燃料电池汽车低温性能评价方法和评价系统技术方案

本发明专利技术公开了一种燃料电池汽车低温性能评价方法，包括：进行低温性能评价测试，获得第一测试结果集和第二测试结果集；第一测试结果集包括：低温浸车吹扫状态和冷启动状态；第二测试结果集包括冷启动性能子集、功率输出特性子集和低温行驶性能子集；冷启动性能子集包括冷启动温度和冷启动时间；功率输出特性子集包括冷启动功率占比、空调功率占比和低温行驶功率占比；低温行驶性能子集包括低温行驶速度；判断第一测试结果集中的测试结果项是否全部合格；若是，分别确定冷启动性能评分、功率输出特性评分、低温行驶性能评分和综合评分；上述方法显著提高燃料电池汽车的低温性能测试评价的精度。价的精度。价的精度。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池汽车低温性能评价方法和评价系统


[0001]本申请涉及新能源汽车
，尤其涉及一种燃料电池汽车低温性能评价方法和评价系统。

技术介绍

[0002]氢燃料电池汽车是一种采用绿色环保能源的新能源汽车，但氢燃料汽车由于其技术原理，在反应过程中会产生水，水份在低温下结冰的控制和排出会影响氢燃料电池动力系统在低温下的启动时间和功率输出等性能，因此低温性能是氢燃料电池的一个技术瓶颈，需要通过低温冷启动试验进行评价；低温冷启动是在低温环境下、车辆关机后充分浸车使燃电系统冷却液温度达到环境温度
±
1℃以内，然后在低温环境下进行启动。
[0003]目前国产氢燃料电池汽车在低温性能方面与国外先进产品存在较大差距。已有的氢燃料电池产品低温性能评价集中在电堆、发动机系统台架级别。而目前整车级别的冷启动试验仅关注燃电系统的冷启动时间和电堆输出功率(冷启动时间是整车控制器VCU接到启动需求后，到燃料电池系统输出功率达到规定值的时间；电堆输出功率是燃料电池系统的稳定输出功率)，缺少对整车低温下实际使用性能的评价，与用户实际的使用场景相差较远；只考虑上述评价指标，无法全面评价燃料电池汽车的低温性能，在实际工作中，容易出现“假启动成功”这种具有误导性的试验结果。即，虽然仪表显示冷启动成功、输出一定功率，但车辆在实际低温行驶过程中却无法正常的实现功能。作为整车产品开发，如何模拟用户实际使用行驶中的各种低温性能的试验并建立更为全面的综合评价方法，对整车低温性能控制策略进行评价和优化，是氢燃料电池汽车整车产品开发的迫切需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种燃料电池汽车低温性能评价方法和评价系统，以解决或者部分解决目前燃料电池汽车的低温性能评价方法无法准确、全面地评价整车低温行驶性能，造成试验结果与实际驾驶情况不符，影响整车产品开发的技术问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种燃料电池汽车低温性能评价方法，包括：
[0006]对燃料电池汽车进行低温性能评价测试，获得第一测试结果集和第二测试结果集；其中，第一测试结果集包括：低温浸车吹扫状态和冷启动状态；第二测试结果集包括冷启动性能子集、功率输出特性子集和低温行驶性能子集；冷启动性能子集包括冷启动温度和冷启动时间；功率输出特性子集包括冷启动功率占比、空调功率占比和低温行驶功率占比；低温行驶性能子集包括低温行驶速度；
[0007]判断第一测试结果集中的测试结果项是否全部合格；
[0008]若是，对冷启动性能子集中的每个测试结果项评分，获得第一评分集；对功率输出特性子集中的每个测试结果项评分，获得第二评分集；对低温行驶性能子集中的每个测试结果项评分，获得第三评分集；
[0009]获取与冷启动性能子集、功率输出特性子集和低温行驶性能子集对应的权重集；
根据第一评分集、第二评分集、第三评分集和对应的权重集，分别确定冷启动性能评分、功率输出特性评分和低温行驶性能评分；
