阅读说明：本技术 一种氢燃料电池汽车用集成化fvs系统 (Integrated FVS system for hydrogen fuel cell automobile ) 是由 安元元 郝义国 余红霞 程飞 陈华明 于 2019-08-28 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种氢燃料电池汽车用集成化FVS系统,包括控制板、集成电路和功率板,所述控制板包括VCU模块、FCU模块、HCU模块和热管理控制器,且控制板与集成电路之间通过导线电性连接,所述功率板与集成电路之间通过导线相连,功率板上集成有IGBT功率元件,所述IGBT功率元件通过五组导线输出分别连接到冷却风扇、节气门、氢气循环泵,氢瓶阀、水泵和PTC。本发明一种氢燃料电池汽车用集成化FVS系统高度集成的动力域控制器,有效的减少了线束回路,对线束的轻量化贡献率很高,也减少了整车的ECU零件,降低了动力系统、热管理系统的生产设计管理成本,非常适合氢燃料电池汽车。(The invention provides an integrated FVS (fuzzy logic switch) system for a hydrogen fuel cell automobile, which comprises a control board, an integrated circuit and a power board, wherein the control board comprises a VCU (virtual vehicle Unit) module, an FCU (Flexible vehicle Unit) module, an HCU (hybrid vehicle Unit) module and a thermal management controller, the control board is electrically connected with the integrated circuit through a wire, the power board is connected with the integrated circuit through a wire, an IGBT (insulated gate bipolar translator) power element is integrated on the power board, and the IGBT power element is respectively connected to a cooling fan, a throttle valve, a hydrogen circulating pump, a hydrogen cylinder valve, a water pump and a PTC (positive. The highly integrated power domain controller of the integrated FVS system for the hydrogen fuel cell automobile effectively reduces a wiring harness loop, has high contribution rate to light weight of the wiring harness, reduces ECU parts of the whole automobile, reduces the production design management cost of the power system and the thermal management system, and is very suitable for the hydrogen fuel cell automobile.)

一种氢燃料电池汽车用集成化FVS系统

技术领域

本发明涉及氢能汽车领域，具体涉及一种氢燃料电池汽车用集成化FVS系统。

背景技术

随着燃料电池汽车的发展和网络技术在汽车中的广泛应用，随着汽车对轻量化的要求，电气架构不断演变和发展，高度的集成化必然成为趋势，现有的燃料电池汽车控制系统，集成化程度不够，功能不全，线束回路错综复杂，轻量化程度较为低下，整车的ECU零件较多也较为复杂，动力系统的生产设计管理成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述目前燃料电池汽车控制系统集成化程度不够的技术问题，提供一种氢燃料电池汽车用集成化FVS系统解决上述技术缺陷。

一种氢燃料电池汽车用集成化FVS系统，包括控制板、集成电路和功率板，所述控制板包括VCU模块、FCU模块、HCU模块和热管理控制器，且控制板与集成电路之间通过导线电性连接，所述功率板与集成电路之间通过导线相连，功率板上集成有IGBT功率元件，所述IGBT功率元件通过五组导线输出分别连接到冷却风扇、节气门、氢气循环泵，氢瓶阀、水泵和PTC。

进一步的，所述VCU模块、FCU模块、HCU模块和热管理控制器在控制板上集成为一个集成模块。

进一步的，所述控制板上设置有CPU，CPU用于对VCU模块、FCU模块、HCU模块和热管理控制器四个零部件的硬件电路进行统一控制。

进一步的，所述控制板上布置继电器和保险丝，且控制板和功率板之间还直接采用插针的方式连接。

进一步的，所述控制板上设置有输入接口，输入接口包括低压输入、氢气温度压力输入、空气温度压力输入、空气流量输入、氢气泄漏浓度检测、氢气压力输入、油门踏板信号输入、刹车信号输入和水温输入，且控制板上输出为低压负载。

进一步的，所述控制板上设置有网络连接端口，网络连接端口包括两路can网络连接电路，所述两路can网络连接电路分别为一路CAN_DRV1_H和CAN-DRV1-L，另一路CAN_DRV2_H和CAN_DRV2_L，其中一路可以连接到另外一路整车CAN网路。

进一步的，所述集成电路具体包括温度监测模块、电压监测模块、电流监测模块、驱动电路、数字量采集电路、模拟量采集电路和控制电路。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、该系统集成燃料电池系统FCU、整车控制器VCU、供氢系统HCU、热管理控制器HMC的四合一控制系统，高度集成的动力域控制器，有效的减少了线束回路，对线束的轻量化贡献率很高，也减少了整车的ECU零件，降低了动力系统、热管理系统的生产设计管理成本，可以应用于氢燃料电池汽车。

2、该系统以低压输入、氢气温度压力输入、空气温度压力输入、空气流量输入、氢气泄漏浓度检测、氢气压力输入、油门踏板信号输入、刹车信号输入、水温输入等作为输入，输出是低压负载，通过本发明内部低压管理给其分别进行输出控制：冷却风扇、节气门、氢气循环泵、氢瓶阀、水泵、PTC等。

