汽车的能量管理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种汽车的能量管理方法及装置，应用于能源领域，包括：根据汽车的动力系统的部件参数得到汽车的等效氢耗与时间的对应关系；根据燃料电池的性能衰退特性得到燃料电池的寿命损耗与时间的对应关系；根据等效氢耗与时间的对应关系及寿命损耗与时间的对应关系得到使用成本与时间的对应关系；以使用成本的最小值为目标，确定当前时刻的燃料电池及锂电池的功率。降低等效氢耗可以满足当前降低汽车成本，降低寿命损耗可以提高燃料电池的使用寿命。燃料电池的功率以及锂电池的功率决定使用成本的值，以使用成本的最小值为目标确定燃料电池的功率以及锂电池的功率。在保证汽车的正常运行下，更好的分配燃料电池与锂电池的能量，满足多种工况。满足多种工况。满足多种工况。

【技术实现步骤摘要】
汽车的能量管理方法及装置


[0001]本专利技术涉及能源领域，特别是涉及一种汽车的能量管理方法及装置。

技术介绍

[0002]随着能源危机和环境污染日趋严峻，燃料电池汽车技术受到广泛关注。然而，因为燃料电池输出功率平稳，但车辆的动力需求变化频繁，燃料电池无法跟随快速变化的动力需求，变工况性能较差，所以采用燃料电池单独供能无法满足车辆动力需求的频繁变化。因此，在燃料电池基础上并联锂电池，车辆的动力系统包括燃料电池及锂电池，由锂电池充放电保证燃料电池和锂电池总输出功率实时跟随车辆需求功率，从而使动力系统始终满足车辆功率需求。在现有技术中，燃料电池及锂电池的能量分配不佳，可能会导致车辆的动力系统效率较低、寿命较低及燃料经济性较差。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种汽车的能量管理方法及装置，在保证汽车的正常运行下，更好的分配燃料电池与锂电池的能量，满足多种工况。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种汽车的能量管理方法，包括：
[0005]根据所述汽车的动力系统的部件参数得到所述汽车的等效氢耗与时间的对应关系，所述动力系统包括燃料电池及锂电池，所述部件参数包括所述燃料电池的效率、所述燃料电池的功率、所述锂电池的充放电效率及所述锂电池的功率；
[0006]根据燃料电池的性能衰退特性得到燃料电池的寿命损耗与时间的对应关系，所述燃料电池的性能衰退特性包括所述燃料电池的功率；
[0007]根据等效氢耗与时间的对应关系及寿命损耗与时间的对应关系得到使用成本与时间的对应关系；
[0008]以所述使用成本的最小值为目标，确定当前时刻的所述燃料电池及所述锂电池的功率。
[0009]优选的，根据所述汽车的动力系统的部件参数得到等效氢耗与时间的对应关系，包括：
[0010]根据所述汽车的动力系统的部件参数获取所述燃料电池的氢耗与时间的对应关系；
[0011]根据所述汽车的动力系统的部件参数获取所述锂电池的等效氢耗与时间的对应关系；
[0012]根据所述燃料电池的氢耗与时间的对应关系及所述锂电池的等效氢耗与时间的对应关系得到所述汽车的等效氢耗与时间的对应关系；
[0013]f
H
(t
k
)为在t
k
时刻时所述等效氢耗量，其中为在t
k
时刻时所述燃料电池的氢耗量，为在t
k
时刻时所述锂电池的等效氢耗量。
[0014]优选的，根据所述汽车的动力系统的部件参数获取所述燃料电池的氢耗与时间的对应关系，包括：
[0015]所述燃料电池的氢耗与时间的对应关系为其中，为在t
k
时刻时所述燃料电池的氢耗量；P
fc
(t
k
)为在t
k
时刻时燃料电池功率，η
fc
(t
k
)为在t
k
时刻时燃料电池的效率，FHV为燃料电池的氢气热值。
[0016]优选的，根据所述汽车的动力系统的部件参数获取所述锂电池的等效氢耗与时间的对应关系，包括：
