氢能源汽车多预充PDU系统及其预充方法

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域。更具体地说，本发明涉及一种氢能源汽车多预充PDU系统及其预充方法。

背景技术

随着氢燃料新能源汽车的推广和普及，越来越多的汽车企业开始关注于氢燃料电池新能源汽车的研发。由于氢燃料电池汽车中较传统新能源汽车多了许多高压器件，导致电路中高压负载较多，依照传统的预充电路设计将会使预充时间大大加长。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种氢能源汽车多预充PDU系统及其预充方法，能够缩短预充时间，减少预充等待时间，同时能优化高压配电系统结构，减少故障率。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种氢能源汽车多预充PDU系统，包括：

电源模块，包括电源接触器、动力电池，所述电源接触器与电源连接，所述动力电池与所述电源接触器连接；

预充模块，其包括辅助高压系统预充模块、氢燃料电池高压系统预充模块、底盘驱动高压系统预充模块，所述辅助高压系统预充模块、所述氢燃料电池高压系统预充模块、所述底盘驱动高压系统预充模块分别与所述电源模块连接；

预充系统，其包括辅助高压系统、氢燃料电池高压系统、底盘驱动高压系统，所述辅助高压系统、氢燃料电池高压系统、底盘驱动高压系统分别由所述辅助高压系统预充模块、所述氢燃料电池高压系统预充模块、所述底盘驱动高压系统预充模块进行连接预充。

优选的是，所述辅助高压系统预充模块包括依次电性连接设置的辅助高压系统预充接触器、辅助高压系统预充电阻、辅助高压系统保险、以及连接在所述辅助高压系统预充接触器和所述辅助高压系统预充电阻两端的辅助高压系统主接触器；

所述氢燃料电池高压系统预充模块包括依次电性连接设置的氢燃料电池高压系统预充接触器、氢燃料电池高压系统预充电阻、氢燃料电池高压系统保险、以及连接在所述氢燃料电池高压系统预充接触器和所述氢燃料电池高压系统预充电阻两端的氢燃料电池高压系统主接触器；

所述底盘驱动高压系统预充模块包括依次电性连接设置的底盘驱动高压系统预充接触器、底盘驱动高压系统预充电阻、底盘驱动高压系统保险、以及连接在底盘驱动高压系统预充接触器、底盘驱动高压系统预充电阻两端的底盘驱动高压系统主接触器。

本发明还提供一种氢能源汽车多预充PDU系统的预充方法，包括：辅助高压系统预充；

氢燃料电池高压系统预充；

底盘驱动高压系统预充。

优选的是，辅助高压系统预充由所述辅助高压系统预充模块完成；

氢燃料电池高压系统预充由所述氢燃料电池高压系统预充模块完成；

底盘驱动高压系统预充由所述底盘驱动高压系统预充模块完成。

优选的是，所述辅助高压系统预充流程具体为：

多预充PDU系统准备就绪；

多预充PDU系统是否收到辅助高压系统预充命令，若否，则等待，直至收到所述辅助高压系统预充命令；

收到所述辅助高压系统预充命令后，多预充PDU系统控制辅助高压系统预充接触器吸合；

多预充PDU系统判断电源模块母线电压和辅助高压系统预充模块母线电压的绝对值＜10V，若持续3s未满足条件，则多预充PDU系统控制辅助高压系统预充接触器断开且多预充PDU系统发送辅助高压系统预充失败信号，若3s内满足条件，则多预充PDU系统控制辅助高压系统主接触器吸合；

辅助高压系统主接触器吸合后，计时100ms；

计时满足100ms后，多预充PDU系统控制辅助高压系统预充接触器断开且多预充PDU系统发送辅助高压系统预充完成信号。

优选的是，所述氢燃料电池高压系统流程具体为：

多预充PDU系统准备就绪；

多预充PDU系统是否收到氢燃料电池高压系统预充命令，若否，则等待，直至收到氢燃料电池高压系统预充命令；

收到氢燃料电池高压系统预充命令后，多预充PDU系统控制氢燃料电池高压系统预充接触器吸合；

多预充PDU系统判断电源模块母线电压-氢燃料电池高压系统预充模块母线电压的绝对值＜10V，若持续3S未满足条件，则多预充PDU系统控制氢燃料电池高压系统预充接触器断开且多预充PDU系统发送氢燃料电池高压系统预充失败信号，若3s内满足条件，则多预充PDU系统控制氢燃料电池高压系统预主接触器吸合；

