电电混合燃料电池汽车能量管理系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电电混合燃料电池汽车能量管理系统，包括参数获取模块、控制模块、燃料电池、动力电池和超级电容，参数获取模块用于获取整车需求功率、动力电池SOC、燃料电池最大输出功率、燃料电池最小输出功率和燃料电池最优输出功率；控制模块用于，当动力电池SOC位于第一电量区时，优先使燃料电池匹配整车需求功率；当动力电池SOC位于第二电量区时，优先使燃料电池在最高放电效率下放电，然后再避免动力电池放电；当动力电池SOC位于第三电量区时，优先使动力电池尽快充电，燃料电池以最大输出功率输出，多余功率或不足功率由动力电池和/或超级电容充电或放电。优先保证了动力电池SOC的稳定性，其次保证燃料电池发电效率以及实现整车能量的削峰填谷。实现整车能量的削峰填谷。实现整车能量的削峰填谷。

【技术实现步骤摘要】
电电混合燃料电池汽车能量管理系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及汽车能量管理
，具体地指一种电电混合燃料电池汽车能量管理系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]燃料电池汽车混合动力系统通常由燃料电池系统和动力电池系统组成的电电混合系统，其中，燃料电池系统为主要动力源，而动力电池系统作为辅助电源，提供启动燃料电池系统、整车动力性能提升、制动能量回收等功能。本专利技术引入超级电容与动力电池结合组成新的辅助电源系统，使得两者优势得到互补，充分提升动力电池使用寿命，改善整车响应能力。
[0003]目前对于燃料电池汽车混合动力系统的能量管理方法主要分为基于规则和基于优化的能量管理策略。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是要克服上述现有技术存在的不足，提供一种电电混合燃料电池汽车能量管理系统及其控制方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种电电混合燃料电池汽车能量管理系统，包括参数获取模块、控制模块、燃料电池、动力电池和超级电容；
[0006]所述参数获取模块用于获取整车需求功率、动力电池SOC、燃料电池最大输出功率、燃料电池最小输出功率和燃料电池最优输出功率；
[0007]所述控制模块用于，当判断动力电池SOC位于第一电量区、且整车需求功率小于或等于燃料电池最小输出功率时，控制燃料电池实际输出功率为燃料电池最小输出功率，多余的功率输送给动力电池和/或超级电容；
[0008]当判断动力电池SOC位于第二电量区、且整车需求功率小于或等于燃料电池最优输出功率时，控制燃料电池实际输出功率为燃料电池最优输出功率，多余的功率输送给动力电池和/或超级电容；
[0009]当判断动力电池SOC位于第三电量区、且整车需求功率小于或等于燃料电池最大输出功率时，控制燃料电池实际输出功率为燃料电池最大输出功率，多余的功率输送给动力电池和/或超级电容；
[0010]所述第一电量区、第二电量区、第三电量区的大小依次减小。
[0011]进一步地，所述控制模块还用于，当判断动力电池SOC位于第一电量区、且整车需求功率大于燃料电池最小输出功率并小于燃料电池最大输出功率时，控制燃料电池实际输出功率为整车需求功率；当判断动力电池SOC位于第二电量区、且整车需求功率大于燃料电池最优输出功率并小于燃料电池最大输出功率时，控制燃料电池实际输出功率为整车需求功率。
[0012]进一步地，所述控制模块还用于，当判断整车需求功率大于或等于燃料电池最大
输出功率时，控制燃料电池实际输出功率为燃料电池最大输出功率，不足的功率由动力电池和/或超级电容补充。
[0013]进一步地，所述控制模块还用于，控制多余的功率首先给超级电容充电，然后超级电容给动力电池充电；控制不足的功率首先由超级电容补充，然后动力电池给超级电容充电。
[0014]进一步地，所述参数获取模块还用于，对获取的整车需求功率和动力电池SOC进行低通滤波处理。
[0015]本专利技术还提供一种基于上述所述的电电混合燃料电池汽车能量管理系统的控制方法，包括：
[0016]获取整车需求功率、动力电池SOC、燃料电池最大输出功率、燃料电池最小输出功率和燃料电池最优输出功率；
[0017]当动力电池SOC位于第一电量区、且整车需求功率小于或等于燃料电池最小输出功率时，燃料电池实际输出功率为燃料电池最小输出功率，多余的功率输送给动力电池和/或超级电容；
[0018]当动力电池SOC位于第二电量区、且整车需求功率小于或等于燃料电池最优输出功率时，燃料电池实际输出功率为燃料电池最优输出功率，多余的功率输送给动力电池和/或超级电容；
[0019]当动力电池SOC位于第三电量区、且整车需求功率小于或等于燃料电池最大输出功率时，燃料电池实际输出功率为燃料电池最大输出功率，多余的功率输送给动力电池和/或超级电容。
[0020]进一步地，当动力电池SOC位于第一电量区、且整车需求功率大于燃料电池最小输出功率并小于燃料电池最大输出功率时，燃料电池实际输出功率为整车需求功率；当动力电池SOC位于第二电量区、且整车需求功率大于燃料电池最优输出功率并小于燃料电池最大输出功率时，燃料电池实际输出功率为整车需求功率。
