一种用于可外接充电式混合动力燃料电池汽车的能耗计算方法技术

本发明专利技术提供了一种用于可外接充电式混合动力燃料电池汽车的能耗计算方法,根据燃料电池汽车的续驶里程中燃料电池堆的输出总能量和动力电池输出总能量，计算各自输出总量占二者总输出能量和的百分比，并以计算所得各自百分比为依据，把续驶里程分为动力电池贡献能量的行驶里程和燃料电池堆贡献能量的行驶里程；然后利用整个续驶里程消耗的电网电能和氢气总质量，分别计算电能消耗率和氢气能量消耗率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于可外接充电式混合动力燃料电池汽车的能耗计算方法
本专利技术属于新能源汽车领域，尤其是涉及一种用于可外接充电式混合动力燃料电池汽车的能耗计算方法。
技术介绍
随着社会发展，环境污染压力不断增大，各种节能减排技术和产品不断出现，氢燃料电池汽车正是在这种大环境下得以迅速发展。目前燃料电池汽车产品主要有两种类型：非外接充电式混合动力燃料电池汽车和可外接充电式混合动力燃料电池汽车，其中非外接充电式混合动力燃料电池汽车配有一块较小的动力电池和较大的燃料电池，驱动能量全部来自燃料电池；可外接充电式混合动力燃料电池汽车配有较大的动力电池和较大的燃料电池，并且动力电池接受外部电网充电。对燃料电池汽车的能耗测试也有一些标准，主要有中国国家标准GB/T35178-2017《燃料电池汽车氢气消耗量测量方法》、ISO的标准ISO23828-2013《使用压缩氢气的燃料电池道路车辆的能耗测试》、美国SAE的标准SAEJ2572-2014《使用压缩氢气的燃料电池汽车和混合动力燃料电池汽车的燃料消耗和续驶里程推荐测量方法》，这几个标准都对燃料电池汽车的氢耗测试和计算进行了规定。但这些标准提供的能耗测试及计算方法都存在以下局限性：一是只通过少数几个工况循环来测量和计算氢气消耗率，没有给出相应的电能消耗率的测试计算方法；二是这些方法是针对所谓纯燃料汽车和非外接充电式混合动力燃料电池汽车，不能满足可外接充电式混合动力燃料电池汽车的能耗(氢耗和电耗)计算；这样就导致目前燃料电池汽车的能耗测试缺乏科学有效的方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种用于可外接充电式混合动力燃料电池汽车的能耗计算方法，根据燃料电池汽车的续驶里程中燃料电池堆的输出总能量和动力电池输出总能量，计算各自输出总量占二者总输出能量和的百分比，并以计算所得各自百分比为依据，把续驶里程分为动力电池贡献能量的行驶里程和燃料电池堆贡献能量的行驶里程；然后利用整个续驶里程消耗的电网电能和氢气总质量，分别计算电能消耗率和氢气能量消耗率。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种用于可外接充电式混合动力燃料电池汽车的能耗计算方法，包括：步骤1：根据测试得到燃料电池汽车的续驶里程D，燃料电池汽车整个续驶里程所用时间T，整个续驶里程消耗的氢气总质量mH2，整个续驶里程消耗的电网电能E，以及在续驶里程测试过程中动力电池的电压UBAT及动力电池的电流IBAT，燃料电池堆的输出电压为UFC及燃料电池堆的输出电流IFC；步骤2：动力电池输出总能量的计算：根据步骤1中测试得到的动力电池电压UBAT及动力电池的电流IBAT，相乘计算得到动力电池的输出功率PBAT，进一步通过对燃料电池汽车续驶里程整个过程中的动力电池的输出功率PBAT进行积分，得到动力电池的输出总能量EBAT；步骤3：燃料电池堆输出总能量的计算：根据步骤1中测试得到的燃料电池堆的输出电流IFC及燃料电池堆的输出电压UFC，相乘计算得到燃料电池堆的输出功率PFC，进一步通过对燃料电池汽车续驶里程整个过程中的燃料电池堆的输出功率PFC进行积分，得到燃料电池堆的输出总能量EFC；步骤4：整个续驶里程中动力电池和燃料电池堆输出总能量的计算：根据在步骤2得到动力电池的输出总能量EBAT，及步骤3中得到燃料电池堆的输出总能量EFC，两者相加得到整个续驶里程中动力电池和燃料电池堆输出总能量ED；步骤5：通过步骤2得到的动力电池的输出总能量EBAT，以及步骤4中得到的输出总能量ED，计算得到动力电池输出总能量EBAT占整个续驶里程中动力电池和燃料电池堆的输出总能量ED的百分比ηBAT；通过步骤3得到的燃料电池堆的输出总能量EFC，以及步骤4中得到的输出总能量ED，计算得到燃料电池堆输出总能量EFC占整个续驶里程中动力电池和燃料电池堆的输出总能量ED的百分比ηFC；步骤6：通过步骤5得