燃料电池供电系统、方法及存储介质

文档序号:840349 发布日期:2021-04-02 浏览:6次 >En<

阅读说明:本技术 燃料电池供电系统、方法及存储介质 (Fuel cell power supply system, method and storage medium ) 是由 曹桂军 王博 于 2020-12-30 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种燃料电池供电系统、方法及存储介质,燃料电池供电系统包括:ON档电母线;常电母线;电源母线;地线;用电器一端连接电源母线另一端连接地线;开关一端连接常电母线另一端连接电源母线;控制模块的第一引脚与ON档电母线电连接、第二引脚和常电母线连接,第三引脚与地线连接,控制模块根据第一引脚和第二引脚输入的电平控制第四引脚输出的高电平或低电平;驱动模块电连接控制模块的第四引脚,且用于控制开关闭合或打开。本发明通过监测第一引脚和第二引脚输入的电平再控制第四引脚输出的电平,以控制用电器断电或保持通电状态,则用电器断电前有足够的时间进行停机吹扫流程,保证系统的稳定。(The invention discloses a fuel cell power supply system, a method and a storage medium, wherein the fuel cell power supply system comprises: an ON shift electric bus; a normal-electricity bus; a power bus; a ground wire; one end of the electrical appliance is connected with the power bus, and the other end of the electrical appliance is connected with the ground wire; one end of the switch is connected with the normal-current bus, and the other end of the switch is connected with the power supply bus; a first pin of the control module is electrically connected with the ON gear electric bus, a second pin of the control module is connected with the normal electric bus, a third pin of the control module is connected with the ground wire, and the control module controls a high level or a low level output by a fourth pin according to levels input by the first pin and the second pin; the driving module is electrically connected with the fourth pin of the control module and is used for controlling the switch to be closed or opened. According to the invention, the level input by the first pin and the level input by the second pin are monitored, and then the level output by the fourth pin is controlled, so that the power-off or power-on state of the electrical appliance is controlled, and the electrical appliance has enough time to perform a shutdown purging process before the power-off, so that the stability of the system is ensured.)

燃料电池供电系统、方法及存储介质

技术领域

本发明涉及燃料电池的技术领域,尤其是涉及一种燃料电池供电系统、方法及存储介质。

背景技术

随着节能减排深入人心,与之发生改变的是越来越多的电动汽车代替传统内燃发动机。但是随着电动汽车在市场的投放量增多,伴随着电池包老化、自燃和报废电池处理等问题也接踵而至。

燃料电池系统内部存在除电堆外的很多核心电器,且核心电器包括空气压缩机、水泵、氢泵等。这些核心电器的供电一般采用旋转钥匙进行切换,以实现核心电器的上电和下电。但是旋转钥匙只有3档低压电压,即整车常电(KL1+)、整车ACC(KL30)、整车ON(KL15)。但出于燃料电池系统自身的特殊性,在整车中我们不能直接从ACC和ON上取电,如果这样做当司机停车将钥匙旋转至OFF挡后,燃料电池系统会直接急停断电,无法进入正常的停机吹扫流程,这对系统的损害是非常大的。而整车常电也不可以直接取,这样做不但会增加整车的静态功耗长时间会使蓄电池亏电,还会让燃料电池系统一直处于待机状态无法正常休眠。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种燃料电池供电系统,能够实时响应系统的指令,保证供电的可靠性和稳定性。

本发明还提出一种燃料电池供电方法。

本发明还提出一种计算机可读存储介质。

第一方面,本发明的一个实施例提供了燃料电池供电系统,包括:

ON档电母线;

常电母线;

电源母线;

地线;

用电器,一端连接所述电源母线,另一端连接所述地线;

开关,一端连接所述常电母线,另一端连接所述电源母线;

控制模块,所述控制模块包括:第一引脚、第二引脚、第三引脚和第四引脚,所述第一引脚与所述ON档电母线电连接、所述第二引脚和所述常电母线连接,所述第三引脚与所述地线连接,所述控制模块根据所述第一引脚和所述第二引脚输入的高电平或低电平控制所述第四引脚输出的高电平或低电平;