在氢燃料电池高压系统主接触器吸合后，计时100ms；

计时满足100ms后，多预充PDU系统控制氢燃料电池高压系统预充接触器断开且多预充PDU系统发送氢燃料电池高压系统预充完成信号。

优选的是，所述底盘驱动高压系统预充流程具体为：

多预充PDU系统准备就绪；

多预充PDU系统是否收到底盘驱动高压系统预充命令，若否，则等待，直至收到底盘驱动高压系统预充命令；

收到底盘驱动高压系统预充命令后，多预充PDU系统控制底盘驱动高压系统预充接触器吸合；

多预充PDU系统判断电源模块母线电压-底盘驱动高压系统母线电压的绝对值＜10V，若持续3s未满足条件，则多预充PDU系统控制底盘驱动高压系统预充接触器断开且多预充PDU系统发送底盘驱动高压系统预充失败信号，若3s内满足条件，则多预充PDU系统控制底盘驱动高压系统主接触器吸合；

在底盘驱动高压系统主接触器吸合后，计时100ms；

计时满足100ms后，多预充PDU系统控制底盘驱动高压系统预充接触器断开且多预充PDU系统发送底盘驱动高压系统预充完成信号。

本发明至少包括以下有益效果：

该PDU系统能够缩短预充时间，减少预充等待时间，同时能优化高压配电系统结构，减少故障率；

设计多个预充回路，各回路预充互不影响，增加各高压系统的独立性，维护起来方便，同时可以减少不必要的能量损耗；

设计多个预充电阻，增加预充电阻的使用寿命，减少预充电阻故障率；

设计多个预充回路，将功率器件工作特性一致的高压系统放在同一高压回路下，减少其他高压系统对其的影响，优化高压配电系统结构；

设计多个工作回路，使得各回路分得的电流远远小于一个总回路的总电流，减小铜排损耗；

设计多个独立的预充回路，大大缩短了预充所需的时间，减少了接触器吸合等待时间，从而减少驾驶员上高压等待时间。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明其中一个实施例的多预充PDU系统的结构示意图；

图2为本发明其中一个实施例的辅助高压系统预充的流程示意图；

图3为本发明其中一个实施例的氢燃料电池高压系统预充的流程示意图；

图4为本发明其中一个实施例的底盘驱动高压系统预充的流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1所示，本发明提供一种氢能源汽车多预充PDU系统，包括：

电源模块100，包括电源接触器110、动力电池120，所述电源接触器110与电源连接，所述动力电池120与所述电源接触器110连接；

需要说明的是，动力电池120为预充系统和预充模块提供能量；电源接触器110，为了防止动力电池直接与外部连接，确保高压安全，降低人员触电风险。

预充模块200，其包括辅助高压系统预充模块、氢燃料电池高压系统预充模块、底盘驱动高压系统预充模块，所述辅助高压系统预充模块、所述氢燃料电池高压系统预充模块、所述底盘驱动高压系统预充模块分别与所述电源模块100连接；

预充系统800，其包括辅助高压系统700、氢燃料电池高压系统600、底盘驱动高压系统500，所述辅助高压系统700、氢燃料电池高压系统600、底盘驱动高压系统500分别由所述辅助高压系统预充模块、所述氢燃料电池高压系统预充模块、所述底盘驱动高压系统预充模块进行预充。

需要说明的是，辅助高压系统为包括汽车降压DC、空调压缩机、空调PTC加热器的系统；氢燃料电池高压系统为包括燃料电池高压系统和超级电容高压系统的系统；底盘驱动高压系统为高压驱动系统。

参照图1，所述辅助高压系统预充模块包括依次电性连接设置的辅助高压系统预充接触器210、辅助高压系统预充电阻220、辅助高压系统保险240、以及连接在所述辅助高压系统预充接触器210和所述辅助高压系统预充电阻220两端的辅助高压系统主接触器230；

所述氢燃料电池高压系统预充模块包括依次电性连接设置的氢燃料电池高压系统预充接触器310、氢燃料电池高压系统预充电阻320、氢燃料电池高压系统保险340、以及连接在所述氢燃料电池高压系统预充接触器310和所述氢燃料电池高压系统预充电阻320两端的氢燃料电池高压系统主接触器330；

所述底盘驱动高压系统预充模块包括依次电性连接设置的底盘驱动高压系统预充接触器410、底盘驱动高压系统预充电阻420、底盘驱动高压系统保险440、以及连接在底盘驱动高压系统预充接触器410和底盘驱动高压系统预充电阻420两端的底盘驱动高压系统主接触器430、。

需要说明的是，辅助高压系统预充接触器210在辅助高压系统700预充时闭合使得辅助高压系统700预充回路导通，辅助高压系统预充电阻220在辅助高压系统700预充时限制预充电流大小，防止回路电流过大，同时与辅助高压系统700中的电容共同决定预充时间；辅助高压系统保险240确保辅助高压系统700的工作电流不会过大，导致烧线的情况发生；辅助高压系统主接触器230在辅助高压系统700预充完成后会主动闭合，将预充回路短路掉，这时辅助高压系统可以高压工作。