[0017]在所述锂电池处于放电过程时，所述锂电池的等效氢耗与时间的对应关系为：其中，为在t
k
时刻时所述锂电池的氢耗量，P
bat
≥0，P
bat
(t
k
)为在t
k
时刻时锂电池的输出功率，为在当前周期时燃料电池的平均效率，η
dis
(t
k
)为在t
k
时刻时锂电池的放电效率，为在当前周期时动力系统的平均充电效率，FHV为燃料电池的氢气热值，所述当前周期的时长为
△
t；
[0018]在所述锂电池处于充电过程时，所述锂电池的等效氢耗与时间的对应关系为：其中，为在t
k
时刻时所述锂电池的氢耗量，P
bat
<0，P
bat
(t
k
)为在t
k
时刻时锂电池的输出功率，η
chg
(t
k
)为在t
k
时刻时动力系统的充电效率，为在当前周期时锂电池的平均放电效率，为在当前周期时燃料电池的平均效率，FHV为燃料电池的氢气热值。
[0019]优选的，根据所述燃料电池的氢耗与时间的对应关系及所述锂电池的等效氢耗与时间的对应关系得到所述汽车的等效氢耗与时间的对应关系之后，还包括：
[0020]使用SOC修正因子对所述等效氢耗与时间的对应关系进行修正，修正后的所述等效氢耗与时间的对应关系为：其中，f
HC
(t
k
)为在t
k
时刻时修正后的等效氢耗量，为在t
k
时刻时所述燃料电池的氢耗量，k
SOC
(t
k
)为在t
k
时刻时所述SOC修正因子，为在t
k
时刻时所述锂电池的等效氢耗量；
[0021]所述SOC修正因子的表达式为：其中，SOC(t
k
)为在t
k
时刻时SOC值，SOC
max
为SOC额定的最大值，SOC
min
为SOC额定的最小值。
[0022]优选的，所述寿命损耗与时间的对应关系包括高功率或低功率工况寿命损耗与时间的对应关系、变负载工况寿命损耗与时间的对应关系及启停工况寿命损耗与时间的对应关系，所述高功率为所述燃料电池的功率大于额定功率的第一倍数，所述低功率为所述燃料电池的功率小于所述额定功率的第二倍数；
[0023]根据燃料电池的性能衰退特性得到燃料电池的寿命损耗与时间的对应关系，包
括：
[0024]根据高功率或低功率工况寿命损耗与时间的对应关系、变负载工况寿命损耗与时间的对应关系及启停工况寿命损耗与时间的对应关系及第一关系式计算瞬时寿命损耗量；
[0025]所述第一关系式为：f
d
(t
k
)＝d1(t
k
)+d2(t
k
)+d3(t
k
)；其中，f
d
(t
k
)为在t
k
时刻时所述寿命损耗量，d1(t
k
)为在t
k
时刻时所述高功率或低功率工况寿命损耗量，d2(t
k
)为在t
k
时刻时所述变负载工况寿命损耗量，d3(t
k
)为在t
k
时刻时所述启停工况寿命损耗量。
[0026]优选的，所述高功率或低功率工况寿命损耗与时间的对应关系为：d1(t
k
)＝L(t
k
)
·
μ1·
△
t+H(t...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车的能量管理方法，其特征在于，包括：根据所述汽车的动力系统的部件参数得到所述汽车的等效氢耗与时间的对应关系，所述动力系统包括燃料电池及锂电池，所述部件参数包括所述燃料电池的效率、所述燃料电池的功率、所述锂电池的充放电效率及所述锂电池的功率；根据燃料电池的性能衰退特性得到燃料电池的寿命损耗与时间的对应关系，所述燃料电池的性能衰退特性包括所述燃料电池的功率；根据等效氢耗与时间的对应关系及寿命损耗与时间的对应关系得到使用成本与时间的对应关系；以所述使用成本的最小值为目标，确定当前时刻的所述燃料电池及所述锂电池的功率。2.如权利要求1所述的汽车的能量管理方法，其特征在于，根据所述汽车的动力系统的部件参数得到等效氢耗与时间的对应关系，包括：根据所述汽车的动力系统的部件参数获取所述燃料电池的氢耗与时间的对应关系；根据所述汽车的动力系统的部件参数获取所述锂电池的等效氢耗与时间的对应关系；根据所述燃料电池的氢耗与时间的对应关系及所述锂电池的等效氢耗与时间的对应关系得到所述汽车的等效氢耗与时间的对应关系；f