驱动模块,电连接所述控制模块的所述第四引脚,且根据所述第四引脚输出的高电平或低电平用于控制所述开关闭合或打开。

本发明实施例的燃料电池供电系统至少具有如下有益效果:通过控制模块监测第一引脚和第二引脚输入的电平,也即控制模块根据NO档电母线和常电母线再控制第四引脚输出高电平或低电平,且驱动模块根据第四引脚输入的高电平或低电平再控制开关闭合或打开,进而控制用电器的电源母线和常电母线是否连接,以控制用电器断电或保持通电状态,则用电器断电前有足够的时间进行停机吹扫流程,保证系统的稳定。

根据本发明的另一些实施例的燃料电池供电系统,所述控制模块的所述第一引脚输入高电平时,所述控制模块的工作状态为唤醒状态,若所述控制模块的所述第二引脚输入高电平,所述控制模块控制所述第四引脚输出高电平,所述驱动模块根据所述第四引脚输入的高电平控制所述开关闭合。

根据本发明的另一些实施例的燃料电池供电系统,所述控制模块的第一引脚输入低电平时,所述控制模块的工作状态为休眠状态,所述控制模块的第四引脚输出低电平,则驱动模块根据所述第四引脚输入的低电平控制所述开关打开。

根据本发明的另一些实施例的燃料电池供电系统,所述控制模块的所述第一引脚和所述ON档电母线之间电连接有第一保险丝,所述控制模块的所述第二引脚和所述常电母线之间电连接有第二保险丝。

根据本发明的另一些实施例的燃料电池供电系统,所述电源母线和所述用电器之间电连接有第三保险丝。

根据本发明的另一些实施例的燃料电池供电系统,所述驱动模块包括:继电器,所述继电器的线圈一端连接所述常电母线另一端连接所述控制模块的所述第四引脚,所述继电器的常开触点电连接所述开关。

根据本发明的另一些实施例的燃料电池供电系统,还包括:自检模块,所述自检模块根据所述控制模块的工作状态为唤醒状态时,所述自检模块对所述控制模块进行自检以得到自检结果,所述控制模块根据所述自检结果上报故障信息至整车控制器或控制所述第四引脚输出高电平。

第二方面,本发明的一个实施例提供了燃料电池供电方法,包括:

控制模块检测连接ON档电母线的第一引脚输入高电平,改变工作状态为唤醒状态;

所述控制模块检测连接常电母线的第二引脚输入高电平时控制第四引脚输出高电平;

驱动模块根据所述第四引脚输入的高电平控制用电器连接的电源母线连接所述常电母线。

本发明实施例的燃料电池供电方法至少具有如下有益效果:通过控制模块监测第一引脚和第二引脚输入的电平,也即控制模块根据NO档电母线和常电母线再控制第四引脚输出高电平或低电平,且驱动模块根据第四引脚输入的高电平或低电平再控制开关闭合或打开,进而控制用电器的电源母线和常电母线是否连接,以控制用电器断电或保持通电状态,则用电器断电前有足够的时间进行停机吹扫流程,保证系统的稳定。

根据本发明的另一些实施例的燃料电池供电方法,还包括:

所述控制模块根据所述工作状态为唤醒状态,对自身进行自检以得到自检结果;

所述控制模块根据所述自检结果上报故障信息至整车控制器或控制第四引脚输出高电平。

第三方面,本发明的一个实施例提供了计算机可读存储介质:所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于使计算机执行如第一方面所述的燃料电池供电方法。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1是本发明实施例中燃料电池系统的一具体实施例电路原理图;

图2是本发明实施例中燃料电池方法的另一具体实施例流程图;