[0010]根据冷启动性能评分、功率输出特性评分和低温行驶性能评分，确定燃料电池汽车在本次低温性能评价测试中的综合评分；
[0011]根据综合评分、冷启动性能评分、功率输出特性评分和低温行驶性能评分中的至少一种，对燃料电池汽车的低温启动进行优化。
[0012]可选的，第一测试结果集还包括氢泄露浓度、氢排放浓度、空调除霜指数中的至少一种。
[0013]进一步的，对燃料电池汽车进行低温性能评价测试，获得第一测试结果集和第二测试结果集，具体包括：
[0014]对燃料电池汽车进行氢气加注和泄露安全检查，获得氢泄露浓度；
[0015]确定预设冷启动温度；
[0016]在燃料电池汽车的开机状态下，将环境舱温度降低至预设冷启动温度；并在降温过程中，实时获取氢排放浓度、表征低温浸车吹扫状态的电堆进水温度和电堆出水温度；
[0017]将燃料电池汽车关机，并控制燃料电池汽车在预设冷启动温度下低温浸车预设时长；
[0018]在低温浸车完成后，冷启动燃料电池汽车，检测冷启动状态、冷启动时间和冷启动功率占比；
[0019]在冷启动完成后，开启燃料电池汽车的空调外循环最大采暖模式，检测空调除霜指数和空调功率占比；其中，空调功率占比为空调加热器的输出功率与燃电系统的额定功率之比；
[0020]保持空调开启，对燃料电池汽车进行工况循环驾驶，检测在预设冷启动温度下，燃料电池汽车的低温行驶速度和低温行驶功率占比；其中，低温行驶功率占比为燃料电池汽车的低温行驶功率与燃电系统的额定功率之比。
[0021]可选的，判断第一测试结果集中的测试结果项是否全部合格，具体包括：
[0022]当电堆出水温度与电堆进水温度之间的差值大于第一预设值的持续时间超过第二预设值时，确定低温浸车吹扫状态合格。
[0023]可选的，在低温浸车完成后，冷启动燃料电池汽车，检测冷启动状态、冷启动时间和冷启动功率占比，具体包括：
[0024]在冷启动燃料电池汽车的过程中，检测动力电池电流Ib为正的时间点t1，燃电系统电流If为正的时间点t2，仪表启动状态灯点亮的时间点t3，燃电系统功率大于预设功率的时间点t
p
，和燃电系统的稳定输出功率Pfa；
[0025]冷启动时间为仪表启动状态灯点亮的时间点t3减去动力电池电流Ib为正的时间点t1；
[0026]冷启动功率占比为燃电系统的稳定输出功率Pfa与燃电系统的额定功率Pt之比；
[0027]判断第一测试结果集中的测试结果项是否全部合格，具体包括：
[0028]当仪表启动状态灯点亮的时间点t3早于燃电系统电流If为正的时间点t2，确定冷启动状态不合格；或，
[0029]当仪表启动状态灯点亮的时间点t3早于燃电系统功率大于预设功率的时间点t
p
，
确定冷启动状态不合格。
[0030]如上述的技术方案，对冷启动性能子集中的每个测试结果项评分，获得第一评分集，具体包括：
[0031]获取冷启动性能子集中每个测试结果项的判定下限a
1j
和判定上限b
1j
；
[0032]根据下述公式，确定每个测试结果项的评分：
[0033]若x
1j
≥a
1j
，则g
j
(x
1j
)＝0；
[0034]若b
1j
≤x
1j
≤a
1j
，则
[0035]若x
1j
≤b
1j
，则g
j
(x
1j
)＝100；
[0036]其中，x
1j
为冷启动性能子集中的测试结果项的测试结果值，g
j
(x
1j
)为第一评分集中对应测试结果项的评分；
[0037]根据第一评分集和对应的权重集，确本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池汽车低温性能评价方法，其特征在于，所述评价方法包括：对所述燃料电池汽车进行低温性能评价测试，获得第一测试结果集和第二测试结果集；其中，所述第一测试结果集包括：低温浸车吹扫状态和冷启动状态；所述第二测试结果集包括冷启动性能子集、功率输出特性子集和低温行驶性能子集；所述冷启动性能子集包括冷启动温度和冷启动时间；所述功率输出特性子集包括冷启动功率占比、空调功率占比和低温行驶功率占比；所述低温行驶性能子集