电池失效处理方法、模式切换方法及车用混合动力系统技术方案

本发明专利技术属于燃料电池动力系统技术领域，具体涉及一种电池失效处理方法、模式切换方法及车用混合动力系统。其中，一种电池失效处理方法，包括：计算燃料电池系统的允许加载功率，限制驱动电机的最大输出功率不大于允许加载功率；将驱动电机工作在跛行模式，计算驱动电机的目标请求功率，通过燃料电池系统响应目标请求功率。本发明专利技术解决了锂电池失效后，燃料电池系统作为独立的动力源给整车提供动力的方法，燃料电池系统满足整车继续运行的功能，从而提高了混动模式的鲁棒性。高了混动模式的鲁棒性。高了混动模式的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
电池失效处理方法、模式切换方法及车用混合动力系统


[0001]本专利技术属于燃料电池动力系统
，具体涉及一种电池失效处理方法、模式切换方法及车用混合动力系统。

技术介绍

[0002]燃料电池系统作为发电系统已经成为汽车研究和开发的热点，燃料电池系统作为整车系统的动力源，现有技术方案需要锂电池作为启动动力源，即如图1中所示，整车系统包括燃料电池系统、锂电池和整车驱动电机。
[0003]现有的燃料电池混合动力汽车分为锂电模式、混合动力模式和充电模式。锂电模式是指锂电池作为单一的动力源提供至整车。充电模式是指停车充电。混合动力模式是指燃料电池系统和锂电池同时给整车提供动力，燃料电池系统运行后跟随锂电池的母线电压的模式，响应整车驱动电机的请求功率。但是一旦出现锂电池故障，燃料电池系统也就不能跟随锂电池的母线电压，也就不能满足整车正常运行。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对在混合动力模式下，当锂电池发生故障时，燃料电池系统无法满足燃料电池混合动力汽车正常运行的技术问题，目的在于提供一种电池失效处理方法、模式切换方法及车用混合动力系统。
[0005]一种电池失效处理方法，包括：
[0006]计算燃料电池系统的允许加载功率，限制驱动电机的最大输出功率不大于所述允许加载功率；
[0007]将所述驱动电机工作在跛行模式，计算所述驱动电机的目标请求功率，通过所述燃料电池系统响应所述目标请求功率。
[0008]作为优选方案，还包括：
[0009]断开锂电池的输出继电器。
[0010]作为优选方案，所述计算燃料电池系统的允许加载功率，包括：
[0011]获取锂电池当前电压和锂电池预设的最小工作电压，对所述锂电池当前电压和所述最小工作电压取小值，得到目标电压；
[0012]获取所述燃料电池系统的允许加载电流，以所述允许加载电流和所述目标电压相乘，计算所述允许加载功率。
[0013]作为优选方案，所述允许加载电流采用如下公式计算：
[0014]I＝m/(λ*n)
[0015]其中，I为所述允许加载电流，m为所述燃料电池系统中的实际空气流量，λ为试验测得的所述燃料电池系统中电堆允许工作的最底空气流量，n为计量系数。
[0016]一种模式切换方法，包括：
[0017]在混合动力汽车发锂电池发生故障时，将所述混合动力汽车切换为恒电压输出模
式，在所述恒电压输出模式时执行上述电池失效处理方法。
[0018]作为优选方案，所述锂电池发生故障的诊断包括对所述锂电池的剩余电量(SOC，也称荷电状态)过低失效诊断：
[0019]获取所述锂电池的剩余电量，当所述剩余电量小于失效阈值时，认为所述锂电池处于低电量失效状态，所述锂电池发生故障。
[0020]作为优选方案，所述锂电池发生故障包括对所述锂电池欠电压失效诊断：
[0021]获取锂电池当前电压，当所述锂电池当前电压小于锂电池预设的最小工作电压时，认为所述锂电池处于欠电压失效状态，所述锂电池发生故障。
[0022]作为优选方案，所述锂电池发生故障包括对所述锂电池过电压失效诊断：
[0023]获取锂电池当前电压，当所述锂电池当前电压大于锂电池预设的最大工作电压时，认为所述锂电池处于过电压失效状态，所述锂电池发生故障。
[0024]作为优选方案，所述锂电池发生故障包括对所述锂电池过温失效诊断：
[0025]获取锂电池当前温度，当所述取锂电池当前温度大于锂电池预设的最大工作温度时，认为所述锂电池处于过温失效状态，所述锂电池发生故障。
[0026]作为优选方案，将所述混合动力汽车切换为恒电压输出模式后，执行上述电池失效处理方法之前，还判断恒电压输出模式切换是否成功，若恒电压输出模式切换成功且燃料电池系统可输出功率，则执行上述电池失效处理方法。
[0027]作为优选方案，在所述混合动力汽车处于混动模式下，所述燃料电池系统的输出跟随所述锂电池电压，并响应驱动电机的目标请求功率；
[0028]当所述目标请求功率大于预设的功率最大阈值时，所述燃料电池系统的输出功率为所述功率最大阈值，其余功率由所述锂电池输出；
