一种基于时段的车载燃料电池能量管理方法技术

本发明专利技术公开了一种基于时段的车载燃料电池能量管理方法，燃料电池系统在前T分钟以固定功率P0输出，同时开始计时燃料电池系统的工作时长tt，并按照T分钟来划分时段。每过T分钟后，前一时段的整车平均功率P

【技术实现步骤摘要】
一种基于时段的车载燃料电池能量管理方法


[0001]本专利技术涉及一种基于时段的车载燃料电池能量管理方法。

技术介绍

[0002]对于燃料电池汽车，由于燃料电池堆自身的缺陷，如其输出特性软、输出响应慢等，不能及时供给整车所需动力，而且价格昂贵，使用寿命短，所以不能单独直接作为能量源，因此目前燃料电池汽车使用燃料电池和动力电池双电源系统，而且动力电池作为主要功率输出源来实时满足整车能量需求。
[0003]随着燃料电池技术的提高，燃料电池输出功率在整车实时能量需求中占比会越来越高，以最终实现燃料电池取代动力电池作为主要功率输出源来满足整车实时能量需求的目的。而现有的车用能量管理策略就不再适用，现有技术中，主要以动力电池的SOC、车速等参数来划分燃料电池系统输出功率的几个区间，或者取整个时间段的整车平均需求功率的平均值作为燃料电池系统的功率输出（例如申请号为ZL202110393615.5的中国专利）。这都是将燃料电池系统固定在一个或少数几个功率点下工作，实际都是动力电池输出功率随整车功率需求在实时波动。
[0004]现有技术中，由于燃料电池输出功率在整车总需求功率中占比较低，这就导致动力电池充放电量较大，SOC变化幅度较大，SOC的两端差值较大，这不仅增加了对动力电池的依赖性，还容易缩短动力电池的使用寿命，增加动力电池的使用成本，导致整车能耗和整车氢耗较大。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种基于时段的车载燃料电池能量管理方法，能够提高燃料电池系统在整车实时能量需求中的功率占比，进而减小SOC变化区间，使动力电池SOC稳定在一定小范围内工作，以提高动力电池寿命和使用效率，从而实现降低整车氢耗；同时也能减少燃料电池系统的启停次数，进而延长燃料电池系统的使用寿命。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于时段的车载燃料电池能量管理方法，包括以下步骤：S1：启动燃料电池系统前，先启动动力电池，对所述动力电池的工作时间以t进行计时，并判断SOC(t)是否小于SOC
中
，若成立，则P
FC
(t)以P0运行T分钟，然后按照S2执行；否则所述燃料电池系统不工作，然后按照S1执行；S2：对所述燃料电池系统的工作时间以tt进行计时，计算tt除以T的值，商为N，余数为n，判断n是否等于0，若成立，则P
N
为P
V
(tt)，然后按照S3执行；否则不对P
N
另外赋值，并仍然按照S3执行；S3：判断P
FC
(t)是否小于P
N
，若成立，则按照S4执行；否则按照S9执行；S4：判断P
N
是否大于P
max
，若成立，则按照S5执行，否则按照S6执行；S5：判断SOC(t)是否大于SOC
上
，若成立，则P
FC
(t+1)为0，所述燃料电池系统停止工
作，然后按照S1执行；否则P
FC
(t+1)为P
max
，然后按照S2执行；S6：判断SOC(t)是否大于SOC
上
，若成立，则P
FC
(t+1)为0，所述燃料电池系统停止工作，然后按照S1执行；否则按照S7执行；S7：判断SOC(t)是否小于SOC
下
，若成立，则P
FC
(t+1)为P
max
，然后按照S8执行；否则P
FC
(t+1)以P
FC
(t)加上P1运行，然后按照S2执行；S8：判断SOC(t)是否大于SOC
中
，若成立，则按照S2执行；否则P
FC
(t+1)为P
max
，然后按照S8执行；S9：判断P
N
是否小于P
min
，若成立，则按照S10执行；否则按照S11执行；S10：判断SOC(t)是否大于SOC
上
，若成立，则P
FC
(t+1)为0，所述燃料电池系统停止工作，然后按照S1执行；否则P
FC
(t+1)为P
min
，然后按照S2执行；S11：判断SOC(t)是否大于SOC
上
，若成立，则P
FC
(t+1)为0，所述燃料电池系统停止工作，然后按照S1执行；否则按照S12执行；S12：判断SOC(t)是否小于SOC
下
，若成立，则P
FC
(t+1)继续以P
FC