[0021]进一步地，当整车需求功率大于或等于燃料电池最大输出功率时，燃料电池实际输出功率为燃料电池最大输出功率，不足的功率由动力电池和/或超级电容补充。
[0022]进一步地，所述多余的功率首先给超级电容充电，然后超级电容给动力电池充电；所述不足的功率首先由超级电容补充，然后动力电池给超级电容充电。
[0023]进一步地，对获取的整车需求功率和动力电池SOC进行低通滤波处理。
[0024]本专利技术的有益效果：实现整车能量的削峰填谷，维持动力电池SOC的稳定性以及保证燃料电池发电效率。本专利技术将动力电池SOC分为高中低三个电量区间，当动力电池SOC位于第一电量区时，优先避免动力电池放电，使燃料电池匹配整车需求功率；当动力电池SOC位于第二电量区时，优先使燃料电池在最高放电效率下放电，然后再避免动力电池放电；当动力电池SOC位于第三电量区时，优先使动力电池尽快充电，燃料电池以最大输出功率输出，在出现多余功率或不足功率时由动力电池和/或超级电容充电或放电。这样优先保证了动力电池SOC的稳定性，其次保证燃料电池发电效率以及实现整车能量的削峰填谷。
附图说明
[0025]图1为电电混合燃料电池汽车能量管理系统结构示意图。
[0026]图中各部件标号如下：参数获取模块100、控制模块200、燃料电池300、动力电池400、超级电容500、整车母线600。
具体实施方式
[0027]下面具体实施方式用于对本专利技术的权利要求技术方案作进一步的详细说明，便于本领域的技术人员更清楚地了解本权利要求书。本专利技术的保护范围不限于下面具体的实施例。本领域的技术人员做出的包含有本专利技术权利要求书技术方案而不同于下列具体实施方式的也是本专利技术的保护范围。
[0028]如图1所示，一种电电混合燃料电池汽车能量管理系统，包括参数获取模块100、控制模块200、燃料电池300、动力电池400和超级电容500。
[0029]参数获取模块100用于获取整车需求功率、动力电池SOC，并根据燃料电池的放电特性确定燃料电池最大输出功率、燃料电池最小输出功率和燃料电池最优输出功率，并对获取的整车需求功率和动力电池SOC进行低通滤波处理。其中燃料电池最大输出功率、燃料电池最小输出功率是该时刻燃料电池允许放电的最大功率、最小功率，燃料电池最优输出功率为燃料电池放电效率最高时的输出功率，其大小位于燃料电池最大输出功率与燃料电池最小输出功率之间，燃料电池以最优输出功率放电时，可以延长燃料电池的循环使用寿命。
[0030]本专利技术中将动力电池SOC划分为第一电量区、第二电量区和第三电量区，其中第一电量区与第二电量区的临界值为90％，第二电量区与第三电量区的临界值为60％，当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电电混合燃料电池汽车能量管理系统，其特征在于：包括参数获取模块(100)、控制模块(200)、燃料电池(300)、动力电池(400)和超级电容(500)；所述参数获取模块(100)用于获取整车需求功率、动力电池SOC、燃料电池最大输出功率、燃料电池最小输出功率和燃料电池最优输出功率；所述控制模块(200)用于，当判断动力电池SOC位于第一电量区、且整车需求功率小于或等于燃料电池最小输出功率时，控制燃料电池实际输出功率为燃料电池最小输出功率，多余的功率输送给动力电池(400)和/或超级电容(500)；当判断动力电池SOC位于第二电量区、且整车需求功率小于或等于燃料电池最优输出功率时，控制燃料电池实际输出功率为燃料电池最优输出功率，多余的功率输送给动力电池(400)和/或超级电容(500)；当判断动力电池SOC位于第三电量区、且整车需求功率小于或等于燃料电池最大输出功率时，控制燃料电池实际输出功率为燃料电池最大输出功率，多余的功率输送给动力电池(400)和/或超级电容(500)；所述第一电量区、第二电量区、第三电量区的大小依次减小。2.根据权利要求1所述的电电混合燃料电池汽车能量管理系统，其特征在于：所述控制模块(200)还用于，当判断动力电池SOC位于第一电量区、且整车需求功率大于燃料电池最小输出功率并小于燃料电池最大输出功率时，控制燃料电池实际输出功率为整车需求功率；当判断动力电池SOC位于第二电量区、且整车需求功率大于燃料电池最优输出功率并小于燃料电池最大输出功率时，控制燃料电池实际输出功率为整车需求功率。3.根据权利要求1所述的电电混合燃料电池汽车能量管理系统，其特征在于：所述控制模块(200)还用于，当判断整车需求功率大于或等于燃料电池最大输出功率时，控制燃料电池实际输出功率为燃料电池最大输出功率，不足的功率由动力电池(400)和/或超级电容(500)补充。4.根据权利要求1所述的电电混合燃料电池汽车能量管理系统，其特征在于：所述控制模块(200)还用于，控制多余的功率首先给超级电容(500)充电，然后超级电容(500)给动力电池(400)充电；控制不足的功率首先由超级电容(500)补充，然后动力电池(400)给超级电容(500)充电。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王子剑，陈明，王波，吴星成，贺翀，
申请(专利权)人：东风汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：