu完成预充的同时，能选择性地给燃料电池子系统也进行相应地预充，真正做到了两个子系统的相互独立。

优选地，如图2所示，所述多合一控制器50包括第一接触器501、第二接触器502、第三接触器503和第四接触器504；所述预充电阻40的预充状态包括第一预充状态和第二预充状态，所述预充电阻40的断路状态包括第一断路状态和第二断路状态；

所述第一接触器501，用于当获取到钥匙启动指令后，接收第一闭合指令，以使所述预充电阻40被设置为所述第一预充状态；

所述第二接触器502，用于当所述主电机控制器10上电预充的第一预充电流超过第一预充电流阈值时，接收第二闭合指令，以使所述主电机控制器10进行高压上电；

所述第一接触器501，还用于当所述主电机控制器10高压上电的第一高压电流超过第一高压电流阈值时，接收第一断开指令，以使所述预充电阻40被设置为所述第一断路状态；

所述第三接触器503，用于当获取到燃料电池启动指令后，接收第三闭合指令，以使所述预充电阻40被设置为所述第二预充状态；

所述第四接触器504，用于当所述燃料电池子系统20上电预充的第二预充电流超过第二预充电流阈值时，接收第四闭合指令，以使所述燃料电池子系统20进行高压上电；

所述第三接触器503，还用于当所述燃料电池子系统20高压上电的第二高压电流超过第二高压电流阈值时，接收第二断开指令，以使所述预充电阻40被设置为所述第二断路状态。

当获取到钥匙启动指令时，第一接触器接收第一闭合指令，则锂动力电池子系统、预充电阻、第一接触器和主电机控制器这条线路导通，通过锂动力电池子系统和预充电阻为主电机控制器进行上电预充；当主电机控制器上电预充的第一预充电流超过第一预充电流阈值时，说明主电机控制器的上电预充完成，需要对其进行高压上电，因此第二接触器接收第二闭合指令，则锂动力电池子系统、第二接触器和主电机控制器这条线路也开始导通(此时，锂动力电池子系统、预充电阻、第一接触器和主电机控制器这条线路仍保持导通)，即通过锂动力电池子系统为主电机控制器进行高压上电；当主电机控制器高压上电的第一高压电流超过第一高压电流阈值时，说明主电机控制器的高压上电完成，无需预充电阻的运行，因此第一接触器接收第一断开指令，使得锂动力电池子系统、预充电阻、第一接触器和主电机控制器这条线路断开，以使预充电阻的第一预充状态断开，即预充电阻被设置为第一断路状态；其中，第一预充电流阈值和第一高压电流阈值可根据实际情况设置和调整；

当获取到燃料电池启动指令时，即需要启动燃料电池供能时，第三接触器接收第三闭合指令，则锂动力电池子系统、预充电阻、第三接触器和燃料电池子系统这条线路导通(此时，锂动力电池子系统、第二接触器和主电机控制器这条线路仍处于导通状态)，通过锂动力电池子系统和预充电阻为燃料电池子系统进行上电预充；当燃料电池子系统上电预充的第二预充电流超过第二预充电流阈值时，说明燃料电池子系统的上电预充完成，需要对其进行高压上电，因此通过第四接触器接收第四闭合指令，则锂动力电池子系统、第四接触器和燃料电池子系统这条线路也开始导通(此时，锂动力电池子系统、第二接触器和主电机控制器这条线路，以及锂动力电池子系统、预充电阻、第三接触器和燃料电池子系统这条线路，均处于导通状态)，即通过锂动力电池子系统为燃料电池子系统进行高压上电；当燃料电池子系统高压上电的第二高压电流超过第二高压电流阈值时，说明燃料电池子系统的高压上电完成，无需预充电阻的运行，因此第三接触器接收第二断开指令，使得锂动力电池子系统、预充电阻、第三接触器和燃料电池子系统这条线路断开(此时，锂动力电池子系统、第二接触器和主电机控制器这条线路，以及锂动力电池子系统、第四接触器和燃料电池子系统这条线路，均处于导通状态)，以使预充电阻的第二预充状态断开，即预充电阻被设置为第二断路状态；其中，第二预充电流阈值和第二高压电流阈值可根据实际情况设置和调整；