3、该系统燃料电池系统FCU、整车控制器VCU、供氢系统HCU、热管理控制器集成为一个部件，一般整车控制器VCU、燃料电池系统FCU、供氢系统HCU、热管理控制器为独立的四个零部件，并有各自的CPU及其控制电路，本发明根据FCU功能的特点，以FCU为基础将整车燃料电池FCU、整车控制器VCU、供氢系统HCU、热管理控制器HMC的软硬件功能进行集成，在该发明中只有一个CPU，并对这4个零部件的硬件电路进行统一集成，功能相同的地方进行共用。

4、该系统可实现对整车氢瓶阀控制、氢泄漏浓度检测、氢气和空气进气温度压力检测、空气流量检测、氢气流量控制、燃料电堆冷却风扇、水泵控制、电堆节气门控制、整车能量管理、PTC控制、以及电堆升压等功能。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明一种氢燃料电池汽车用集成化FVS系统结构图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

一种氢燃料电池汽车用集成化FVS系统，如图1所示，包括控制板1、集成电路5和功率板7，所述控制板1包括VCU模块2、FCU模块3、HCU模块4和热管理控制器14，且控制板1与集成电路5之间通过导线电性连接，所述功率板7与集成电路5之间通过导线相连，功率板7上集成有IGBT功率元件6，所述IGBT功率元件6通过五组导线输出分别连接到冷却风扇8、节气门9、氢气循环泵10，氢瓶阀11、水泵12和PTC13。

所述VCU模块2、FCU模块3、HCU模块4和热管理控制器14在控制板1上集成为一个集成模块。

所述控制板1上设置有CPU，CPU用于对VCU模块2、FCU模块3、HCU模块4和热管理控制器14四个零部件的硬件电路进行统一集成控制。

所述控制板1上布置继电器和保险丝，且控制板1和功率板7之间还可以直接采用插针的方式连接。

所述控制板1上设置有输入接口，输入接口包括低压输入、氢气温度压力输入、空气温度压力输入、空气流量输入、氢气泄漏浓度检测、氢气压力输入、油门踏板信号输入、刹车信号输入和水温输入，且控制板1上输出为低压负载。

所述控制板1上设置有网络连接端口，网络连接端口包括两路can网络连接电路，所述两路can网络连接电路分别为一路CAN_DRV1_H(can高，接整车can网络)和CAN-DRV1-L(can低，接整车can网络)，另一路CAN_DRV2_H(CAN高)和CAN_DRV2_L(CAN低)，其中一路可以连接到另外一路整车CAN网路。

所述集成电路5具体包括温度监测模块、电压监测模块、电流监测模块、驱动电路、数字量采集电路、模拟量采集电路和控制电路。

本发明以低压输入、氢气温度压力输入、空气温度压力输入、空气流量输入、氢气泄漏浓度检测、氢气压力输入、水温输入等作为输入，输出是低压负载，通过本发明内部低压管理给其分别进行输出控制：冷却风扇8、节气门9、氢气循环泵10、氢瓶阀11、水泵12、PTC13等；上述结构的设置，可实现对整车氢瓶阀11的控制、氢泄漏浓度检测、氢气和空气进气温度压力检测、空气流量检测、氢气流量控制、燃料电堆冷却风扇、水泵12的控制、PTC13控制、电堆节气门9的控制及电堆升压等功能。

本发明集成燃料电池系统FCU、整车控制器VCU、供氢系统HCU、热管理控制器HMC的四合一控制系统，高度集成的动力域控制器，有效的减少了线束回路，对线束的轻量化贡献率很高，也减少了整车的ECU零件，降低了动力系统、热管理系统的生产设计管理成本，可以应用于氢燃料电池汽车。以低压输入、氢气温度压力输入、空气温度压力输入、空气流量输入、氢气泄漏浓度检测、氢气压力输入、油门踏板信号输入、刹车信号输入、水温输入等作为输入，输出是低压负载，通过本发明内部低压管理给其分别进行输出控制：冷却风扇、节气门、氢气循环泵、氢瓶阀、水泵、PTC等。燃料电池系统FCU、整车控制器VCU、供氢系统HCU、热管理控制器集成为一个部件，一般整车控制器VCU、燃料电池系统FCU、供氢系统HCU、热管理控制器为独立的四个零部件，并有各自的CPU及其控制电路，本发明根据FCU功能的特点，以FCU为基础将整车燃料电池FCU、整车控制器VCU、供氢系统HCU、热管理控制器HMC的软硬件功能进行集成，在该发明中只有一个CPU，并对这4个零部件的硬件电路进行统一集成，功能相同的地方进行共用。本发明可实现对整车氢瓶阀控制、氢泄漏浓度检测、氢气和空气进气温度压力检测、空气流量检测、氢气流量控制、燃料电堆冷却风扇、水泵控制、电堆节气门控制、整车能量管理、PTC控制、以及电堆升压等功能。本发明一种氢燃料电池汽车用集成化FVS系统高度集成的动力域控制器，有效的减少了线束回路，对线束的轻量化贡献率很高，也减少了整车的ECU零件，降低了动力系统、热管理系统的生产设计管理成本，非常适合氢燃料电池汽车。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。