【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于控制电池装置输出功率和燃料电池系统工作功率的控制方法、一种用于执行这种方法的控制装置及一种具有这种控制装置的混合驱动系统。
技术介绍
1、已知的是应该采用混合驱动系统以驱动具有电驱动装置的现代车辆。为此需要给电驱动装置供应电能。这在同类型的由电池装置和燃料电池系统构成的混合驱动系统中进行。在此，按照在混合驱动系统的各自工作状况下的具体功率要求，输出功率和工作功率的不同组合能满足当前功率需求。
2、已知解决方案的缺点是，在将输出功率和工作功率相互组合以满足功率需求时仅关注当前状况。最常见的是考虑电池装置和/或燃料电池系统的各损伤机制以避免或减轻各组成部件的相应损伤。但这可能导致虽然针对这两个组成部件之一的损伤被减轻，但具有正常损伤或加剧损伤的另一组成部件无法达到混合驱动系统的期望使用寿命。
技术实现思路
1、本专利技术的任务因此是至少部分消除前述缺点。本专利技术的任务尤其是以低成本且简单的方式给混合驱动系统提供尽量长的工作时间。
2、上述任务通过一种具有权利要求1的特征的控制方法、一种具有权利要求14的特征的控制装置以及一种具有权利要求15的特征的混合驱动系统来完成。本专利技术的其它特征和细节来自从属权利要求、说明书和图。在此，关于本专利技术的控制方法所描述的特征和细节显然也与本专利技术的控制装置以及本专利技术的混合驱动系统相关地适用，反之亦然，故对于这些专利技术方面的公开内容总是相互参照或可相互参照。
3、根据本专利技术，一
4、-在采集时间段内采集并存储该燃料电池系统的工作功率，
5、-在采集时间段内采集并存储该电池装置的输出功率，
6、-至少基于所测得且所存储的该电池装置输出功率确定电池损伤预测，
7、-至少基于所测得且所存储的该燃料电池系统工作功率确定燃料电池损伤预测，
8、-基于所确定的电池损伤预测来设定该电池装置的目标输出功率，
9、-基于所确定的燃料电池损伤预测来设定该燃料电池系统的目标工作功率。
10、本专利技术的控制方法假定，在混合驱动系统工作中在较长采集时间段内采集并存储燃料电池系统工作功率和电池装置输出功率。例如电输出功率和电工作功率可以在长达几个小时、几天或几周的时间段内被监测、采集和存储。这尤其是允许确定并考虑随后还将解释的燃料电池系统和电池装置的损伤状态。一个主要组成部分是，现在可以基于关于工作功率和输出功率的过往评估以及所存储的值来确定关于电池装置和燃料电池系统的未来预测。例如可能的是采用用于电池装置的损伤模型以及用于燃料电池系统的另一损伤模型，这些损伤模型配备有用于工作功率和/或输出功率的所测得且所存储的值。利用这种损伤模型可以就电池装置和燃料电池系统的损伤的未来进展而作出预测。这种损伤预测例如可以包含与混合驱动系统的期望最短使用寿命的关联。但也可以单独或组合地想到其它损伤预测，例如最大可能的输出功率和/或工作功率的减小、电池装置的最大存储能力等。
11、本专利技术的核心思想现在是如此执行前瞻评估，即，例如在利用一个或多个损伤模型下针对电池装置确定电池损伤预测并对于燃料电池系统确定燃料电池损伤预测。对于随后的控制方法或设定步骤，现在并非仅将当前工作状况纳入考虑以满足当前功率需求，而是还对未来预期的损伤状况予以考虑。
12、为了进一步表明本专利技术的工作方式，简短地将已知解决方案与本专利技术的核心构思比较。如果例如在已知的混合驱动系统中提升功率需求，则现在所请求的更高功率必须通过提升工作功率、提升输出功率或通过将这两种提高进行组合来满足。在已知的解决方案中，提升其中哪个功率取决于当前工作功率或输出功率的水平、所设定的用于最大或最小输出功率或工作功率的极限值或者在燃料电池系统和电池装置工作中应该考虑的效率构思。但这可能导致因更高的损伤作用而过度地损伤电池装置，因而无法达到一定工作小时数的期望最短使用寿命等。
13、本专利技术的核心思想现在是除了测知当前功率要求外还执行本专利技术的控制方法。为此，该控制方法将考虑所测得且所存储的过去的工作功率和输出功率，以确定电池损伤预测和燃料电池损伤预测。因此，目标输出功率和目标工作功率的控制和尤其是设定现在可以基于损伤预测结果。
14、特别是，将损伤预测以归一化或绝对的方式与预定值相比较，以便以最大化概率保证整个混合驱动系统的最短使用寿命。因此在已知解决方案中现在例如基于效率考虑而通过仅提高电池装置输出功率来满足更高的功率需求，而在本专利技术的设计中要考虑当前确定的电池损伤预测对此产生的作用。如果当前确定的电池损伤预测表现出电池装置无法以一定概率达到期望最短使用寿命，则尽管在由电池装置满足更高功率需求的情况下效率会提升，但并未提高电池装置输出功率，而是容忍效率降低，从而通过更高的燃料电池系统工作功率来满足功率需求且同时考虑所确定的电池损伤预测，以针对电池装置也提升达到最短使用寿命的概率。本专利技术控制方法越频繁地在混合驱动系统中被用来满足功率需求，混合驱动系统的所有子组成部件也越有可能以期望方式达到最短使用寿命。