到的动力电池输出总能量EBAT占整个续驶里程中动力电池和燃料电池堆的输出总能量ED的百分比ηBAT，以及步骤1中得到的燃料电池汽车的续驶里程D，相乘计算得到动力电池提供的能量贡献的行驶里程DBAT；通过步骤5得到的燃料电池堆输出总能量EFC占整个续驶里程中动力电池和燃料电池堆的输出总能量ED的百分比ηFC，以及步骤1中得到的燃料电池汽车的续驶里程D，相乘计算得到燃料电池堆提供能量贡献的行驶里程DFC；步骤7：根据步骤1中测试得到的整个续驶里程消耗的电网电能E，以及根据步骤6中得到的动力电池提供的能量贡献的行驶里程DBAT，相比计算得到电能消耗率CE，根据步骤1中测试得到的整个续驶里程消耗的氢气总质量mH2，以及根据步骤6中得到的燃料电池堆提供能量贡献的行驶里程DFC，相比计算得到氢气的能量消耗率CH2。进一步的，在步骤1中，以不小于10Hz的采样频率同步测量动力电池的电压UBAT及电流IBAT；以不小于10Hz的采样频率同步测量燃料电池堆的输出电流为IFC及输出电压为UFC。进一步的，在步骤2中：其中T是燃料电池汽车整个续驶里程所用时间，UBAT是续驶里程测试过程中动力电池的电压，IBAT是动力电池的电流，PBAT是动力电池的输出功率，EBAT是动力电池的输出总能量。进一步的，在步骤3中:其中T是燃料电池汽车整个续驶里程所用时间，IFC是燃料电池堆的输出电流,UFC是燃料电池堆的输出电压，PFC是燃料电池堆的输出功率，EFC是燃料电池堆的输出总能量。进一步的，在步骤4中：ED＝EFC+EBAT其中EBAT是动力电池的输出总能量，EFC是燃料电池堆的输出总能量，ED是整个续驶里程中动力电池和燃料电池堆输出总能量。进一步的，在步骤5中：其中，EBAT是动力电池的输出总能量，ED是整个续驶里程中动力电池和燃料电池堆输出总能量，ηBAT是动力电池输出总能量EBAT占整个续驶里程中动力电池和燃料电池堆的输出总能量ED的百分比；其中，EFC是燃料电池堆的输出总能量，ED是整个续驶里程中动力电池和燃料电池堆输出总能量，ηFC是燃料电池堆输出总能量EFC占整个续驶里程中动力电池和燃料电池堆的输出总能量ED的百分比。进一步的，在步骤6中：DBAT＝D·ηBAT其中，D是燃料电池汽车的续驶里程，ηBAT是动力电池输出总能量EBAT占整个续驶里程中动力电池和燃料电池堆的输出总能量ED的百分比，DBAT是动力电池提供的能量贡献的行驶里程；DFC＝D·ηFC其中，D是燃料电池汽车的续驶里程，ηFC是燃料电池堆输出总能量EFC占整个续驶里程中动力电池和燃料电池堆的输出总能量ED的百分比，DFC是燃料电池堆提供能量贡献的行驶里程。进一步的，在步骤7中：其中E是整个续驶里程消耗的电网电能，DBAT是动力电池提供的能量贡献的行驶里程，CE是电能消耗率；其中mH2是整个续驶里程消耗的氢气总质量，DFC是燃料电池堆提供能量贡献的行驶里程，CH2是能量消耗率。相对于现有技术，本专利技术所述的一种用于可外接充电式混合动力燃料电池汽车的能耗计算方法，具有以下优势：本专利技术所述的一种用于可外接充电式混合动力燃料电池汽车的能耗计算方法，可以满足燃料电池汽车电能消耗率和氢气能量消耗率的计算，避免了现有方法中只能计算氢气能量消耗率的问题，使得燃料电池汽车的能耗评价更加完善，具有结果可靠准确，操作便捷及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于可外接充电式混合动力燃料电池汽车的能耗计算方法，其特征在于：包括：步骤1：根据测试得到燃料电池汽车的续驶里程D，燃料电池汽车整个续驶里程所用时间T，整个续驶里程消耗的氢气总质量mH2，整个续驶里程消耗的电网电能E，以及在续驶里程测试过程中动力电池的电压UBAT及动力电池的电流IBAT，燃料电池堆的输出电压为UFC及燃料电池堆的输出电流IFC；步骤2：动力电池输出总能量的计算：根据步骤1中测试得到的动力电池电压UBAT及动力电池的电流IBAT，相乘计算得到动力电池的输出功率PBAT，进一步通过对燃料电池汽车续驶里程整个过程中的动力电池的输出功率PBAT进行积分，得到动力电池的输出总能量EBAT；步骤3：燃料电池堆输出总能量的计算：根据步骤1中测试得到的燃料电池堆的输出电流IFC及燃料电池堆的输出电压UFC，相乘计算得到燃料电池堆的输出功率PFC，进一步通过对燃料电池汽车续驶里程整个过程中的燃料电池堆的输出功率PFC进行积分，得到燃料电池堆的输出总能量EFC；步骤4：整个续驶里程中动力电池和燃料电池堆输出总能量的计算：根据在步骤2得到动力电池的输出总