图3是本发明实施例中燃料电池方法的另一具体实施例流程图。

附图标记:100、ON档电母线;110、第一保险丝;200、常电母线;210、第二保险丝;300、地线;400、用电器;410、第三保险丝;500、开关;600、控制模块;610、第一引脚;620、第二引脚;630、第三引脚;640、第四引脚;700、驱动模块;800、自检模块。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述,以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然,所描述的实施例只是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例,基于本发明的实施例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例,均属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,如果涉及到方位描述,例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。如果某一特征被称为“设置”、“固定”、“连接”、“安装”在另一个特征,它可以直接设置、固定、连接在另一个特征上,也可以间接地设置、固定、连接、安装在另一个特征上。

在本发明实施例的描述中,如果涉及到“若干”,其含义是一个以上,如果涉及到“多个”,其含义是两个以上,如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”,均应理解为不包括本数,如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”,均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”,应当理解为用于区分技术特征,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

第一方面,参照图1,本发明实施例公开了一种燃料电池供电系统,包括:ON档电母线100、常电母线200、地线300、用电器400、开关500、控制模块600和驱动模块700;用电器400一端连接电源母线,另一端连接地线300;开关500一端连接常电母线200,另一端连接电源母线;控制模块600包括:第一引脚610、第二引脚620、第三引脚630和第四引脚640,第一引脚610与ON档电母线100电连接、第二引脚620和常电母线200连接,第三引脚630与地线300连接,控制模块600根据第一引脚610和第二引脚620输入的高电平或低电平控制第四引脚640输出的高电平或低电平;电连接控制模块600的第四引脚640,且根据第四引脚640输出的高电平或低电平用于控制所述开关500闭合或打开。

其中,用电器400包括空气压缩机、水泵、氢泵等等。ON档电母线100也即整车钥匙转动到ON档所连接的母线,而常电母线200为OFF档的低压母线,电源母线为用电器400供电的母线。开关500一端连接常电母线200另一端连接电源母线,用电器400一端连接电源母线另一端连接地线300。当控制模块600根据第一引脚610和第二引脚620输入的高电平或低电平控制第四引脚640输出高电平或低电平时,驱动模块700根据第四引脚640输入的高电平或低电平控制开关500闭合,若开关500闭合,则电源母线和常电母线200连通,则用电器400不接入电源以实现断电。若开关500断开,则电源母线和常电母线200断开,则用电器400连接电源母线实现通电。因此,通过设置控制模块600控制开关500闭合或断开,以实现用电器400的断电控制,以防止系统急停断电,无法进入正常的停机吹扫流程,进而防止系统的损害。

在一些实施例中,控制模块600的第一引脚610输入高电平时,控制模块600的工作状态为唤醒,若控制模块600的第二引脚620输入高电平,控制模块600控制第四引脚640输出高电平,驱动模块700根据第四引脚640输入的高电平控制开关500闭合。

控制模块600检测第一引脚610输入高电平或低电平,若检测第一引脚610输入高电平,则证明用户转到ON档,控制模块600连接到ON档电母线100,则控制模块600的工作状态为唤醒状态,且控制模块600开始监测第二引脚620有无输入。若第二引脚620输入高电平,控制模块600根据第二引脚620输入的高电平控制第四引脚640输出高电平,且驱动模块700根据第四引脚640输入的高电平控制开关500闭合,开关500闭合后,用电器400才开始断电。若第二引脚620输入低电平,则控制模块600根据第二引脚620输入的低电平控制第四引脚640输出低电平,则开关500保持断开状态,则用电器400依然处于通电状态。通过设置控制模块600现根据第一引脚610输入的电平后再根据第二引脚620输入的电平才对第四引脚640的电平控制,使得开关500闭合不是一下子断开和闭合,能够给予充足时间再进入断电,便于系统可以进入正常的停机吹扫流程。

其中,燃料电池为质子交换膜燃料电池,且燃料电池设置氢气管道和空气管道,通过氢气管道向电堆通入氢气,通过空气管道向电堆通入空气,氢气和空气中的氧气在电堆反应产生电能,并生成副产物水,在质子交换膜燃料电池反应的过程中生成的水会随尾排气体一起排出燃料电池,但是燃料电池停机时就不能够再对燃料电池进行吹扫。如果在燃料电池停机时不吹扫产生的水就会在燃料电池内部堆积,导致燃料电池衰减和影响燃料电池下次不能顺利启动。

