【技术实现步骤摘要】
一种融合信息物理系统的燃料电池汽车能量管理方法
[0001]本专利技术属于燃料电池混合动力系统能量管理
，具体涉及一种融合信息物理系统的燃料电池汽车能量管理方法。
技术介绍
[0002]现阶段，质子膜交换燃料电池由于其清洁、高能效等优点，越来越多地被新能源汽车尤其是混合动力汽车所采用。然而，由于燃料电池的动态响应较慢，而车辆行驶过程中的速度与功率变化却较为迅速且激烈，这使得与动力电池搭配组成的燃料电池混合动力系统的能量管理更具有难度。在针对燃料电池混合动力汽车的能量管理策略中，均存在实际性能过渡依赖所设定条件与建模过程的问题；虽然在诸多现有技术如公开号为CN113085665A的中国专利等已经综合考虑了车辆动力系统本身或者车上其他大功率部件来执行能量分配，但对于车辆外部的环境因素譬如道路地形、交通路况等却没有纳入考虑，根据实际经验这些因素对于车辆行驶中的能耗影响往往更为强烈，可见现有针对燃料电池混合动力系统的能量管理策略不甚完善，仍具有很大的改进空间。
技术实现思路
[0003]有鉴于此，针对本领域中存...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种融合信息物理系统的燃料电池汽车能量管理方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤一、获取燃料电池混动汽车的车辆状态信息、动力电池状态信息以及燃料电池状态信息；其中，所述车辆状态信息包括：车速v、加速度acc、驱动电机转速ω
motor
、驱动电机转矩T
motor
及驱动电机效率η
motor
；所述动力电池状态信息包括：动力电池电压与电流、内阻及SOC；所述燃料电池状态信息包括：燃料电池输出功率P
FC
、效率η
FC
及功率变化率ΔP
FC
；步骤二、根据车辆动力学对其建立汽车纵向动力学模型；针对燃料电池混合动力系统拓扑结构依次建立燃料电池氢耗模型、动力电池等效电路模型、动力电池寿命衰减模型以及驱动电机模型；步骤三、由车辆的CAN信号中获取包括车速v、加速度acc的实时驾驶状态信息，并通过GPS模块获取车辆的地理位置数据；利用车载网络将所述驾驶状态信息和地理位置数据上传至云端服务器，所述云端服务器基于这些信息获取车辆将要经过的未来道路的坡度、曲率及交通信息反馈给车辆；步骤四、针对DDPG算法，选取车速v、加速度acc、动力电池SOC、动力电池SOH、未来道路坡度i
f
、未来道路曲度c
f
及未来道路交通信息t
f
作为状态变量，并组成状态空间S：S＝[v,acc,SOC,SOH,i
f
,c
f
,t
f
]选取燃料电池功率变化率ΔP
FC
作为动作变量，并组成动作空间a：a＝[ΔP
FC
|ΔP
FC
∈[
‑
3,+3]kW]设置包括整车氢气消耗、动力电池寿命、动力电池SOC维持以及燃料电池功率限制的四个优化目标，并构建相应的奖励函数r：r＝p1·
[m
H2
(t)]+p2·
Q
bat
·
ΔSOH+α
·
[SOC(t)
‑
SOC
tar
]2+β
·
|ΔP
FC
/ΔP
FCmax
|其中，p1为每公斤氢气单价，m
H2
为氢气质量，p2为动力电池更换价格，α和β分别为动力电池SOC维持和燃料电池功率变化限制的加权系数，SOC
tar
为电池SOC维持的目标值，ΔP
FCmax
为燃料电池功率变换限制的最大值；步骤五、初始化所述DDPG算法，利用历史数据或标准工况对应的各车辆状态信息构建训练集并对算法进行训练，使训练好的算法根据实时的状态变量能够得到最优的动作变量。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤二中所建立的汽车纵向动力学模型的具体形式为：η
t
＝η
DC/AC
·
η
EM
·
η
tra
P
tol
＝P
FC
·
η
DC/DC
+P
bat
其中，P
tol
为车辆行驶的总需求功率，η
t
为车辆的效率，m为车辆重量，g为重力加速度，f为滚动阻力系数，α为道路坡度，A为迎风面积，C
D
为空气阻力系数，v为车速，δ为车辆旋转质量换算系数，η
DC/AC
、η
EM
、η
tra
、η
DC/DC
分别为DC/AC转换器、驱动电机、传动系统和DC/DC转换器的效率，P
FC
、P
bat
分别为燃料电池和动力电池的输出功率；所述燃料电池氢耗模型的具体形式为：
其中，为燃料电池系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：何洪文，李昆昂，贾淳淳，周稼铭，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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