氢能源汽车双预充电路及其预充电和高压下电的方法

技术领域

本发明涉及氢能源汽车技术领域，尤其涉及一种氢能源汽车双预充电路及其预充电和高压下电的方法。

背景技术

我国燃料电池客车已经完成商业示范运营，燃料电池乘用车也在飞速发展，各种性能指标已基本达到运营要求，开始向大规模产业化迈进。然而，一种新的能源系统要得到推广和应用，其安全性是应该首先被关注的。现有技术中的整车驱动电机和燃电空气压缩机采用同时预充，在充电和下电过程中存在一定的安全风险。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种整车驱动电机和燃电空气压缩机分开进行预充电的氢能源汽车双预充电路及其预充电方法，和提高整车驱动电机下电安全性的方法。

本发明的一种氢能源汽车双预充电路，包括高压辅助电源、燃电升压FCDC、电机控制器、降压DCL、燃电空压机控制器、高压部件、第一预充电路和第二预充电路；

所述电机控制器与整车驱动电机电连接，所述燃电空压机控制器与空压机电机电连接；

所述高压辅助电源、第一预充电路和电机控制器串联形成闭合电路，所述燃电升压FCDC并联在所述高压辅助电源的两端，所述降压DCL并联在所述电机控制器的两端；

所述第二预充电路、燃电空压机控制器和高压部件依次串联形成支路，所述支路并联在所述高压辅助电源的两端；

所述第一预充电路包括开关K0、开关K1和第一预充电阻R1，所述开关K1、第一预充电阻R1串联在所述闭合电路上，所述开关K0并联在所述开关K1和第一预充电阻R1的两端；

所述第二预充电路包括开关K2、开关K3和第二预充电阻R2，所述开关K3、第二预充电阻R2串联在所述支路上，所述开关K2并联在所述开关K3和第二预充电阻R2的两端。

进一步的，所述开关K0包括第一高压正极主正继电器。

进一步的，所述开关K1包括第一高压预充继电器。

进一步的，所述开关K2包括第二高压正极主正继电器。

进一步的，所述开关K3包括第二高压预充继电器。

一种氢能源汽车双预充电路的预充电方法，具体过程如下：整车高压上电时，先闭合所述开关K1，经过所述第一预充电阻R1进行限流，所述高压辅助电源和燃电升压FCDC过来的高压先给所述电机控制器和降压DCL进行预充电，预充完成后先闭合所述开关K0之后断开所述开关K1，完成所述电机控制器和降压DCL的预充电；再闭合所述开关K3对燃电空压机控制器和高压部件进行预充电，预充完成后先闭合所述开关K2再断开开关K3，完成燃电空压机控制器和高压部件的预充电。

一种氢能源汽车双预充电路的预充电方法，具体过程如下：整车高压上电时，先闭合所述开关K3，经过所述第二预充电阻R2进行限流，开始对燃电空压机控制器和高压部件进行预充电，预充完成后，先闭合所述开关K2再断开开关K3，完成所述燃电空压机控制器和高压部件的预充电；再闭合所述开关K1，所述高压辅助电源和燃电升压FCDC过来的高压会先给电机控制器和降压DCL进行预充电，预充完成后闭合所述开关K0之后断开开关K1，完成所述电机控制器和降压DCL的预充电。

一种氢能源汽车双预充电路的预充电方法，具体过程如下：整车高压上电时，同时闭合所述开关K1和开关K3，经过所述第一预充电阻R1和第二预充电阻R2进行限流对燃电空压机控制器和高压部件进行预充电，预充完成后，先闭合对应的预充完成的回路对应的所述开关K2或开关K0，然后再断开相对应的所述开关K1和开关K3完成所述燃电空压机控制器和高压部件、电机控制器和降压DCL的预充电。

一种氢能源汽车双预充电路的高压下电方法，在高压下电过程中，先断开开关K0，断开开关K1，电机控制器开始主动放电的功能对其开始放电，放电完成后完成对整车驱动电机下电；然后断开开关K2，断开开关K3，之后使用燃电空压机控制器开始主动放电的功能对其和高压部件进行放电，放电完成后完成支路下电。

本发明的一种氢能源汽车双预充电路，在氢能源汽车在高压上电过程中整车驱动电机和燃电空气压缩机分开进行预充电，氢能源汽车在高压下电过程中，由于燃料电池的特性在高压下电前需要进行吹扫后才能停机，此时基于双预充电路的设计可以让整车驱动电机先进行高压下电而不用等待燃料电池系统的吹扫这个过程，提高对整车驱动电机进行下电的安全性，可以防止氢能源汽车在下电前吹扫的时候，整车驱动电机仍然带高压存在安全风险的情况；本发明的一种氢能源汽车双预充电路还可以防止车辆在停机充电的时候，电机仍然带高压，降低存在的安全风险。