能量EBAT，及步骤3中得到燃料电池堆的输出总能量EFC，两者相加得到整个续驶里程中动力电池和燃料电池堆输出总能量ED；步骤5：通过步骤2得到的动力电池的输出总能量EBAT，以及步骤4中得到的输出总能量ED，计算得到动力电池输出总能量EBAT占整个续驶里程中动力电池和燃料电池堆的输出总能量ED的百分比ηBAT；通过步骤3得到的燃料电池堆的输出总能量EFC，以及步骤4中得到的输出总能量ED，计算得到燃料电池堆输出总能量EFC占整个续驶里程中动力电池和燃料电池堆的输出总能量ED的百分比ηFC；步骤6：通过步骤5得到的动力电池输出总能量EBAT占整个续驶里程中动力电池和燃料电池堆的输出总能量ED的百分比ηBAT，以及步骤1中得到的燃料电池汽车的续驶里程D，相乘计算得到动力电池提供的能量贡献的行驶里程DBAT；通过步骤5得到的燃料电池堆输出总能量EFC占整个续驶里程中动力电池和燃料电池堆的输出总能量ED的百分比ηFC，以及步骤1中得到的燃料电池汽车的续驶里程D，相乘计算得到燃料电池堆提供能量贡献的行驶里程DFC；步骤7：根据步骤1中测试得到的整个续驶里程消耗的电网电能E，以及根据步骤6中得到的动力电池提供的能量贡献的行驶里程DBAT，相比计算得到电能消耗率CE，根据步骤1中测试得到的整个续驶里程消耗的氢气总质量mH2，以及根据步骤6中得到的燃料电池堆提供能量贡献的行驶里程DFC，相比计算得到氢气的能量消耗率CH2。...

【技术特征摘要】
1.一种用于可外接充电式混合动力燃料电池汽车的能耗计算方法，其特征在于：包括：步骤1：根据测试得到燃料电池汽车的续驶里程D，燃料电池汽车整个续驶里程所用时间T，整个续驶里程消耗的氢气总质量mH2，整个续驶里程消耗的电网电能E，以及在续驶里程测试过程中动力电池的电压UBAT及动力电池的电流IBAT，燃料电池堆的输出电压为UFC及燃料电池堆的输出电流IFC；步骤2：动力电池输出总能量的计算：根据步骤1中测试得到的动力电池电压UBAT及动力电池的电流IBAT，相乘计算得到动力电池的输出功率PBAT，进一步通过对燃料电池汽车续驶里程整个过程中的动力电池的输出功率PBAT进行积分，得到动力电池的输出总能量EBAT；步骤3：燃料电池堆输出总能量的计算：根据步骤1中测试得到的燃料电池堆的输出电流IFC及燃料电池堆的输出电压UFC，相乘计算得到燃料电池堆的输出功率PFC，进一步通过对燃料电池汽车续驶里程整个过程中的燃料电池堆的输出功率PFC进行积分，得到燃料电池堆的输出总能量EFC；步骤4：整个续驶里程中动力电池和燃料电池堆输出总能量的计算：根据在步骤2得到动力电池的输出总能量EBAT，及步骤3中得到燃料电池堆的输出总能量EFC，两者相加得到整个续驶里程中动力电池和燃料电池堆输出总能量ED；步骤5：通过步骤2得到的动力电池的输出总能量EBAT，以及步骤4中得到的输出总能量ED，计算得到动力电池输出总能量EBAT占整个续驶里程中动力电池和燃料电池堆的输出总能量ED的百分比ηBAT；通过步骤3得到的燃料电池堆的输出总能量EFC，以及步骤4中得到的输出总能量ED，计算得到燃料电池堆输出总能量EFC占整个续驶里程中动力电池和燃料电池堆的输出总能量ED的百分比ηFC；步骤6：通过步骤5得到的动力电池输出总能量EBAT占整个续驶里程中动力电池和燃料电池堆的输出总能量ED的百分比ηBAT，以及步骤1中得到的燃料电池汽车的续驶里程D，相乘计算得到动力电池提供的能量贡献的行驶里程DBAT；通过步骤5得到的燃料电池堆输出总能量EFC占整个续驶里程中动力电池和燃料电池堆的输出总能量ED的百分比ηFC，以及步骤1中得到的燃料电池汽车的续驶里程D，相乘计算得到燃料电池堆提供能量贡献的行驶里程DFC；步骤7：根据步骤1中测试得到的整个续驶里程消耗的电网电能E，以及根据步骤6中得到的动力电池提供的能量贡献的行驶里程DBAT，相比计算得到电能消耗率CE，根据步骤1中测试得到的整个续驶里程消耗的氢气总质量mH2，以及根据步骤6中得到的燃料电池堆提供能量贡献的行驶里程DFC，相比计算得到氢气的能量消耗率CH2。2.根据权利要求1所述的一种用于可外接充电式混合动力燃料电池汽车...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝冬，王晓兵，王仁广，姜俊昭，朱凯，张妍懿，秦孔建，陈光，
申请(专利权)人：中国汽车技术研究中心有限公司，中汽研汽车检验中心天津有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12