一种氢燃料电池汽车整体功率分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种氢燃料电池汽车整体功率分配方法。本发明专利技术的控制策略是利用了动力电池的快速响应，以动力电池为主输出，燃电发动机为辅输出，通过获取动力电池SOC(电池的荷电量)、持续充电电流、最大功率需求进行修正燃电发动机功率。保证了燃电发动机的平稳运行，燃电发动机运行在高效区，燃料消耗降低的同时有效的延长了燃电发动机的寿命，动力电池保持在高效区，波动减少，动力电池的寿命也得到了有效的延长。效的延长。效的延长。

【技术实现步骤摘要】
一种氢燃料电池汽车整体功率分配方法


[0001]本专利技术涉及新能源汽车
，特别是涉及一种氢燃料电池汽车整体功率分配方法。

技术介绍

[0002]基于保证氢燃料客车动力性能、尽可能多的回馈制动、动力电池不过冲过放、燃电系统平稳放电的控制策略中，燃电控制器(FCU)需要不断的接收整车发送的动力电池SOC(电池的荷电量)和车辆当前功率，随着这两个量的变化，燃电控制器(FCU)需要不断的调整燃电发动机的发电功率。
[0003]随着燃电发动机的发展，氢燃料汽车数量的增多，道路交通状况变得越来越复杂，需要兼顾燃电发动机的平稳运行，氢燃料汽车的整体燃料消耗率，还需要避免动力电池过充过放引起的安全问题。氢燃料汽车的能量管理作为整车控制的核心难点问题，在面对如此复杂多变的路况时还没有很好的解决方案。
[0004]目前的控制策略让燃电发动机在几个特定的功率点工作，而动力电池SOC变化波动较大，加速动力电池的寿命衰减，并且燃电发动机频繁启停，减少了燃电发动机使用寿命。
[0005]比如，公开号为CN112572170A的专利技术公开了一种氢燃料电池发动机的控制方法，该方法包括：获取负载端的工作状态；在负载端的工作状态处于开启时，确定负载端的功率分配，其中，负载端的功率分配为负载端在氢燃料电池发动机的发电总功率的占比百分比；依据负载端的功率分配，控制氢燃料电池发动机的运行。
[0006]再比如，公开号为CN109334476A的专利技术提供了一种新型燃料电池汽车控制系统及控制方法，在现有燃料电池汽车控制系统的基础上增加燃料电池控制器，由整车控制器通过燃料电池控制器控制燃料电池发动机的启停状态，在燃料电池发动机启动时，通过动力电池的剩余电量和车速从预先设置的高效区最小功率、高效区最大功率和可用最大功率中选取目标功率；根据整车工况对目标功率进行限制，从而控制燃料电池发动机的功率输出。