目前解决上述问题常用的方法,是在燃料电池停机时通过空气管道向燃料电池再持续通入一段时间的空气,将燃料电池的水分吹扫干净。但是燃料电池工作环境不同和燃料电池的工作状态不同,每次停机时燃料电池的湿度也不相同,因此不能将关机时的吹扫时间量化,如果吹扫时间过短,不能保证吹扫的效果;如果吹扫时间过长,则会造成浪费。因此通过控制模块600进行用电器400的断电控制,以提供用电器400停机前充足的时间进行停机吹扫,保证吹扫的效果。

在一些实施例中,控制模块600的第一引脚610输入低电平时,控制模块600的工作状态为休眠状态,控制模块600的第四引脚640输出低电平,则驱动模块700根据第四引脚640输入的低电平控制开关500打开。

若控制模块600监测到第一引脚610输入低电平,控制模块600的工作状态为休眠状态,控制模块600不再监测第二引脚620输入的电平,不管第二引脚620输入低电平还是高电平,控制模块600始终控制第四引脚640输出低电平,且驱动模块700根据第四引脚640输入的低电平控制开关500断开,则用电器400连接电源母线正常通电。所以当用户没有将钥匙转到ON档,直接将钥匙转到OFF档是无效的,以防止直接将钥匙赚到OFF档直接断电,以保证系统能够正常进入停机吹扫流程,防止系统损害。

在一些实施例中,控制模块600和第一引脚610和ON档电母线100之间电连接有第一保险丝110,控制模块600的第二引脚620和常电母线200之间电连接第二保险丝210。

通过设置第一保险丝110一端连接第一引脚610另一端连接ON档电母线100,能够防止ON档电母线100输入瞬间高压损坏了控制模块600,以防止控制模块600直接接入瞬间高压损坏,以提高控制模块600的安全性和稳定性。第二保险丝210一端连接常电母线200另一端连接控制模块600,以防止常电母线200通过第二引脚620输入瞬间高压至控制模块600,以保证控制模块600稳定地进行控制。

在一些实施例中,电源母线和用电器400之间电连接第三保险丝410。若电源母线由于短路产生瞬间高压直接输入到用电器400,则会导致用电器400短路以损坏内部器件,所以设置第三保险丝410,且第三保险丝410一端连接电源母线另一端连接用电器400。当第三保险丝410接入瞬间高压则熔断,以断开电源母线和用电器400的连接,保证用电器400能够正常地运行。

在一些实施例中,驱动模块700为继电器,继电器的线圈一端连接常电母线200另一端连接控制模块600的第四引脚640,继电器的常开触点电连接开关500。

继电器连接第四引脚640,当控制模块600通过第四引脚640输入高电平至继电器,继电器通电后控制开关500闭合,则常电母线200和电源母线连接,则用电器400断电。若控制模块600通过第四引脚640输入低电平至继电器,继电器控制开关500断开,则常电母线200和电源母线断开,且用电器400连接电源母线正常通电。因此,通过设置驱动模块700为继电器,使得开关500的控制简易,进而控制用电器400断电还是保持通电的操作也简易。

在一些实施例中,燃料电池供电系统还包括:自检模块800,自检模块800根据控制模块600的工作状态为唤醒状态时,自检模块800对控制模块600进行自检以得到自检结果,控制模块600根据自检结果上报故障信息至整车控制器或控制第四引脚640输出高电平。当控制模块600的第一引脚610输入高电平后,控制模块600的工作状态为唤醒状态,则自检模块800对控制模块600进行自检以得到自检结果,且控制模块600根据自检结果控制第四引脚640输出高电平或低电平,通过设置自检能够保证控制模块600正常后再进行控制,以保证控制模块600能够正常控制。