包括低温行驶速度；判断所述第一测试结果集中的测试结果项是否全部合格；若是，对所述冷启动性能子集中的每个测试结果项评分，获得第一评分集；对所述功率输出特性子集中的每个测试结果项评分，获得第二评分集；对所述低温行驶性能子集中的每个测试结果项评分，获得第三评分集；获取与所述冷启动性能子集、所述功率输出特性子集和所述低温行驶性能子集对应的权重集；根据所述第一评分集、所述第二评分集、所述第三评分集和对应的权重集，分别确定冷启动性能评分、功率输出特性评分和低温行驶性能评分；根据所述冷启动性能评分、所述功率输出特性评分和所述低温行驶性能评分，确定所述燃料电池汽车在本次所述低温性能评价测试中的综合评分；根据所述综合评分、所述冷启动性能评分、所述功率输出特性评分和所述低温行驶性能评分中的至少一种，对所述燃料电池汽车的低温启动进行优化。2.如权利要求1所述的评价方法，其特征在于，所述第一测试结果集还包括氢泄露浓度、氢排放浓度、空调除霜指数中的至少一种。3.如权利要求2所述的评价方法，其特征在于，所述对所述燃料电池汽车进行低温性能评价测试，获得第一测试结果集和第二测试结果集，具体包括：对所述燃料电池汽车进行氢气加注和泄露安全检查，获得所述氢泄露浓度；确定预设冷启动温度；在所述燃料电池汽车的开机状态下，将环境舱温度降低至所述预设冷启动温度；并在降温过程中，实时获取所述氢排放浓度、表征所述低温浸车吹扫状态的电堆进水温度和电堆出水温度；将所述燃料电池汽车关机，并控制所述燃料电池汽车在所述预设冷启动温度下低温浸车预设时长；在所述低温浸车完成后，冷启动所述燃料电池汽车，检测所述冷启动状态、所述冷启动时间和所述冷启动功率占比；在所述冷启动完成后，开启所述燃料电池汽车的空调外循环最大采暖模式，检测所述空调除霜指数和所述空调功率占比；其中，所述空调功率占比为空调加热器的输出功率与所述燃电系统的额定功率之比；保持所述空调开启，对所述燃料电池汽车进行工况循环驾驶，检测在所述预设冷启动温度下，所述燃料电池汽车的所述低温行驶速度和所述低温行驶功率占比；其中，所述低温行驶功率占比为所述燃料电池汽车的低温行驶功率与所述燃电系统的额定功率之比。4.如权利要求3所述的评价方法，其特征在于，所述判断所述第一测试结果集中的测试结果项是否全部合格，具体包括：当所述电堆出水温度与所述电堆进水温度之间的差值大于第一预设值的持续时间超
过第二预设值时，确定所述低温浸车吹扫状态合格。5.如权利要求3所述的评价方法，其特征在于，所述在所述低温浸车完成后，冷启动所述燃料电池汽车，检测所述冷启动状态、所述冷启动时间和所述冷启动功率占比，具体包括：在所述冷启动所述燃料电池汽车的过程中，检测动力电池电流Ib为正的时间点t1，所述燃电系统电流If为正的时间点t2，仪表启动状态灯点亮的时间点t3，所述燃电系统功率大于预设功率的时间点t
p
，和所述燃电系统的稳定输出功率Pfa；所述冷启动时间为所述仪表启动状态灯点亮的时间点t3减去所述动力电池电流Ib为正的时间点t1；所述冷启动功率占比为所述燃电系统的稳定输出功率Pfa与所述燃电系统的额定功率Pt之比；所述判断所述第一测试结果集中的测试结果项是否全部合格，具体包括：当所述仪表启动状态灯点亮的时间点t3早于所述燃电系统电流If为正的时间点t2，确定所述冷启动状态不合格；或，当所述仪表启动状态灯点亮的时间点t3早于所述燃电系统功率大于预设功率的时间点t
p
，确定所述冷启动状态不合格。6.如权利要求1所述的评价方法，其特征在于，所述对所述冷启动性能子集中的每个测试结果项评分，获得第一评分集，具体包括：获取所述冷启动性能子集中每个测试结果项的判定下限a
1j
和判定上限b
1j
；根据下述公式，确定每个测试结果项的评分：若x
1j
≥a
1j
，则g
j
(x
1j
)＝0；若b
1j
≤x

【专利技术属性】
技术研发人员：方燕华，侍守闯，刘利平，何春芳，韦思龙，
申请(专利权)人：东风汽车集团有限公司，
类型：发明
国别省市：