一种氢燃料电池系统汽车辅助动力系统的双向DC转换装置的制作方法

本实用新型涉及氢能汽车领域，尤其涉及一种氢燃料电池系统汽车辅助动力系统的双向dc转换装置。

背景技术：

最近几年以来，随着氢燃料电池系统在电动汽车上的发展运用，除了燃料电池系统提供主要动力来源，还需要其他辅助动力。目前辅助动力的设计，市场上主要是在母线端加各种电池或者电容来提供。这种应用，母线端电压是波动的，不是一个稳定的电压值，并且母线电压值是不受vcu整车控制器控制，在实际的车辆运行中是一个隐患。为更好地将母线电压稳定在一定的值(根据vcu整车控制器下发的电压值为准)，又有很好的加速体验及能量的高效回收利用，需要有合适的转换器来实现此功能，双向dc/dc转换器就是必需的解决方案。

技术实现要素：

本实用新型为了针对现有氢燃料电池系统汽车中动力系统存在的问题，提供一种氢燃料电池系统汽车辅助动力系统的双向dc转换装置，以此稳定燃料电池系统母线端电压。

本实用新型所采用的一种氢燃料电池系统汽车辅助动力系统的双向dc转换装置，具体包括：

燃料电池系统、双向dc转换器和超级电容pack；所述双向dc转换器的低压端连接所述燃料电池系统，高压端连接所述超级电容pack，用于所述氢燃料电池系统汽车加速和减速过程中电能转换；所述燃料电池系统用于汽车主要动力提供，所述超级电容pack用于汽车辅助动力提供。

进一步地，所述一种氢燃料电池系统汽车辅助动力系统的双向dc转换装置，还包括高压配电pdu、电机控制器和电机；所述高压配电pdu一端与燃料电池系统电性连接，另一端与所述电机控制器的输入端电性连接；所述电机控制器的输出端与所述电机电性连接；所述高压配电pdu用于能量分配；所述电机控制器用于控制所述电机。

进一步地，所述双向dc转换器、超级电容pack、燃料电池系统和所述电机控制器等还通过can总线与所述氢燃料电池系统汽车的整车控制器电性相连。

进一步地，所述燃料电池系统为氢气燃料电池系统。

所述双向dc转换器和所述超级电容pack组成氢气燃料汽车的辅助动力系统。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：通过双向dc转换装置，能够更好实现氢燃料汽车百公里加速体验和能量的高效利用，且在刹车和加速时，车辆的控制和行驶能够保持平滑稳定。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种氢燃料电池系统汽车辅助动力系统的双向dc转换装置结构图；

图2为本实用新型实施案例中一种氢燃料电池系统汽车辅助动力系统的双向dc转换装置汽车百公里加速流程图；

图3为本实用新型实施案例中一种氢燃料电池系统汽车辅助动力系统的双向dc转换装置汽车减速流程图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。

请参考图1，本实用新型的实施例提供了一种氢燃料电池系统汽车辅助动力系统的双向dc转换装置：

燃料电池系统1、双向dc转换器5和超级电容pack6；所述双向dc转换器5的低压端连接所述燃料电池系统1，高压端连接所述超级电容pack6，用于所述氢燃料电池系统汽车加速和减速过程中电能转换；所述燃料电池系统1用于汽车主要动力提供，所述超级电容pack6用于汽车辅助动力提供。

所述一种氢燃料电池系统汽车辅助动力系统的双向dc转换装置，还包括高压配电pdu2、电机控制器3和电机4；所述高压配电pdu2一端与燃料电池系统1电性连接，另一端与所述电机控制器3的输入端电性连接；所述电机控制器3的输出端与所述电机4电性连接；所述高压配电pdu2用于能量分配；所述电机控制器3用于控制所述电机4。

所述燃料电池系统1为氢气燃料电堆、fcu(燃料电池系统控制器)、巡检控制、单向dc等组成的燃料电池系统。

所述双向dc转换器5、超级电容pack6、燃料电池系统和所述电机控制器3还通过can总线与所述氢燃料电池系统汽车的整车控制器电性相连。

所述双向dc转换器5用于汽车加速和减速过程中的电能转换，其中汽车加速过程具体包括以下步骤：

s101：汽车进行急加速过程中，所述燃料电池系统1中的fcu燃料电池系统控制器检测油门踏板信号，所述燃料电池系统1出对应的功率，同时所述双向dc转换器5会根据整车控制器can通讯下发的母线电压值稳定输出，输出的电压与整车控制器下发电压一致，同时所述燃料电池系统1输出电压也与双向dc转换器输出电压一致；

s102：所述燃料电池系统1经过所述高压配电pdu2和所述电机控制器3向所述电机4提供主动力输出，同时所述超级电容pack6通过所述双向dc转换器5、所述高压配电pdu2和所述电机控制器3向所述电机4提供辅助动力输出，以主动力和辅助动力的共同输出方式，所述双向dc转换器5能够保持所述燃料电池系统1母线端电压与整车控制器下发的加速控制电压一致，同时保持所述电机控制器3的输出功率稳定。