技术实现思路

[0007]本专利技术针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种氢燃料电池汽车整体功率分配方法。
[0008]一种氢燃料电池汽车整体功率分配方法，氢燃料电池汽车包括用于氢燃料发电的燃电发动机、用于供电及储能的动力电池、用于汽车驱动以及制动时能量回收的主电机、以及统称为整车附件的车内其余用电元件，定义参数如下：
[0009]DP_FC：燃电发动机额定功率；
[0010]P_FC1：燃电发动机高经济效率点功率；
[0011]动力电池SOC：动力电池荷电量，数值为剩余容量与额定容量的比值；
[0012]动力电池SOC高效区：表示动力电池电量在此区间内，动力电池输出效率较高，其
中，用SOC
L
表示动力电池SOC高效区的下限值，用SOC
H
表示动力电池SOC高效区的上限值，在SOC
H
和SOC
L
之间取3个点，作为功率标定辅助点，3个点数值从大到小分别为SOC1、SOC2、SOC3；
[0013]SOC
MAX
：动力电池SOC安全上限值，数值大于SOC
H
，小于100％；
[0014]SOC
MIN
：动力电池SOC安全下限值，数值小于SOC
L
，大于0％；
[0015]车速阈值V
S
：整车前进的行驶速度阈值；
[0016]P1：整车正常运行的平均功率；
[0017]P2：整车高速运行、上坡道行驶、满负载运行时的平均功率；
[0018]当车辆处于EV模式，燃电发动机不启动，当车辆处于FC模式，功率分配策略如下：
[0019](1)动力电池SOC＞SOC
H
时，燃电发动机不启动；
[0020](2)动力电池SOC
L
<SOC<SOC
H
时，车速大于等于V
S
，且动力电池允许充电功率＞20％DP_FC，燃电发动机启动；
[0021](3)动力电池SOC＜SOC
L
时，且动力电池允许充电功率＞10％DP_FC，车辆D档开机启动时燃电发动机启动；
[0022](4)燃电发动机输出功率范围20％DP_FC至80％DP_FC；
[0023](5)动力电池SOC在SOC高效区之间时，采用SOC维持型策略，燃电发动机输出功率实时值不超过动力电池当前允许充电功率；
[0024](6)动力电池SOC1≤SOC＜SOC
H
，燃电发动机输出功率P1；
[0025](7)动力电池SOC2≤SOC＜SOC1，燃电发动机输出功率P_FC1；
[0026](8)动力电池SOC3≤SOC＜SOC2，燃电发动机输出功率P2；
[0027](9)动力电池SOC
MIN
≤SOC<SOC3，燃电发动机输出功率90％DP_FC；
[0028](10)动力电池SOC＜SOC
MIN
，燃电发动机输出功率DP_FC；
[0029](11)达到以下任一条件时，燃电发动机关机：
[0030](a)动力电池SOC＞SOC
MAX
，
[0031](b)动力电池允许充电功率＜20％DP_FC，
[0032](c)使用钥匙切换到OFF档、EV模式或者VCU要求关机。
[0033]优选的，P_FC1的值取70％DP_FC。动力电池SOC高效区的下限值SOC
L
为40％，动力电池SOC高效区的上限值SOC
H
为80％。SOC1取70％，SOC2取60％，SOC3取50％。SOC
MAX
取80％
‑
90％。SOC
MIN
取20
‑
30％。
[0034]优选的，P1获得时所用的工况数据库选择分别代表城市工况或市郊工况的NYCC工况或UDDS工况；P2获得时所用的工况数据库选择代表高速公路工况的HWFET工况。其中，分别代表城市工况和市郊工况的NYCC工况和UDDS工况所得的P1较为接近。
[0035]优选的，P1为50％DP_FC
‑
70％DP_FC，P2为60％DP_FC
‑
80％DP_FC。
[0036]优选的，第(5)点中，动力电池采用SOC维持型策略时，燃电发动机在20％DP_FC至70％DP_FC之间线性变化。
[0037]EV模式：纯电动模式，即车辆只有动力电池供给能量工作的模式。
[0038]FC模式：燃电发动机混动模式，即车辆由燃料电池与动力电池一起供给能量工作的模式。
[0039]本专利技术的控制策略是利用了动力电池的快速响应，以动力电池为主输出，燃电发动机为辅输出，通过获取动力电池SOC(电池的荷电量)、持续充电电流、最大功率需求进行
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池汽车整体功率分配方法，氢燃料电池汽车包括用于氢燃料发电的燃电发动机、用于供电及储能的动力电池、用于汽车驱动以及制动时能量回收的主电机、以及统称为整车附件的车内其余用电元件，其特征在于，定义参数如下：DP_FC：燃电发动机额定功率；P_FC1：燃电发动机高经济效率点功率；动力电池SOC：动力电池荷电量，数值为剩余容量与额定容量的比值；动力电池SOC高效区：表示动力电池电量在此区间内，动力电池输出效率较高，其中，用SOC
L
表示动力电池SOC高效区的下限值，用SOC
H
表示动力电池SOC高效区的上限值，在SOC
H
和SOC
L
之间取3个点，作为功率标定辅助点，3个点数值从大到小分别为SOC1、SOC2、SOC3；SOC
MAX
：动力电池SOC安全上限值，数值大于SOC
H
，小于100％；SOC
MIN
：动力电池SOC安全下限值，数值小于SOC
L
，大于0％；车速阈值V
S
：整车前进的行驶速度阈值；P1：整车正常运行的平均功率；P2：整车高速运行、上坡道行驶、满负载运行时的平均功率；当车辆处于EV模式，燃电发动机不启动，当车辆处于FC模式，功率分配策略如下：(1)动力电池SOC＞SOC
H
时，燃电发动机不启动；(2)动力电池SOC
L
<SOC<SOC
H
时，车速大于等于V
S
，且动力电池允许充电功率＞20％DP_FC，燃电发动机启动；(3)动力电池SOC＜SOC
L
时，且动力电池允许充电功率＞10％DP_FC，车辆D档开机启动时燃电发动机启动；(4)燃电发动机输出功率范围20％DP_FC至80％DP_FC；(5)动力电池SOC在SOC高效区之间时，采用SOC维持型策略，燃电发动机输出功率实时值不超过动力电池当前允许充电功率；(6)动力电池SOC1≤SOC＜SOC
H
，燃电发动...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡彬，丁佳力，陈俊杰，赵海敏，邹家辉，
申请(专利权)人：浙江天能氢能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：