[0029]当所述目标请求功率小于等于所述功率最大阈值时，所述燃料电池系统的输出功率为所述目标请求功率，所述锂电池不工作。
[0030]作为优选方案，还包括：
[0031]获取所述锂电池的剩余电量，当所述剩余电量不小于所述模式切换阈值时，将所述混合动力汽车切换为锂电池模式，所述锂电池给所述混合动力汽车提供动力；
[0032]当所述剩余电量小于模式切换阈值时，将所述混合动力汽车切换为混动模式，燃料电池系统和所述锂电池一起给所述混合动力汽车提供动力。
[0033]一种车用燃料电池混动系统，包括：一燃料电池系统；一锂电池；一驱动电机；
[0034]还包括一车用混合动力系统，所述车用混合动力系统包括：
[0035]一恒电压输出模块，用于在混合动力汽车的锂电池发生故障时，将所述混合动力汽车切换为恒电压输出模式，在所述恒电压输出模式时执行上述电池失效处理方法。
[0036]本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术采用电池失效处理方法解决了锂电池失效后，燃料电池系统作为独立的动力源给整车提供动力的方法，燃料电池系统满足整车继续运行的功能，从而提高了混动模式的鲁棒性。本专利技术采用模式切换方法及系统，通过合理的模式切换手段，满足整车始终能实现较好的运行，既保证车辆行驶安全，又能提高行驶效率及续航里程。
附图说明
[0037]图1为现有技术中车用燃料电池混动系统的一种连接框图；
[0038]图2为本专利技术当锂电池发生故障时的混动失效处理方法流程图；
[0039]图3为本专利技术混动模式时响应目标请求功率的一种流程图。
具体实施方式
[0040]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本专利技术。
[0041]本专利技术提供一种电池失效处理方法，该方法用于在混合动力汽车的锂电池发生故障时，不能满足整车正常运行场景下。
[0042]参照图2，该方法具体包括如下步骤：
[0043]S1，计算燃料电池系统的允许加载功率，限制驱动电机的最大输出功率不大于允许加载功率。
[0044]本步骤在锂电池发生故障场景下，计算允许加载功率给驱动电机的电机控制器，以限制驱动电机的输出功率(即目标请求功率)小于等于允许加载功率，以防止燃料电池系统动态响应跟随不上，单低失效。
[0045]在本实施例中，允许加载功率采用如下方式计算：
[0046]S101，获取锂电池当前电压和锂电池预设的最小工作电压，对锂电池当前电压和最小工作电压取小值，得到目标电压。
[0047]S102，获取燃料电池系统的允许加载电流，以允许加载电流和目标电压相乘，计算允许加载功率。
[0048]其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池失效处理方法，包括：计算燃料电池系统的允许加载功率，限制驱动电机的最大输出功率不大于所述允许加载功率；将所述驱动电机工作在跛行模式，计算所述驱动电机的目标请求功率，通过所述燃料电池系统响应所述目标请求功率。2.如权利要求1所述的电池失效处理方法，其特征在于，还包括：断开锂电池的输出继电器。3.如权利要求1所述的电池失效处理方法，其特征在于，所述计算燃料电池系统的允许加载功率，包括：获取锂电池当前电压和锂电池预设的最小工作电压，对所述锂电池当前电压和所述最小工作电压取小值，得到目标电压；获取所述燃料电池系统的允许加载电流，以所述允许加载电流和所述目标电压相乘，计算所述允许加载功率。4.如权利要求3所述的电池失效处理方法，其特征在于，所述允许加载电流采用如下公式计算：I＝m/(λ*n)其中，I为所述允许加载电流，m为所述燃料电池系统中的实际空气流量，λ为试验测得的所述燃料电池系统中电堆允许工作的最底空气流量，n为计量系数。5.一种模式切换方法，其特征在于，包括：在混合动力汽车的锂电池发生故障时，将所述混合动力汽车切换为恒电压输出模式，在所述恒电压输出模式时执行权利要求1至4中任意一项所述的电池失效处理方法。6.如权利要求5所述的模式切换方法，其特征在于，所述锂电池发生故障的诊断包括对锂电池的剩余电量过低失效诊断、对锂电池欠电压失效诊断、对锂电池过电压失效诊断和对锂电池过温失效诊断中的至少一种；获取所述锂电池的剩余电量，当所述剩余电量小于失效阈值时，认为所述锂电池处于低电量失效状态，所述锂电池发生故障；获取锂电池当前电压，当所述锂电池当前电压小于锂电池预设的最小工作电压时，认为所述锂电池处于欠电压失效状态，所述锂电池发生故障；获取锂电池当前电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴炎花，
申请(专利权)人：氢通上海新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：