通过上述组成的多合一控制器，可以在顺利完成主电机控制器的上电预充和高压上电的同时，还顺利完成燃料电池子系统的上电预充和高压上电，可以在保证锂动力电池子系统为主电机控制器的持续供能，还保证燃料电池子系统为主电机控制器的持续供能，在给主电机控制器完成预充的同时，能选择性地给燃料电池子系统也进行相应地预充，做到了两个系统预充的独立；且通过主电机控制器的预充电阻与燃料电池子系统的预充电阻共用，减少了燃料电池子系统单独预充电阻的使用，节省了额外增加预充电阻造成的成本；无需单独为燃料电池进行配电，集成化更高，方便车内空间的布置。

具体地，本实施例中当预充电阻处于第一预充状态即主电机控制器上电预充时，第一接触器闭合，第二接触器、第三接触器和第四接触器均断开；当主电机控制器高压上电时，第一接触器和第二接触器闭合，第三接触器和第四接触器均断开；当预充电阻处于第一断路状态即主电机控制器高压上电完成时，第二接触器闭合，第一接触器、第三接触器和第四接触器均断开；当预充电阻处于第二预充状态即燃料电池子系统上电预充时，第二接触器和第三接触器闭合，第一接触器和第四接触器均断开；当燃料电池子系统高压上电时，第二接触器、第三接触器和第四接触器闭合，第一接触器断开；当预充电阻处于第二断路状态即燃料电池子系统高压上电完成时，第二接触器和第四接触器闭合，第一接触器和第三接触器均断开。

需要说明的是，本实施例中的钥匙启动指令、燃料启动指令、第一闭合指令、第二闭合指令、第三闭合指令、第四闭合指令、第一断开指令和第二断开指令，既可以是整车控制器发送的，还可以是用户手动发送的。

具体地，如图2所示，本实施例中的预充电阻为r1，第一接触器为继电器k2，第二接触器为继电器k1，第三接触器为继电器k11，第四接触器为继电器k10，预充电阻和各继电器的规格型号如下：

预充电阻r1：rxlg100w150rj；

继电器k1：hfe18v-200/750-12-hc5(699)；

继电器k2和继电器k11：hfe80v-20c/450-12-htq2bj；

继电器k10：hfe18v-150-750-12-hc6。

优选地，所述第四接触器504还具体用于：

当所述燃料电池子系统30发生故障时，接收第三断开指令，以使所述预充电阻60被重新设置为所述第一断路状态。

由于现有技术中，部分燃料电池电动汽车无给燃料电池子系统配置相应的继电器和熔断器，导致燃料电池子系统出现故障后影响整车的行驶；本发明中，当在启动燃料电池子系统之前，若燃料电池子系统发生故障，将不会给第三控制器发出第三闭合指令，即不会启动燃料电池子系统，预充电阻继续保持为第一断路状态，此时，锂动力电池子系统、第二接触器和主电机控制器这条线路为导通状态，即直接由锂动力电池子系统为主电机控制器供能；而当启动了燃料电池子系统之后，即通过燃料电池子系统为主电机进行供能之后，电动车辆处于运行过程中，若燃料电池子系统发生故障，则向第四接触器发出第三断开指令，则此时第三接触器和第四接触器均处于断开状态，预充电阻被重新设置为第一断路状态，即切断燃料电池子系统的回路，切断燃料电池子系统为主电机控制器的供能，重新回到锂动力电池子系统为主电机控制器的供能模式；通过上述方式，在燃料电池子系统的预充上电、高压上电或运行过程中，出现燃料电池子系统故障后，可以通过多合一控制器选择性地切断氢燃料电池的能量供给，只让锂动力电池子系统提供动力，避免了因燃料电池子系统故障而造成整车不能正常行驶的问题，保证了车辆运行的安全性；其中，第三断开指令既可以是整车控制器发送的，也可以是用户手动直接发送的；其中，燃料电池子系统是否发生故障，由其内部的检测电路实现，若发生故障，可将故障信号发送给整车控制器或告知用户，该部分为现有技术，非本发明的发明重点，具体细节不再赘述。

优选地，如图2和图3所示，还包括用于将所述锂动力电池子系统30向所述燃料电池子系统20传输的电能进行变换的第一dc-dc变换器80，和/或，用于将所述燃料电池子系统20向所述主电机控制器10传输的电能进行变换的第二dc-dc变换器70。

通过在锂动力电池子系统和燃料电池子系统之间的第一dc-dc变换器，可以将锂动力电池子系统向燃料电池子系统传输的电压(电能)转化为燃料电池子系统所需的电压(电能)，同理，通过在燃料电池子系统和主电机控制器之间的第二dc-dc变换器，可以将燃料电池子系统向主电机控制器传输的电压(电能)转化为主电机控制器所需的电压(电能)；其中。第一dc-dc变换器和第二dc-dc变换器的规格根据实际情况选择。

