车辆复合能量管理方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种车辆复合能量管理方法、装置、设备及存储介质，所述方法通过根据预设开关控制规则判断燃料电池系统是否开启，将当前车辆不同工况下的整车需求功率和动力电池的电池荷电状态作为燃料电池系统的输入结果；在判定燃料电池系统开启时，通过模糊控制计算获得模糊输出功率，通过滑动平均滤波器对输入结果进行平滑处理，获得平滑输出功率，控制燃料电池系统输出平滑输出功率；在判定燃料电池系统关闭时，控制燃料电池系统关闭，能够避免动力电池过充，避免了燃料电池输出功率大幅度波动，能够适应各种复杂工况，保证了混合动力汽车的经济性，提高了燃料电池的耐久性，提升了动力电池的安全性及寿命。了动力电池的安全性及寿命。了动力电池的安全性及寿命。

【技术实现步骤摘要】
车辆复合能量管理方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及多能源动力总成控制
，尤其涉及一种车辆复合能量管理方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]在石油资源的日益缺乏及环保法规的越发严格的今天，各国都在大力发展新能源汽车，而作为在应用环节里真正意义上零排放的清洁能源，氢燃料电池有其独到优势；燃料电池汽车不仅能够在燃料上实现对汽油的完全代替，而且具备能量转换效率高、加氢时间短，续航里程长等优势。
[0003]燃料电池混合动力汽车能量管理控制策略是燃料电池控制系统的关键技术；燃料电池汽车能量来源包括燃料电池和能量储存器，这个能量储存器可以是动力电池或超级电容，通过能量控制算法实时协调分配燃料电池和能量储存器的功率输出，减少燃料电池发动机的负载功率波动，优化发动机的工作区间并最大程度回收制动能量，实现整车动力系统经济性最优。
[0004]目前的燃料电池控制方法在燃料电池的负载频繁且较大幅值的波动会降低其耐久性和输出效率，某些工况下动力蓄电池充放电变化幅度过大导致蓄电池产生寿命缩减问题及过充过放产生的安全问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种车辆复合能量管理方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术中在燃料电池的负载频繁且较大幅值的波动会降低其耐久性和输出效率，某些工况下动力蓄电池充放电变化幅度过大导致蓄电池产生寿命缩减问题及过充过放产生的安全问题。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种车辆复合能量管理方法，所述车辆复合能量管理方法包括以下步骤：
[0007]根据预设开关控制规则判断燃料电池系统是否开启，将当前车辆不同工况下的整车需求功率和动力电池的电池荷电状态作为燃料电池系统的输入结果；
[0008]在判定所述燃料电池系统开启时，通过模糊控制计算获得模糊输出功率，通过滑动平均滤波器对所述输入结果进行平滑处理，获得平滑输出功率，控制所述燃料电池系统输出所述平滑输出功率；
[0009]在判定所述燃料电池系统关闭时，控制所述燃料电池系统关闭。
[0010]可选地，所述根据预设开关控制规则判断燃料电池系统是否开启，将当前车辆不同工况下的整车需求功率和动力电池的电池荷电状态作为燃料电池系统的输入结果，包括：
[0011]根据预设开关控制规则判断燃料电池系统是否开启；
[0012]实时获取当前车辆的燃料电池混合动力系统中动力电池的电池荷电状态，并获取
整车控制器计算所述当前车辆在不同工况下的整车需求功率；
[0013]获取所述整车需求功率和所述燃料电池混合动力系统的预设高效功率区的下限值的差值，将所述差值和所述电池荷电状态作为燃料电池系统的输入结果。
[0014]可选地，所述在判定所述燃料电池系统开启时，通过模糊控制计算获得模糊输出功率，通过滑动平均滤波器对所述输入结果进行平滑处理，获得平滑输出功率，控制所述燃料电池系统输出所述平滑输出功率，包括：
[0015]在判定所述燃料电池系统开启时，根据预设模糊控制策略确定模糊规则和输入输出量的隶属函数；
[0016]根据所述模糊规则和所述隶属函数获取所述输入结果对应的模糊输出功率，其中，所述模糊规则包括燃料电池运行时的运行输出功率大于怠速功率，所述电池荷电状态在预设合理范围内；
[0017]通过滑动平均滤波器对所述输入结果进行平滑处理，获得平滑输出功率；
[0018]控制所述燃料电池系统输出所述平滑输出功率。
[0019]可选地，所述模糊规则包括燃料电池运行时的运行输出功率大于怠速功率，所述电池荷电状态在预设合理范围内。
[0020]可选地，所述根据所述模糊规则和所述隶属函数获取所述输入结果对应的模糊输出功率，包括：
[0021]对所述隶属函数进行优化，获得优化后的目标函数；
[0022]根据所述模糊规则和所述目标函数通过下式获取所述输入结果对应的模糊输出功率：
[0023]Pfc_req1＝Pfc_g1+(Pfc_g2
‑
Pfc_g1)*K
[0024]其中，Pfc_req1为模糊输出功率，Pfc_g1为所述燃料电池混合动力系统的预设高效功率区的下限值，Pfc_g2为所述整车需求功率，K为燃料电池输出功率比例系数。