其中,自检模块800和控制模块600集成于一个控制器上,且控制器对自身的自检主要有三点,第一是检查硬件传感器信号是否在规定范围,若存在传感器信号丢失则自检结果为自检失败,控制模块600根据该自检结果上报故障信息至整车控制器。第二是检查CAN通讯的用电器400是否在线,若存在CAN信号丢失则自检结果为自检失败,控制模块600根据自检结果上报故障信息至整车控制器。第三是判断与整车控制器是否通讯正常,若通讯异常则自检结果为自检失败,控制模块600根据自检结果上报故障信息至整车控制器。通过对控制模块600进行自检以判断控制模块600连接的整车控制器、用电器400、硬件传感器是否稳定,以保证整车控制器、用电器400、硬件传感器都稳定后再进行控制,使得控制模块600控制开关500闭合后断开稳定。

下面参考图1以一个具体的实施例详细描述根据本发明实施例的燃料电池供电系统。值得理解的是,下述描述仅是示例性说明,而不是对发明的具体限制。

控制模块600监测第一引脚610输入高电平后,控制模块600的工作状态为唤醒状态且监测第二引脚620输入的电平,当常电母线200通过第二引脚620输入低电平至控制模块600,则控制模块600的第四引脚640输出低电平,继电器控制开关500断开,则用电器400连接电源母线正常运行。若常电母线200通过第二引脚620输入高电平至控制模块600,控制模块600的第四引脚640输出高电平,继电器接入高电平后控制开关500闭合,且开关500闭合后,常电母线200和电源母线接通,则用电器400断电。当控制模块600监测第一引脚610输入低电平时,控制模块600的工作状态为休眠状态。第二引脚620输入高电平或者低电平都无效,控制模块600的第四引脚640依旧输出低电平,且用电器400保证通电。通过先监测第一引脚610接入高电平后再执行用电器400的断电,以提供充足时间给系统进行吹扫,以保证系统稳定的进行断电。

第二方面,参照图2,本发明实施例公开了一种燃料电池供电方法,包括:

S100、控制模块检测连接ON档电母线的第一引脚输入高电平,改变工作状态为唤醒状态;

S200、控制模块检测连接常电母线的第二引脚输入高电平时控制第四引脚输出高电平;

S300、驱动模块根据第四引脚输入的高电平控制用电器连接的电源母线连接常电母线。

通过控制模块监测第一引脚输入高电平后,再监测控制模块的第二引脚,需要满足第一引脚输入高电平且第二引脚也输入高电平后控制用电器的电源母线连接常电母线,以控制用电器断电,使得用电器断电前用电器能够进入正常的停机吹扫流程,保证系统稳定断电操作。

在一些实施例中,参照图3,燃料电池供电方法还包括:

S400、控制模块根据工作状态为唤醒状态,对自身进行自检以得到自检结果;

S500、控制模块根据自检结果上报故障信息至整车控制器或控制第四引脚输出高电平。

自检主要有三点,第一是检查硬件传感器信号是否在规定范围,若存在传感器信号丢失则自检结果为自检失败,控制模块根据该自检结果上报故障信息至整车控制器。第二是检查CAN通讯的用电器是否在线,若存在CAN信号丢失则自检结果为自检失败,控制模块根据自检结果上报故障信息至整车控制器。第三是判断与整车控制器是否通讯正常,若通讯异常则自检结果为自检失败,控制模块根据自检结果上报故障信息至整车控制器。通过对控制模块进行自检以判断控制模块连接的整车控制器、用电器、硬件传感器是否稳定,以保证整车控制器、用电器、硬件传感器都稳定后再进行控制,使得控制模块控制开关闭合后断开稳定。

其中,燃料电池供电方法的具体操作过程参照第一方面燃料电池供电系统,此处不再赘述。

第三方面,本发明实施例公开了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,计算机可执行指令用于使计算机执行如第二方面的燃料电池供电方法。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

本领域普通技术人员可以理解,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器,如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件,或者被实施为硬件,或者被实施为集成电路,如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上,计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的,术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外,本领域普通技术人员公知的是,通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据,并且可包括任何信息递送介质。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明,但是本发明不限于上述实施例,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外,在不冲突的情况下,本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

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