具体地，如图2和图3所示，本实施例中的第一dc-dc变换器为24v的dc-dc变换器，第二dc-dc变换器为dc-dc升压器，可以将燃料电池子系统输出的110v电压转换成540v高压。

具体地，如图2所示，本实施例中多合一控制器为继电器、熔断器和电阻集成的模块，多合一控制器还包括第一熔断器，即图2中的熔断器f8，锂动力电池子系统依次通过继电器k10和熔断器f8与燃料电池子系统电连接。

具体地，如图2所示，本实施例中的基于燃料电池的电动汽车高压配电系统还包括蓄电池，即图2中的12v蓄电池；多合一控制器还包括第五接触器、第二熔断器和第三熔断器，即分别为图2中的继电器k4、熔断器f4和熔断器f5，锂动力电池子系统依次通过继电器k4和熔断器f4与第一dc-dc变换器电连接，锂动力电池子系统还依次通过继电器k4和熔断器f5与第一dc-dc变换器电连接，锂动力电池子系统还依次通过继电器k4和熔断器f5与蓄电池电连接。

具体地，如图2所示，本实施例中还包括负载，例如如图2中的电空调和电暖风；多合一控制器还包括第六接触器、第四熔断器和第五熔断器，即分别为图2中的继电器k3、熔断器f2和熔断器f3，锂动力电池子系统依次通过继电器k1、继电器k3和熔断器f3与电暖风电连接，锂动力电池子系统依次通过继电器k1和熔断器f2与电空调电连接。

具体地，本实施例中上述继电器和熔断器的规格型号如下：

继电器k3：hfe18v-20/750-12-h2；

继电器k4：hfe18v-40/750-12-hl5(634)；

熔断器f8：jda07-150a/700vdc；

熔断器f3、熔断器f4和熔断器f5：hbe06-32a/700vdc；

熔断器f2：hbe06-40a/700vdc。

需要说明的是，上述k3和k4默认为断开状态，在主电机控制器完成高压上电后，和/或，在燃料电池子系统完成高压上电后，为闭合状态。

实施例二、如图4所示，一种基于燃料电池的电动汽车高压配电控制方法，应用于本发明的一种基于燃料电池的电动汽车高压配电系统，包括以下步骤：

s1a：根据获取到的钥匙启动指令，通过所述多合一控制器控制所述预充电阻被设置为所述第一预充状态，并通过所述锂动力电池子系统向所述主电机控制器上电预充；所述主电机控制器上电预充后，通过所述锂动力电池子系统提供的动力控制外部的驱动电机和/或负载工作；

s2a：根据获取到的燃料电池启动指令，通过所述多合一控制器控制所述预充电阻被设置为所述第二预充状态，并通过所述锂动力电池子系统向所述燃料电池子系统上电预充；燃料电池子系统上电预充后，向所述主电机控制器提供动力以控制外部的驱动电机和/或负载工作。

通过多合一控制器控制预充电阻的预充状态，首先开始实现整车给主电机控制器的上电预充，此时还没有开始启动燃料电池子系统，动力来源于锂动力电池子系统；当获取到燃料电池启动指令后，即需要启动燃料电池时，通过多合一控制器控制预充电阻的预充状态，即实现整车开始给燃料电池子系统的上电预充，动力来源于锂动力电池子系统；本实施例的基于燃料电池的电动汽车高压配电控制方法，燃料电池子系统与主电机控制器mcu的预充电阻共用，只需要一个预充电阻，有效节省了燃料电池子系统单独预充电阻的使用，节省了额外增加预充电阻造成的成本，可实现在给主电机控制器mcu完成预充的同时，能选择性地给燃料电池子系统也进行相应地预充，真正做到了两个子系统的相互独立，无需单独为燃料电池进行配电，集成化更高，方便车内空间的布置。

优选地，如图5所示，在s1a中，在所述主电机控制器上电预充后还包括：

s1b：当所述主电机控制器的上电预充完成后，通过所述多合一控制器控制所述主电机控制器的高压上电；当所述主电机控制器的高压上电完成后，通过所述多合一控制器控制所述预充电阻的断路状态，完成所述主电机控制器的高压配电；

如图5所示，在s2a中，在所述燃料电池子系统上电预充后还包括：

s2b：当所述燃料电池子系统的上电预充完成后，通过所述多合一控制器控制所述燃料电池子系统的高压上电；当所述燃料电池子系统的高压上电完成后，通过所述多合一控制器控制所述预充电阻的断路状态，完成所述燃料电池子系统的高压配电。

