一种氢能源汽车高压配电PDU系统及其配电方法与流程

2021-02-03 14:02:27|

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一种氢能源汽车高压配电pdu系统及其配电方法
技术领域
[0001]
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高压配电pdu系统及其配电方法。

背景技术：

[0002]
pdu全称为高压配电盒单元，氢燃料电池汽车上需要pdu将氢反应堆及辅助能源提供的高压电分配给燃料电池空压机、驱动电机控制器、转向电机控制器、燃料电池ptc等高压电器件。
[0003]
代号为nve1的在研氢燃料电池车型采用后置后驱的方式，驱动电机、电机控制器、辅助能源如动力电池及超级电容均布置在汽车后桥附近，氢反应堆及其附件、转向电机控制器、燃料电池ptc等高压电器件布置在机舱内。而整车轴距为3665mm，整车车长为4995mm，按照传统的布置方式，无论pdu布置在机舱内或者是下车体某个位置，都会导致存在很长且很多根的高压线束从机舱贯穿至后桥，同时，本车高压平台为576v的高压。线束过长过多将会导致以下问题：
[0004]
高压线束中的变化的高压电流会产生电磁场，导致整车电磁兼容性存在风险，严重时可能会影响车辆控制信号，干扰车载电脑的控制系统，甚至造成车祸等安全事故；
[0005]
由于整车高压平台为576v的高压，高压线束过多过长，存在漏电的风险，高压漏电对人身安全有直接的危害，若出现高压漏电并过水的情况，更会造成不可估量的损失；
[0006]
成本过高，高压线束的线径较粗，线束安全等级要求高，过多的高压线束会造成过大的成本压力，高成本将降低整车市场竞争力。