(t)运行，然后按照S2执行；否则P
FC
(t+1) 以P
FC
(t) 减去P2运行，然后按照S2执行；其中：t为所述动力电池启动运行时间，s；tt为所述燃料电池系统启动运行时间，s；T为设定时段整车平均功率对应的时长，min；P
FC
(t)为所述燃料电池系统当前输出功率，kw；P
FC
(t+1)为所述燃料电池系统下一时间输出功率，kw；P0为所述燃料电池系统初始运行功率，kw；P
min
为所述燃料电池系统最小运行功率，kw；P
max
为所述燃料电池系统最大运行功率，kw；P
V
(tt)为当前时间前T分钟时段的整车平均实时功率，kw；P
N
为第N时段整车平均实时功率，kw；SOC(t)为所述动力电池当前荷电状态，%；SOC
上
为所述动力电池荷电状态上限值，%；SOC
中
为所述动力电池荷电状态中间值，%；SOC
下
为所述动力电池荷电状态下限值，%；P1为所述燃料电池系统加载功率，kw；P2为所述燃料电池系统降载功率，kw。
[0007]优选地，设定时段整车平均功率对应的时长T大于零且小于等于30min。
[0008]更优选地，设定时段整车平均功率对应的时长T为5min。
[0009]优选地，在S1
‑
S12中，相互比较的两个值相等时，按照成立条件执行。
[0010]优选地，在S1
‑
S12中，相互比较的两个值相等时，按照未成立条件执行。
[0011]由于上述技术方案的运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术基于时段的车载燃料电池能量管理方法，燃料电池系统在前T分钟以固定功率P0输出，同时开始计时燃料电池系统的工作时长tt，并按照T分钟来划分时段。每过T分钟后，前一时段的整车平均功率P
V
(tt)作为下一时段燃料电池系统的输出功率P
N
，每隔T分钟改变一次燃料电池系统
的输出功率。这样燃料电池系统的输出功率能够逐渐趋于前段时间T的整车实时功率平均值，而且时段周期T越小，越能够趋近于整车实时功率，动力电池SOC就会被控制在一个小范围区间内高效运行。随着燃料电池系统性能和输出响应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于时段的车载燃料电池能量管理方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：启动燃料电池系统前，先启动动力电池，对所述动力电池的工作时间以t进行计时，并判断SOC(t)是否小于SOC
中
，若成立，则P
FC
(t)以P0运行T分钟，然后按照S2执行；否则所述燃料电池系统不工作，然后按照S1执行；S2：对所述燃料电池系统的工作时间以tt进行计时，计算tt除以T的值，商为N，余数为n，判断n是否等于0，若成立，则P
N
为P
V
(tt)，然后按照S3执行；否则不对P
N
另外赋值，并仍然按照S3执行；S3：判断P
FC
(t)是否小于P
N
，若成立，则按照S4执行；否则按照S9执行；S4：判断P
N
是否大于P
max
，若成立，则按照S5执行，否则按照S6执行；S5：判断SOC(t)是否大于SOC
上
，若成立，则P
FC
(t+1)为0，所述燃料电池系统停止工作，然后按照S1执行；否则P
FC
(t+1)为P
max
，然后按照S2执行；S6：判断SOC(t)是否大于SOC
上
，若成立，则P
FC
(t+1)为0，所述燃料电池系统停止工作，然后按照S1执行；否则按照S7执行；S7：判断SOC(t)是否小于SOC
下
，若成立，则P
FC
(t+1)为P
max
，然后按照S8执行；否则P
FC
(t+1)以P
FC
(t)加上P1运行，然后按照S2执行；S8：判断SOC(t)是否大于SOC
中
，若成立，则按照S2执行；否则P
FC
(t+1)为P
max
，然后按照S8执行；S9：判断P
N
是否小于P
min
，若成立，则按照S10执行；否则按照S11执行；S10：判断SOC(t)是否大于SOC
上
，若成立，则P
FC
(t+1)为0，所述燃料电池系统停止工作，然后按照S1执行；否则P...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐彬，褚风华，李顺然，刘震，
申请(专利权)人：苏州市华昌能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：