[0025]可选地，所述对所述隶属函数进行优化，获得优化后的目标函数，包括：
[0026]采用粒子群算法对隶属函数进行离线参数寻优，通过下式获取优化后的目标函数：
[0027][0028]其中，min o bj(x)为目标函数最小值，为各个目标值；w1、w2为各个优化目标值的权重系数，ΔSOC为蓄电池SOC的变化量，T为整个循环工况的时间。
[0029]可选地，所述通过滑动平均滤波器对所述输入结果进行平滑处理，获得平滑输出功率，包括：
[0030]通过滑动平均滤波器对所述输入结果进行平滑处理，通过下式获得平滑输出功率：
[0031][0032]其中，N为滑动窗口中容纳数据的个数；T为采样时刻；k为时间轴的时刻；P
fc_req1_T
为T时刻模糊控制器计算的燃料电池的输出功率。
[0033]第二方面，为实现上述目的，本专利技术还提出一种车辆复合能量管理装置，所述车辆复合能量管理装置包括：
[0034]判断模块，用于根据预设开关控制规则判断燃料电池系统是否开启，将当前车辆不同工况下的整车需求功率和动力电池的电池荷电状态作为燃料电池系统的输入结果；
[0035]输出功率确定模块，用于在判定所述燃料电池系统开启时，通过模糊控制计算获得模糊输出功率，通过滑动平均滤波器对所述输入结果进行平滑处理，获得平滑输出功率，控制所述燃料电池系统输出所述平滑输出功率；
[0036]控制模块，用于在判定所述燃料电池系统关闭时，控制所述燃料电池系统关闭。
[0037]第三方面，为实现上述目的，本专利技术还提出一种车辆复合能量管理设备，所述车辆复合能量管理设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的车辆复合能量管理程序，所述车辆复合能量管理程序配置为实现如上文所述的车辆复合能量管理方法的步骤。
[0038]第四方面，为实现上述目的，本专利技术还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有车辆复合能量管理程序，所述车辆复合能量管理程序被处理器执行时实现如上文所述的车辆复合能量管理方法的步骤。
[0039]本专利技术提出的车辆复合能量管理方法，通过预设开关控制规则判断燃料电池系统是否开启，将当前车辆不同工况下的整车需求功率和动力电池的电池荷电状态作为燃料电池系统的输入结果；在判定所述燃料电池系统开启时，通过模糊控制计算获得模糊输出功率，通过滑动平均滤波器对所述输入结果进行平滑处理，获得平滑输出功率，控制所述燃料电池系统输出所述平滑输出功率；在判定所述燃料电池系统关闭时，控制所述燃料电池系统关闭，能够根据车辆不同运行工况的整车需求功率计算出燃料电池输出功率，连续性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆复合能量管理方法，其特征在于，所述车辆复合能量管理方法包括：根据预设开关控制规则判断燃料电池系统是否开启，将当前车辆不同工况下的整车需求功率和动力电池的电池荷电状态作为燃料电池系统的输入结果；在判定所述燃料电池系统开启时，通过模糊控制计算获得模糊输出功率，通过滑动平均滤波器对所述输入结果进行平滑处理，获得平滑输出功率，控制所述燃料电池系统输出所述平滑输出功率；在判定所述燃料电池系统关闭时，控制所述燃料电池系统关闭。2.如权利要求1所述的车辆复合能量管理方法，其特征在于，所述根据预设开关控制规则判断燃料电池系统是否开启，将当前车辆不同工况下的整车需求功率和动力电池的电池荷电状态作为燃料电池系统的输入结果，包括：根据预设开关控制规则判断燃料电池系统是否开启；实时获取当前车辆的燃料电池混合动力系统中动力电池的电池荷电状态，并获取整车控制器计算所述当前车辆在不同工况下的整车需求功率；获取所述整车需求功率和所述燃料电池混合动力系统的预设高效功率区的下限值的差值，将所述差值和所述电池荷电状态作为燃料电池系统的输入结果。3.如权利要求1所述的车辆复合能量管理方法，其特征在于，所述在判定所述燃料电池系统开启时，通过模糊控制计算获得模糊输出功率，通过滑动平均滤波器对所述输入结果进行平滑处理，获得平滑输出功率，控制所述燃料电池系统输出所述平滑输出功率，包括：在判定所述燃料电池系统开启时，根据预设模糊控制策略确定模糊规则和输入输出量的隶属函数；根据所述模糊规则和所述隶属函数获取所述输入结果对应的模糊输出功率；通过滑动平均滤波器对所述输入结果进行平滑处理，获得平滑输出功率；控制所述燃料电池系统输出所述平滑输出功率。4.如权利要求3所述的车辆复合能量管理方法，其特征在于，所述模糊规则包括燃料电池运行时的运行输出功率大于怠速功率，所述电池荷电状态在预设合理范围内。5.如权利要求3所述的车辆复合能量管理方法，其特征在于，所述根据所述模糊规则和所述隶属函数获取所述输入结果对应的模糊输出功率，包括：对所述隶属函数进行优化，获得优化后的目标函数；根据所述模糊规则和所述目标函数通过下式获取所述输入结果对应的模糊输出功率：Pfc_req1＝Pfc_g...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵勇，卞晓光，周欢，赵健生，汪斌，肖俊，成凯，程尧，肖恩，周剑兵，景琳璞，付英，
申请(专利权)人：东风汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：