技术实现要素：

[0007]
本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种将pdu一分为二的氢能源汽车高压配电pdu系统及其配电方法。
[0008]
本发明的一种氢能源汽车高压配电pdu系统，包括第一高压配电单元和第二高压配电单元，所述第一高压配电单元布置在机舱内，所述第一高压配电单元分别与燃料电池和机舱内的第一高压电器件电连接，所述第一高压配电单元上还设有预充接口；所述第二高压配电单元布置在驱动电机的一侧，所述第二高压配电单元与所述燃料电池、辅助能源和第二高压电器件电连接，所述第二高压配电单元上设有预充输出口，所述预充输出口与所述预充接口通过一高压线束电连接；所述燃料电池通过燃料电池dcdc与所述第一高压配电单元和第二高压配电单元电连接。
[0009]
进一步的，所述第一高压电器件包括转向电机控制器、燃料电池ptc、燃料电池空压机。
[0010]
进一步的，所述第二高压电器件包括驱动电机控制器和空调。
[0011]
进一步的，所述辅助能源包括动力电池和超级电容。
[0012]
进一步的，所述动力电池为高压锂电池。
[0013]
进一步的，所述超级电容通过超级电容dcdc与所述第二高压配电单元电连接。
[0014]
进一步的，所述第一高压配电单元与低压蓄电池电连接。
[0015]
一种氢能源汽车高压配电pdu系统的配电方法，整车工作时，首先燃料电池产生的电流经燃料电池dcdc升压后输入到第二高压配电单元，此时，进入第二高压配电单元的电流经预充电阻后产生预充电流从预充输出口流出，并通过高压线束流向第一高压配电单元的预充接口，给第一高压配电单元进行预充，预充完成后，燃料电池及辅助能源提供的电能进入第一高压配电单元和第二高压配电单元，高压配电pdu系统开始正常工作，根据整车控制信号给第一高压电器件和第二高压电器件进行配电，使整车能正常运行。
[0016]
本发明的一种氢能源汽车高压配电pdu系统在确保pdu功能完成的情况下，创新性的将高压配电pdu系统一分为二，分为第一高压配电单元与第二高压配电单元，第一高压配电单元布置在机舱内，满足机舱内的第一高压电器件的配电需求，第二高压配电单元布置在驱动电机附近，满足后桥附近的第二高压电器件的配电需求，而第一高压配电单元与第二高压配电单元之间仅需一根高压线束作为预充线束联结即可，减少高压线束，不影响车辆控制信号，不干扰车载电脑的控制系统，减少漏电的风险，降低成本，降低整车市场竞争力。
附图说明
[0017]
图1为一种氢能源汽车高压配电pdu系统的结构示意图。
[0018]
1、第一高压配电单元；11、预充接口；2、第二高压配电单元；21、预充输出口；3、燃料电池；4、第一高压电器件；41、转向电机控制器；42、燃料电池ptc；43、燃料电池空压机；5、辅助能源；51、动力电池；52、超级电容；53、超级电容dcdc；6、第二高压电器件；61、驱动电机控制器；62、空调；7、高压线束；8、燃料电池dcdc；9、低压蓄电池。
具体实施方式
[0019]
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。
[0020]
如图1所示，本发明的一种氢能源汽车高压配电pdu系统，包括第一高压配电单元1和第二高压配电单元2，第一高压配电单元1布置在机舱内，第一高压配电单元1分别与燃料电池3和机舱内的第一高压电器件4电连接，第一高压配电单元1上还设有预充接口11；第二高压配电单元2布置在驱动电机的一侧，第二高压配电单元2与燃料电池3、辅助能源5和第二高压电器件6电连接，高压配电单元上设有预充输出口21，预充输出口21与预充接口11通过一高压线束7电连接；所述燃料电池3通过燃料电池dcdc8与所述第一高压配电单元1和第二高压配电单元2电连接
[0021]
本发明的一种氢能源汽车高压配电pdu系统在确保pdu功能完成的情况下，创新性的将高压配电pdu系统一分为二，分为第一高压配电单元1与第二高压配电单元2，第一高压配电单元1布置在机舱内，满足机舱内的高压电器件的配电需求，第二高压配电单元2布置在驱动电机附近，满足后桥附近的高压电器件的配电需求，而第一高压配电单元1与第二高压配电单元2之间仅需一根高压线束7作为预充线束联结即可，减少高压线束7，不影响车辆控制信号，不干扰车载电脑的控制系统，减少漏电的风险，降低成本，降低整车市场竞争力。
[0022]
氢能源汽车高压配电pdu系统，在汽车上，主要应用在电动汽车、氢燃料电池3汽车等存在高压用电设备的车型上，主要功能是根据整车控制信号进行各高压用电设备的用电分配，氢燃料电池3车上pdu需要接收氢反应堆、辅助能源5产生的高压电，并根据整车控制信号将高压电分配给电机控制器、转向电机控制器41、燃料电池ptc42等高压用电设备，进而满足整车的正常运行；氢能源汽车高压配电pdu系统包括第一高压配电单元1与第二高压配电单元2。第一高压配电单元1布置在机舱内，输入端为氢反应堆提供的高压电流及预充接口11，输出端为第一高压电器件4，第一高压电器件4可以为转向电机控制器41、燃料电池ptc42、燃料电池空压机43等等，第一高压配电单元1按照整车的需求给输出端的第一高压电器件4进行配电，使之正常工作。第二高压配电单元2布置在驱动电机附近，输入端为燃料电池3和动力电池51、超级电容52等辅助能源5，输出端为第二高压电器件6，第二高压电器件6可以为电机控制器和空调62等等，第二高压配电单元2按照整车的需求给输出端的高压电器件进行配电，使之正常工作；动力电池51可以为高压锂电池。超级电容52通过超级电容dcdc53与第二高压配电单元2电连接。
[0023]
第一高压配电单元1与低压蓄电池9电连接，向低压蓄电池充电。
[0024]
一种氢能源汽车高压配电pdu系统的配电方法，整车工作时，首先燃料电池3产生的电流经燃料电池dcdc8升压后输入到第二高压配电单元2，此时，进入第二高压配电单元2的电流经预充电阻后产生预充电流从预充输出口21流出，并通过高压线流向第一高压配电单元1的预充接口11，给第一高压配电单元1进行预充，预充完成后，燃料电池3及辅助能源5提供的电能进入第一高压配电单元1和第二高压配电单元2，高压配电pdu系统开始正常工作，根据整车控制信号给不同的高压电器件行配电，使整车能正常运行。
[0025]
以上未涉及之处，适用于现有技术。
[0026]
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。

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