所述双向dc转换器5用于汽车加速和减速过程中的电能转换，其中汽车减速过程具体包括以下步骤：

s201：汽车进行减速刹车时，所述电机4发电，并将发电产生的电能回馈至所述燃料电池系统1母线端，导致所述燃料电池系统1母线端电压升高；同时所述双向dc转换器5检测母线电压与整车控制器can通讯下发给双向dc转换器的电压值超过预设的值；

s202：所述双向dc转换器5将所述电机4发电产生的多余电能回馈至所述超级电容pack6，供所述超级电容pack6充电，同时降低所述燃料电池系统1母线端的电压，以保持所述燃料电池系统1的母线端电压与所述整车控制器下发至双向dc转换器的控制电压一致。

所述双向dc转换器5和所述超级电容pack6组成氢气燃料汽车的辅助动力系统。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：通过双向dc转换装置，能够更好实现氢燃料汽车百公里加速体验和能量的高效利用，且在刹车和加速时，双向dc转换器能控制燃料电池系统1母线端电压使车辆的控制和行驶能够保持平滑稳定。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中各装置位于图中以及设备相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制

本技术：
请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

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

技术特征：

1.一种氢燃料电池系统汽车辅助动力系统的双向dc转换装置，其特征在于：具体包括：燃料电池系统(1)、双向dc转换器(5)和超级电容pack(6)；所述双向dc转换器(5)的低压端连接所述燃料电池系统(1)，高压端连接所述超级电容pack(6)，用于所述氢燃料电池系统汽车加速和减速过程中电能转换；所述燃料电池系统(1)用于汽车主要动力提供，所述超级电容pack(6)用于汽车辅助动力提供。

2.如权利要求1所述的一种氢燃料电池系统汽车辅助动力系统的双向dc转换装置，其特征在于：所述一种氢燃料电池系统汽车辅助动力系统的双向dc转换装置，还包括高压配电pdu(2)、电机控制器(3)和电机(4)；所述高压配电pdu(2)一端与燃料电池系统(1)电性连接，另一端与所述电机控制器(3)的输入端电性连接；所述电机控制器(3)的输出端与所述电机(4)电性连接；所述高压配电pdu(2)用于能量分配；所述电机控制器(3)用于控制所述电机(4)。

3.如权利要求2所述的一种氢燃料电池系统汽车辅助动力系统的双向dc转换装置，其特征在于：所述双向dc转换器(5)、超级电容pack(6)和所述电机控制器(3)、燃料电池系统(1)还通过can总线与所述氢燃料电池系统汽车的整车控制器电性相连。

4.如权利要求2所述的一种氢燃料电池系统汽车辅助动力系统的双向dc转换装置，其特征在于：

所述高压配电pdu(2)能量分配，具体包括：协调包括所述电机控制器(3)、所述氢燃料电池系统汽车的用电设备和双向dc转换器(5)的能量分配；其中，所述用电设备包括：车载空调、空压机、转向和ptc。

5.如权利要求1所述的一种氢燃料电池系统汽车辅助动力系统的双向dc转换装置，其特征在于：所述燃料电池系统(1)包括氢气燃料电堆、fcu燃料电池系统控制器、巡检控制和单向dc。

6.如权利要求1所述的一种氢燃料电池系统汽车辅助动力系统的双向dc转换装置，其特征在于：所述双向dc转换器(5)和所述超级电容pack(6)组成氢气燃料汽车的辅助动力系统。

技术总结
本实用新型提供一种氢燃料电池系统汽车辅助动力系统的双向DC转换装置，具体包括：燃料电池系统、电机控制器、电机、高压配电PDU、双向DC转换器、超级电容PACK；所述双向DC转换器低压端接所述燃料电池系统燃料电池系统，高压端接所述超级电容PACK，用来满足燃料电池系统燃料电池系统输出电压的稳定。本实用新型的有益效果是：通过双向DC转换装置，能够更好实现氢燃料汽车百公里加速体验和能量的高效利用，且在刹车和加速时，车辆的控制和行驶能够保持平滑稳定。

技术研发人员：李南洲;范建红;王海威;丁军军
受保护的技术使用者：戴美克动力系统技术(武汉)有限公司
技术研发日：2019.12.24
技术公布日：2020.12.15