[發明專利]非插電式燃料電池車輛的能量管理方法及電池控制系統

有效

• 申請號: 202010259733.2
• 申請日: 2020-04-03
• 公開（公告）號: CN112659983B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 吳麥青;王勝博;郝陽;周明旺;宋海軍;王林嘯;申亞洲;耿延龍
• 申請（專利權）人: 長城汽車股份有限公司
• 主分類號: B60L58/40
• 分類號: B60L58/40;B60L53/00
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;王曉曉

本發明涉及車輛電池技術領域，提供一種非插電式燃料電池車輛的能量管理方法及電池控制系統。所述能量管理方法包括：實時獲取動力電池的荷電狀態SOC值；以及根據所獲取的SOC值所在的SOC區間，確定對應的燃料電池工作模式。其中，預先配置有不同SOC區間與不同燃料電池工作模式之間的對應關系，且每一所述燃料電池工作模式適配于對應的SOC區間而被配置為：在車輛啟動后控制所述燃料電池啟動，并結合實時的車輛功率需求調整所述燃料電池的功率輸出方式，以實現所述燃料電池與所述動力電池之間適配于所述實時的車輛功率需求的能量管理。本發明在滿足用戶駕駛需求的前提下，實現了燃料電池系統與動力電池系統之間更合理的能量管理。

技術領域

本發明涉及車輛電池技術領域，特別涉及一種非插電式燃料電池車輛的能量管理方法及電池控制系統。

背景技術

隨著能源的日漸缺乏和環境污染問題日漸嚴重，新能源車輛，例如純電動車輛、混合動力車輛和燃料電池車輛等等，越來越受到政府及整車產業的強烈關注。但是，由于當前電池技術的約束，導致純電動車輛續駛里程不能滿足長途行駛的需求，從而使得純電動車輛到目前還不能被普遍認可及大量普及。另外，混合動力車輛也面臨環境污染和能源匱乏的問題。在此情形下，燃料電池車輛逐漸走進了人們的視線里。對于燃料電池車輛，氫燃料是目前最受歡迎的燃料之一。氫能是一種清潔環保型的能源，其排放物一般為水，并且不含NO_X、SO_X等有害氣體物質，同時也不會產生造成全球變暖的CO₂。

總體來看，目前市場多以非插電式燃料電池車輛為主，但因為燃料電池存在特性曲線較軟且功率響應較慢的缺點，使得非插電式燃料電池車輛也對應具有動態響應疲軟不及時的問題。另外，因燃料電池在車輛較大功率需求的情況下不能工作在最佳的工作區間，進而還會造成燃料電池的經濟性差的問題。這些問題對客戶會產生不好的駕駛體驗，影響燃料電池車輛的推廣和應用。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種非插電式燃料電池車輛的能量管理方法，以至少部分地解決上述技術問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種非插電式燃料電池車輛的能量管理方法，包括：實時獲取動力電池的荷電狀態(State?of?Charge，SOC)值；以及根據所獲取的SOC值所在的SOC區間，確定對應的燃料電池工作模式。其中，預先配置有不同SOC區間與不同燃料電池工作模式之間的對應關系，且每一所述燃料電池工作模式適配于對應的SOC區間而被配置為：在車輛啟動后控制所述燃料電池啟動，并結合實時的車輛功率需求調整所述燃料電池的功率輸出方式，以實現所述燃料電池與所述動力電池之間適配于所述實時的車輛功率需求的能量管理。

進一步的，所述燃料電池工作模式包括所述燃料電池的最大功率輸出模式、恒定功率輸出模式和最大效率輸出模式。并且，所述不同SOC區間與不同燃料電池工作模式之間的對應關系包括：第一SOC區間，其SOC值小于預設下限值，且對應于所述最大功率輸出模式；第二SOC區間，其SOC值大于或等于所述預設下限值以及小于或等于預設上限值，且對應于所述恒定功率輸出模式；以及第三SOC區間，其SOC值大于所述預設上限值，且對應于所述最大效率輸出模式。

進一步的，所述燃料電池的所述最大功率輸出模式適配于所述第一SOC區間被配置為結合實時的車輛功率需求調整所述燃料電池的工作狀態包括：啟動所述燃料電池，并控制所述燃料電池以最大輸出功率驅動車輛；判斷實時的車輛需求功率是否小于所述燃料電池的所述最大輸出功率；若是，則控制所述燃料電池的一部分輸出功率用于驅動所述車輛以滿足所述車輛需求功率，而另一部分輸出功率用于給所述動力電池充電；若否，則控制所述燃料電池與所述動力電池配合輸出功率以驅動車輛。