15、用于采集并存储工作功率和输出功率的采集时间段在此最好彼此长度相同并且最好连续地或基本上连续地、即无中断地在各自工作时间内形成。因此，在一段时间内执行存储。除了输出功率和工作功率外，也可以采集且也可存储用于燃料电池系统和/或电池装置的其它工作参数和/或损伤参数。
16、故现在借助本专利技术的控制方法可以使车辆如载货汽车很有可能达成期望的目标使用寿命。如果对于载货汽车设定例如150万行驶公里数的期望目标使用寿命，则本专利技术的控制方法可以至少在混合驱动系统的单独组成部件方面将燃料电池系统和电池装置的损伤状况的前瞻预测纳入考虑，从而也更有可能实际上达到或甚至超出目标使用寿命。
17、关于各自损伤预测的设计和确定已经提到了可采用损伤模型。这种损伤模型例如可以在用于电池装置、燃料电池系统和/或混合驱动系统的试验台上被确定。显然，除了算法关系、特性曲线族等外还可以采用神经网络或其它设计的人工智能。
18、可带来优点的是，在本专利技术控制方法中，为了设定目标输出功率和设定目标工作功率，考虑燃料电池损伤预测和电池损伤预测的平衡。在此，如下还将解释的归一化也尤其对于燃料电池损伤预测和电池损伤预测是有利的。故可考虑平衡、即均衡，其使得损伤机制在混合驱动系统工作期间内定量均匀地损伤燃料电池系统和电池装置。尤其可通过下述方式发生平衡来平衡某一部件的加重损伤，即，它在一定时间内得到爱护并且通过增加另一组成部件的损伤份额而被平衡。因此总体上可以通过平衡用于燃料电池系统和电池装置的损伤预测来实现损伤均衡或未来实际出现损伤的平衡。
19、还可能有利的是，在本专利技术控制方法中，确定关于电池装置的当前损伤状况的电池损伤状态和关于燃料电池系统的当前损伤状况的燃料电池损伤状态，并且为了目标本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于控制混合驱动系统(100)的电驱动装置(130)的电池装置(110)输出功率(AL)和燃料电池系统(120)工作功率(BL)的控制方法，其特征是，该方法具有以下步骤：
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征是，为了设定该目标输出功率(SAL)和设定该目标工作功率(SBL)，考虑该燃料电池损伤预测(BZSP)与该电池损伤预测(BASP)的平衡。
3.根据前述权利要求之一所述的控制方法，其特征是，关于该电池装置(110)的当前损伤状况的电池损伤状态(BASS)和关于该燃料电池系统(120)的当前损伤状况的燃料电池损伤状态(BZSS)被确定并且被考虑用于设定该目标输出功率(SAL)和/或该目标工作功率(SBL)。
4.根据前述权利要求之一所述的控制方法，其特征是，针对该电池装置(110)和该燃料电池系统(120)，设定直至达到最大电池损伤状态(BASS)和直至达到最大燃料电池损伤状态(BZSS)之前的最短使用寿命。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征是，该目标输出功率(SAL)和该目标工作功率(SBL)的设定是在考虑余
6.根据前述权利要求之一所述的控制方法，其特征是，该电池损伤预测(BASP)和/或该燃料电池损伤预测(BZSP)、尤其还有电池损伤状态(BASS)、燃料电池损伤状态(BZSS)、电池剩余损伤(BARS)和/或燃料电池剩余损伤(BZRS)被归一化。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征是，按最短使用寿命和/或公里数进行归一化。
8.根据前述权利要求之一所述的控制方法，其特征是，为了该电池损伤预测(BASP)和/或该燃料电池损伤预测(BZSP)，监测至少一个电池参数和/或燃料电池参数。
9.根据前述权利要求之一所述的控制方法，其特征是，该电池损伤预测(BASP)和/或该燃料电池损伤预测(BZSP)具有若干子组成部件损伤预测。
10.根据前述权利要求之一所述的控制方法，其特征是，为了该电池损伤预测(BASP)和/或该燃料电池损伤预测(BZSP)，仅考虑长期的和/或不可逆的损伤机制。
11.根据前述权利要求之一所述的控制方法，其特征是，损伤模型(SM)被用于确定该电池损伤预测(BASP)和/或该燃料电池损伤模型(BZSP)。