H
(t
k
)为在t
k
时刻时所述等效氢耗量，其中为在t
k
时刻时所述燃料电池的氢耗量，为在t
k
时刻时所述锂电池的等效氢耗量。3.如权利要求2所述的汽车的能量管理方法，其特征在于，根据所述汽车的动力系统的部件参数获取所述燃料电池的氢耗与时间的对应关系，包括：所述燃料电池的氢耗与时间的对应关系为其中，为在t
k
时刻时所述燃料电池的氢耗量；P
fc
(t
k
)为在t
k
时刻时燃料电池功率，η
fc
(t
k
)为在t
k
时刻时燃料电池的效率，FHV为燃料电池的氢气热值。4.如权利要求2所述的汽车的能量管理方法，其特征在于，根据所述汽车的动力系统的部件参数获取所述锂电池的等效氢耗与时间的对应关系，包括：在所述锂电池处于放电过程时，所述锂电池的等效氢耗与时间的对应关系为：其中，为在t
k
时刻时所述锂电池的氢耗量，P
bat
≥0，P
bat
(t
k
)为在t
k
时刻时锂电池的输出功率，为在当前周期时燃料电池的平均效率，η
dis
(t
k
)为在t
k
时刻时锂电池的放电效率，为在当前周期时动力系统的平均充电效率，FHV为燃料电池的氢气热值，所述当前周期的时长为Δt；在所述锂电池处于充电过程时，所述锂电池的等效氢耗与时间的对应关系为：其中，为在t
k
时刻时所述锂电池的氢耗量，P
bat
＜0，P
bat
(t
k
)为在t
k
时刻时锂电池的输出功率，η
chg
(t
k
)为在t
k
时刻时动力系统的充电效率，
为在当前周期时锂电池的平均放电效率，为在当前周期时燃料电池的平均效率，FHV为燃料电池的氢气热值。5.如权利要求2所述的汽车的能量管理方法，其特征在于，根据所述燃料电池的氢耗与时间的对应关系及所述锂电池的等效氢耗与时间的对应关系得到所述汽车的等效氢耗与时间的对应关系之后，还包括：使用SOC修正因子对所述等效氢耗与时间的对应关系进行修正，修正后的所述等效氢耗与时间的对应关系为：其中，f
HC
(t
k
)为在t
k
时刻时修正后的等效氢耗量，为在t
k
时刻时所述燃料电池的氢耗量，k
SOC
(t
k
)为在t
k
时刻时所述SOC修正因子，为在t
k
时刻时所述锂电池的等效氢耗量；所述SOC修正因子的表达式为：其中，SOC(t
k
)为在t
k
时刻时SOC值，SOC
max
为SOC额定的最大值，SOC
min
为SOC额定的最小值。6.如权利要求1至5任一项所述的汽车的能量管理方法，其特征在于，所述寿命损耗与时间的对应关系包括高功率或低功率工况寿命损耗与时间的对应关系、变负载工况寿命损耗与时间的对应关系及启停工况寿命损耗与时间的对应关系，所述高功率为所述燃料电池的功率大于额定功率的第一倍数，所述低功率为所述燃料电池的功率小于所述额定功率的第二倍数；根据燃料电池的性能衰退特性得到燃料电池的寿命损耗与时间的对应关系，包括：根据高功率或低功率工况寿命损耗与时间的对应关系、变负载工况寿命损耗与时间的对应关系及启停工况寿命损耗与时间的对应关系及第一关系式计算瞬时寿命损耗量；所述第一关系式为：f
d
(t
k
)＝d1(t
k
)+d2(t
k
)+d3(t
k
)；其中，f
d
(t
k
)为在t
k
时刻时所述寿命损耗量，d1(t
k
)为在t
k
时刻时所述高功率或低功率工况寿命损耗量，d2(t
k
)为在t
k
时刻时所述变负载工况寿命损耗量，d3(t
k
)为在t
k
时刻时所述启停工况寿命损耗量。7.如权利要求6...

【专利技术属性】
技术研发人员：张欢，王涛，赵金星，杨绪付，
申请(专利权)人：安徽华菱汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：