一种车载氢燃料电堆控制系统的制作方法

本实用新型涉及电堆控制技术领域，具体为一种车载氢燃料电堆控制系统。

背景技术：

电堆控制系统是车载氢燃料电堆的核心控制单元，负责协调各控制系统协同工作，并与整车控制系统通讯，配合整车控制系统为整车运行提供稳定的动力输出。

目前，氢燃料电堆控制系统多为通过调控温度或者压力等参数来调控电堆的运行，但是空压机、DCDC转换器等器件不受电堆控制系统调控，均采用固定转速和固定电压等方式进行运作，无法实施联合控制，大大的增加了整车内部的能量损失。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了提供一种车载氢燃料电堆控制系统，将空压机和DCDC转换器等器件与传统控制系统进行通讯，控制系统能够根据实际所需对空压机的转速和DCDC转换器的输入输出电压进行调节，达到能量输出的最大化，提高电堆能量密度比。

为了实现上述发明目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种车载氢燃料电堆控制系统，包括氢燃料电堆、用于调控各个模块的主控制模块和用于调控氢燃料电堆的电堆调控模组，电堆调控模组连接氢燃料电堆和主控制模块，还包括的外部调控模组和用于通讯的外部通讯模块，

外部调控模组，连接外部通讯模块，用于控制氢燃料电堆外部器件/模块运行，并根据外部器件/模块运行的数据产生相应的运行信号；

外部通讯模块连接主控制模块和外部调控模块，用于接收外部调控模组产生的运行信号，并将运行信号发送给主控制模块；

主控制模块接收运行信号，对运行信号进行处理并将运行信号转换为外部调控模组运行所需的电量值，向电堆调控模组发出相应的所需电量信号；

电堆调控模组连接外部调控模组，电堆调控模组接收主控制模块发动的所需电量信号，并根据所需电量信号为外部调控模组提供相应电量。

与现有技术相比，采用了上述技术方案的车载氢燃料电堆控制系统，具有如下有益效果：

一、采用本实用新型的车载氢燃料电堆控制系统，将氢燃料电堆外部的器件/模块与主控制模块进行通讯，主控制模块能够根据外壁器件/模块的实际运行情况调控氢燃料电堆的相应电能输出，将为输出的电能高效使用，避免不必要的电能浪费。

二、外部调控模组与主控制模块通讯后能够很好的调控氢燃料电堆中的电能的存储，提高电堆的能量密度比。

优选的，所述外部调控模组包括DCDC转换模块和空压机控制模块，

DCDC转换模块，用于将整车高压直流电源转换为供传感器使用的抵压直流电源；

空压机控制模块，用于控制空气压缩机的运行。

优选的，还包括内部通讯模块，内部通讯模块连接电堆调控模组和主控制模块，用于电堆调控模组和主控制模块之间的通讯。

优选的，所述电堆调控模块包括继电器控制模块（继电器控制模块），继电器控制模块连接氢燃料电堆和外部调控模组，用于控制氢燃料电堆向外部调控模组输出的电量。

优选的，所述电堆调控模块包括电堆信息采集模块，电堆信息采集模块连接内部通讯模块和氢燃料电堆，用于采集氢燃料电堆的氢气压力、空气压力和总电流等信号。

优选的，还包括防掉电存储模块，防掉电存储模块连接主控制模块，在控制系统掉电时，用于存储掉电前的信息。

附图说明

图1为本实用新型车载氢燃料电堆控制系统实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述。

如图1所示的车载氢燃料电堆控制系统，包括氢燃料电堆、用于调控各个模块的主控制模块和用于调控氢燃料电堆的电堆调控模组，电堆调控模组连接氢燃料电堆和主控制模块，还包括的外部调控模组和用于通讯的外部通讯模块。

结合附图1将本实施例中简述控制系统如何对氢燃料电堆和外部调控模组进行调控。外部调控模组，连接外部通讯模块，用于控制氢燃料电堆外部器件/模块运行，并根据外部器件/模块运行的数据产生相应的运行信号；外部通讯模块连接主控制模块和外部调控模块，用于接收外部调控模组产生的运行信号，并将运行信号发送给主控制模块；主控制模块接收运行信号，对运行信号进行处理并计算出外部调控模组运行所需的电量值，向电堆调控模组发出相应的所需电量信号；电堆调控模组连接外部调控模组，电堆调控模组接收主控制模块发动的所需电量信号，并根据所需电量信号为外部调控模组提供相应电量。

外部调控模组中包含多种电堆外部整车运行所需的器件/模块，包括DCDC转换模块和空压机控制模块等。其中，DCDC转换模块用于将整车高压直流电源转换为供传感器使用的抵压直流电源，如将整车9-28V电源转为5V电源，供车内的传感器使用；空压机控制模块用于控制空气压缩机的运行。以空压机控制模块为例，空压机控制模块控制空气压缩机进行转动，空压机控制模块对空气压缩机的转速信号进行采集，通过外部通讯模块将这一转速信号传达给主控制模块，主控制模块接收转速信号并将转速信号转为空压机和空压机控制模块所需的电量值，并向电堆调控模组中的继电器控制模块发出控制信号，控制继电器控制模块向外部调控模组中的空压机控制模块输出的电量值，使得该电量值正好能够供空压机正常运转，使得氢燃料电堆中的电能能够得到更好的利用和存储。

本控制系统中还包括内部通讯模块，内部通讯模块连接电堆调控模组和主控制模块，用于电堆调控模组和主控制模块之间的通讯。在本实施例的调控和通讯过程中，外部通讯模块和内部通讯模块均采用CAN通讯技术。

电堆调控模块包括继电器控制模块，继电器控制模块连接氢燃料电堆和外部调控模组，用于控制氢燃料电堆向外部调控模组输出的电量，比如电堆水泵、电堆风扇等多路继电器的输出控制。另外，电堆调控模块中还包括电堆信息采集模块，电堆信息采集模块连接内部通讯模块和氢燃料电堆，电堆信息采集模块不仅能够采集氢燃料电堆中氢气压力、空气压力和总电流，还能采集氢气传感器心跳信号或ON档等高边信号，对氢燃料电堆的运行情况进行实施检测。

为了避免控制系统由于掉电，重要数据丢失，本实施例中，控制系统还设有防掉电存储模块，防掉电存储模块采用EEPROM存储器，将重要的信息进行标定，当发生掉电时，存储掉电前的信息。

以上所述使本实用新型的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本实用新型的保护范围。