预充电阻的断路状态包括第一断路状态和第二断路状态，由于当主电机控制器预充上电完成后，可以通过多合一控制器控制主电机控制器进行高压上电，动力来源于锂动力电池子系统，当主电机控制器完成高压上电后，无需预充电阻参与主电机控制器的供能，因此可将通过多合一控制器将预充电阻设置为第一断路状态；而当燃料电池子系统预充上电完成后，同样需要对燃料电池子系统进行高压上电，同理，当燃料电池子系统完成高压上电后，无需预充电阻参与燃料电池子系统的供能，因此可将通过多合一控制器将预充电阻设置为第二断路状态；通过上述第一断路状态和第二断路状态，可实现只需要一个预充电阻，在主电机控制器mcu完成预充的同时，能选择性地给燃料电池子系统也进行相应地预充，真正做到了两个子系统的相互独立。

优选地，所述多合一控制器包括第一接触器、第二接触器、第三接触器和第四接触器；所述预充电阻的预充状态包括第一预充状态和第二预充状态，所述预充电阻的断路状态包括第一断路状态和第二断路状态；

则在s1a中，通过所述多合一控制器控制所述预充电阻的预充状态，并通过所述锂动力电池子系统根据所述预充电阻的预充状态对所述主电机控制器进行上电预充的具体实现为：

当获取到钥匙启动指令后，所述第一接触器接收第一闭合指令，以使所述预充电阻被设置为所述第一预充状态；

所述锂动力电池子系统根据所述预充电阻的所述第一预充状态对所述主电机控制器进行上电预充；

则s1b的具体实现为：

当所述主电机控制器上电预充的第一预充电流超过第一预充电流阈值时，所述第二接触器接收第二闭合指令，以使所述主电机控制器进行高压上电；

当所述主电机控制器高压上电的第一高压电流超过第一高压电流阈值时，所述第一接触器接收第一断开指令，以使所述预充电阻被设置为所述第一断路状态，完成所述主电机控制器的高压配电；

则在s2a中，通过所述多合一控制器控制所述预充电阻的预充状态，并通过所述锂动力电池子系统根据所述预充电阻的预充状态对所述燃料电池子系统进行上电预充的具体实现为：

当获取到燃料电池启动指令后，所述第三接触器接收第三闭合指令，以使所述预充电阻被设置为所述第二预充状态；

则s2b的具体实现为：

当所述燃料电池子系统上电预充的第二预充电流超过第二预充电流阈值时，所述第四接触器接收第四闭合指令，以使所述燃料电池子系统进行高压上电；

当所述燃料电池子系统高压上电的第二高压电流超过第二高压电流阈值时，所述第三接触器第二断开指令，以使所述预充电阻被设置为所述第二断路状态，完成所述燃料电池子系统的高压配电。

通过上述控制步骤，可以在顺利完成主电机控制器的上电预充和高压上电的同时，还顺利完成燃料电池子系统的上电预充和高压上电，可以在保证锂动力电池子系统为主电机控制器的持续供能，还保证燃料电池子系统为主电机控制器的持续供能，在给主电机控制器完成预充的同时，能选择性地给燃料电池子系统也进行相应地预充，做到了两个系统预充的独立；且通过主电机控制器的预充电阻与燃料电池子系统的预充电阻共用，减少了燃料电池子系统单独预充电阻的使用，节省了额外增加预充电阻造成的成本，无需单独为燃料电池进行配电，集成化更高，方便车内空间的布置。

需要说明的是，本实施例中的钥匙启动指令、燃料启动指令、第一闭合指令、第二闭合指令、第三闭合指令、第四闭合指令、第一断开指令和第二断开指令，既可以是整车控制器发送的，还可以是用户手动发送的。优选地，在s2b中之后还包括以下步骤：

s3：当所述燃料电池子系统发生故障时，所述第四接触器接收第三断开指令，以使所述预充电阻被重新设置为所述第一断路状态。

通过上述s3的控制步骤，在燃料电池子系统的预充上电、高压上电或运行过程中，出现燃料电池子系统故障后，可以通过多合一控制器选择性地切断氢燃料电池的能量供给，只让锂动力电池子系统提供动力，避免了因燃料电池子系统故障而造成整车不能正常行驶的问题，保证了车辆运行的安全性；其中，第三断开指令既可以是整车控制器发送的，也可以是用户手动直接发送的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。