12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征是，该损伤模型(SM)依据所测得且所存储的工作功率(BL)、所测得且所存储的输出功率(AL)和/或按照其它损伤参数被改善。
13.根据前述权利要求之一所述的控制方法，其特征是，在不利的电池损伤预测(BASP)和/或不利的燃料电池损伤预测(BZSP)情况下，指令更换该电池装置(110)、该燃料电池系统(120)、该电池装置(110)的组成部件和/或该燃料电池系统(120)的组成部件。
14.一种用于控制混合驱动系统(100)的电驱动装置(130)的电池装置(110)输出功率(AL)和燃料电池系统(120)工作功率(BL)的控制装置(10)，其特征是，设有：用于在采集时间段(EZ)内采集并存储该燃料电池系统(120)的工作功率(BL)以及用于在采集时间段(EZ)内采集并存储该电池装置(110)的输出功率(AL)的采集模块(20)、用于至少基于所测得且所存储的该电池装置(110)输出功率(AL)确定电池损伤预测(BASP)并至少基于所测得且所存储的该燃料电池系统(120)工作功率(BL)确定燃料电池损伤预测(BZSP)的确定模块(30)；以及用以基于所确定的电池损伤预测(BASP)来设定该电池装置(110)的目标输出功率(SAL)并基于所确定的燃料电池损伤预测(BZSP)来设定该燃料电池系统(120)的目标工作功率(SBL)的设定模块(40)，其中，该采集模块(20)、该确定模块(30)和/或该设定模块(40)被设计用于实行具有权利要求1至13之一的特征的控制方法。
15.一种车辆驱动用混合驱动系统(100)，具有电池装置(110)、燃料电池系统(120)、电驱动装置(130)和具有权利要求14的特征的控制装置(10)。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于控制混合驱动系统(100)的电驱动装置(130)的电池装置(110)输出功率(al)和燃料电池系统(120)工作功率(bl)的控制方法，其特征是，该方法具有以下步骤：
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征是，为了设定该目标输出功率(sal)和设定该目标工作功率(sbl)，考虑该燃料电池损伤预测(bzsp)与该电池损伤预测(basp)的平衡。
3.根据前述权利要求之一所述的控制方法，其特征是，关于该电池装置(110)的当前损伤状况的电池损伤状态(bass)和关于该燃料电池系统(120)的当前损伤状况的燃料电池损伤状态(bzss)被确定并且被考虑用于设定该目标输出功率(sal)和/或该目标工作功率(sbl)。
4.根据前述权利要求之一所述的控制方法，其特征是，针对该电池装置(110)和该燃料电池系统(120)，设定直至达到最大电池损伤状态(bass)和直至达到最大燃料电池损伤状态(bzss)之前的最短使用寿命。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征是，该目标输出功率(sal)和该目标工作功率(sbl)的设定是在考虑余留的电池剩余损伤(bars)和/或余留的燃料电池剩余损伤(bzrs)的情况下进行的。
6.根据前述权利要求之一所述的控制方法，其特征是，该电池损伤预测(basp)和/或该燃料电池损伤预测(bzsp)、尤其还有电池损伤状态(bass)、燃料电池损伤状态(bzss)、电池剩余损伤(bars)和/或燃料电池剩余损伤(bzrs)被归一化。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征是，按最短使用寿命和/或公里数进行归一化。
8.根据前述权利要求之一所述的控制方法，其特征是，为了该电池损伤预测(basp)和/或该燃料电池损伤预测(bzsp)，监测至少一个电池参数和/或燃料电池参数。
9.根据前述权利要求之一所述的控制方法，其特征是，该电池损伤预测(basp)和/或该燃料电池损伤预测(bzsp)具有若干子组成部件损伤预测。
10.根据前述权利要求之一所述的控制...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·林德尔，C·R·雷尔，C·施厄尔格胡贝尔，J·佩尔，
申请(专利权)人：AVL李斯特有限公司，
类型：发明
国别省市：
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