还需要说明的是，氢燃料电池高压系统预充接触器310在氢燃料电池高压系统600预充时闭合使得氢燃料电池高压系统600预充回路导通，氢燃料电池高压系统预充电阻320在氢燃料电池高压系统600预充时限制预充电流大小，防止回路电流过大，同时与氢燃料电池高压系统600中的电容共同决定预充时间；氢燃料电池高压系统保险340确保氢燃料电池高压系统600的工作电流不会过大，导致烧线的情况发生；氢燃料电池高压系统主接触器330在氢燃料电池高压系统600预充完成后会主动闭合，将预充回路短路掉，这时氢燃料电池高压系统可以高压工作。

还需要说明的是，底盘驱动高压系统预充接触器410在底盘驱动高压系统500预充时闭合使得底盘驱动高压系统500预充回路导通，底盘驱动高压系统预充电阻420在底盘驱动高压系统500预充时限制预充电流大小，防止回路电流过大，同时与底盘驱动高压系统500中的电容共同决定预充时间；底盘驱动高压系统保险440确保底盘驱动高压系统500的工作电流不会过大，导致烧线的情况发生；底盘驱动高压系统主接触器430在底盘驱动高压系统500预充完成后会主动闭合，将预充回路短路掉，这时底盘驱动高压系统可以高压工作。

本发明还提供一种氢能源汽车多预充PDU系统的预充方法，包括：

参照图2，包括模式一、辅助高压系统700预充；辅助高压系统700预充由所述辅助高压系统预充模块完成；所述辅助高压系统700预充流程具体为：

多预充PDU系统准备就绪；

多预充PDU系统是否收到辅助高压系统700预充命令，若否，则等待，直至收到所述辅助高压系统700预充命令；

收到所述辅助高压系统(700)预充命令后，多预充PDU系统控制辅助高压系统预充接触器210吸合；

多预充PDU系统判断电源模块100母线电压和辅助高压系统预充模块母线电压的绝对值＜10V，若持续3s未满足条件，则多预充PDU系统控制辅助高压系统预充接触器210断开且多预充PDU系统发送辅助高压系统700预充失败信号，若3s内满足条件，则多预充PDU系统控制辅助高压系统主接触器230吸合；

辅助高压系统主接触器230吸合后，计时100ms；

计时满足100ms后，多预充PDU系统控制辅助高压系统预充接触器210断开且多预充PDU系统发送辅助高压系统700预充完成信号。

参照图3，包括模式二、氢燃料电池高压系统600预充；氢燃料电池高压系统600预充由所述氢燃料电池高压系统预充模块完成；所述氢燃料电池高压系统600流程具体为：

多预充PDU系统准备就绪；

多预充PDU系统是否收到氢燃料电池高压系统600预充命令，若否，则等待，直至收到氢燃料电池高压系统600预充命令；

收到氢燃料电池高压系统600预充命令后，多预充PDU系统控制氢燃料电池高压系统预充接触器310吸合；

多预充PDU系统判断电源模块100母线电压-氢燃料电池高压系统预充模块母线电压的绝对值＜10V，若持续3S未满足条件，则多预充PDU系统控制氢燃料电池高压系统预充接触器310断开且多预充PDU系统发送氢燃料电池高压系统600预充失败信号，若3s内满足条件，则多预充PDU系统控制氢燃料电池高压系统预主接触器330吸合；

在氢燃料电池高压系统主接触器330吸合后，计时100ms；

计时满足100ms后，多预充PDU系统控制氢燃料电池高压系统预充接触器310断开且多预充PDU系统发送氢燃料电池高压系统600预充完成信号。

参照图4，包括模式三、底盘驱动高压系统500预充；底盘驱动高压系统500预充由所述底盘驱动高压系统预充模块完成；所述底盘驱动高压系统500预充流程具体为：

多预充PDU系统准备就绪；

多预充PDU系统是否收到底盘驱动高压系统500预充命令，若否，则等待，直至收到底盘驱动高压系统500预充命令；

收到底盘驱动高压系统500预充命令后，多预充PDU系统控制底盘驱动高压系统预充接触器410吸合；

多预充PDU系统判断电源模块100母线电压-底盘驱动高压系统母线电压的绝对值＜10V，若持续3s未满足条件，则多预充PDU系统控制底盘驱动高压系统预充接触器410断开且多预充PDU系统发送底盘驱动高压系统500预充失败信号，若3s内满足条件，则多预充PDU系统控制底盘驱动高压系统主接触器430吸合；

在底盘驱动高压系统500主接触器430吸合后，计时100ms；

计时满足100ms后，多预充PDU系统控制底盘驱动高压系统预充接触器410断开且多预充PDU系统发送底盘驱动高压系统500预充完成信号。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。