附图说明

图1为本发明的一种氢能源汽车双预充电路的结构示意图。

1、高压辅助电源；2、燃电升压FCDC；3、电机控制器；4、降压DCL；5、燃电空压机控制器；6、高压部件；7、第一预充电路；8、第二预充电路；9、整车驱动电机；10、空压机电机。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本发明的一种氢能源汽车双预充电路，包括高压辅助电源1、燃电升压FCDC2、电机控制器3、降压DCL4、燃电空压机控制器5、高压部件6、第一预充电路7和第二预充电路8；

电机控制器3与整车驱动电机9电连接，燃电空压机控制器5与空压机电机10电连接；

高压辅助电源1、第一预充电路7和电机控制器3串联形成闭合电路，燃电升压FCDC2并联在高压辅助电源1的两端，降压DCL4并联在电机控制器3的两端；

第二预充电路8、燃电空压机控制器5和高压部件6依次串联形成支路，支路并联在高压辅助电源1的两端；

第一预充电路7包括开关K0、开关K1和第一预充电阻R1，开关K1、第一预充电阻R1串联在闭合电路上，开关K0并联在开关K1和第一预充电阻R1的两端；

第二预充电路8包括开关K2、开关K3和第二预充电阻R2，开关K3、第二预充电阻R2串联在支路上，开关K2并联在开关K3和第二预充电阻R2的两端。

本发明的一种氢能源汽车双预充电路，在氢能源汽车在高压上电过程中整车驱动电机9和燃电空气压缩机分开进行预充电，氢能源汽车在高压下电过程中，由于燃料电池的特性在高压下电前需要进行吹扫后才能停机，此时基于双预充电路的设计可以让整车驱动电机9先进行高压下电而不用等待燃料电池系统的吹扫这个过程，提高对整车驱动电机9进行下电的安全性，可以防止氢能源汽车在下电前吹扫的时候，整车驱动电机9仍然带高压存在安全风险的情况；本发明的一种氢能源汽车双预充电路还可以防止车辆在停机充电的时候，电机仍然带高压，降低存在的安全风险。

开关K0可以包括第一高压正极主正继电器或接触器。

开关K1包括第一高压预充继电器或接触器。

开关K2包括第二高压正极主正继电器或接触器。

开关K3包括第二高压预充继电器或接触器。

降压DCL4的作用是整车直流高压转换成直流低压的转换器；

电机控制器3的作用是；对控制与整车驱动电机9转速扭矩等；

整车驱动电机9的作用是驱动车辆行驶；

空压机电机10的作用是对燃料电池空气路压力进行增压并输入给燃料电堆；

燃电空压机控制器5的作用是控制空压机电机10的转速、启停等；

燃电升压FCDC2的作用是对燃料电池的输出电压进行升压并提供给整车，其内部有方向二极管所以在其输出端不需要预充；

高压部件6是指内部有支撑电容或其他电容的高压部件6或附件；

一种氢能源汽车双预充电路的预充电方法，具体过程如下：整车高压上电时，先闭合开关K1，经过第一预充电阻R1进行限流，高压辅助电源1和燃电升压FCDC2过来的高压先给电机控制器3和降压DCL4进行预充电，预充完成后先闭合开关K0之后断开开关K1，完成电机控制器3和降压DCL4的预充电；再闭合开关K3对燃电空压机控制器5和高压部件6进行预充电，预充完成后先闭合开关K2再断开开关K3，完成燃电空压机控制器5和高压部件6的预充电。

一种氢能源汽车双预充电路的预充电方法，具体过程如下：整车高压上电时，先闭合开关K3，经过第二预充电阻R2进行限流，开始对燃电空压机控制器5和高压部件6进行预充电，预充完成后，先闭合开关K2再断开开关K3，完成燃电空压机控制器5和高压部件6的预充电；再闭合开关K1，高压辅助电源1和燃电升压FCDC2过来的高压会先给电机控制器3和降压DCL4进行预充电，预充完成后闭合开关K0之后断开开关K1，完成电机控制器3和降压DCL4的预充电。

一种氢能源汽车双预充电路的预充电方法，具体过程如下：整车高压上电时，同时闭合开关K1和开关K3，经过第一预充电阻R1和第二预充电阻R2进行限流对燃电空压机控制器5和高压部件6进行预充电，预充完成后，先闭合对应的预充完成的回路对应的开关K2或开关K0，然后再断开相对应的开关K1和开关K3完成燃电空压机控制器5和高压部件6、电机控制器3和降压DCL4的预充电。

一种氢能源汽车双预充电路的高压下电方法，在高压下电过程中，先断开开关K0，断开开关K1，电机控制器3开始主动放电的功能对其开始放电，放电完成后完成对整车驱动电机9下电；然后断开开关K2，断开开关K3，之后使用燃电空压机控制器5开始主动放电的功能对其和高压部件6进行放电，放电完成后完成支路下电。

以上未涉及之处，适用于现有技术。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。