[發明專利]一種電電混合燃料電池汽車能量管理控制方法

有效

• 申請號: 202010327551.4
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111347940B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 楊福清;宋光吉;方媛;唐靜;朱武喜;林佳享
• 申請（專利權）人: 廈門金龍聯合汽車工業有限公司
• 主分類號: B60L58/40
• 分類號: B60L58/40;B60L58/30;B60L58/12
• 代理公司: 泉州市博一專利事務所(普通合伙) 35213
• 代理人: 方傳榜;莊俊佳

本發明公開的是一種電電混合燃料電池汽車能量管理控制方法，在整車滿足燃料電池系統開堆條件下，整車控制器根據動力電池剩余電量SOC、當前司機駕駛意圖、附件電器功率需求等綜合計算燃料電池系統當前的需求功率，由動態比例因子K計算權重比，并通過對比獲取當前許可的最小功率值Pr1，然后將燃料電池系統運行功率劃分為六個定點功率運行點，在達到設定功率濾波時間t1時，通過定點插值查詢方式確定燃料電池系統定點需求功率；燃料電池系統功率達到需求功率時，設定功率持續運行的濾波時間t2后更新下一個需求功率。本發明可以滿足燃料電池系統功率能夠穩定跟隨整車功率趨勢變化，有效避免燃料電池功率頻繁變化導致燃料電池系統壽命降低的風險。

技術領域

本發明屬于燃料電池汽車技術領域，涉及整車能量管理的控制策略，更具體地說是一種電電混合燃料電池汽車能量管理控制方法。

背景技術

燃料電池汽車動力源通常采用動力電池系統和燃料電池系統組成的電電混合系統，其中動力電池系統作為輔助電源，提供啟動燃料電池系統、整車動力性能提升、制動能量回收等功能。而燃料電池系統作為主要動力源，通過氫氣與氧氣（來自于空氣）電化學反應產生電能和水，電能通過DC/DC變換器可以獲得與動力電池系統相同的電壓平臺提供整車高壓部件使用。

目前對于燃料電池汽車能量管理控制策略一般采用恒功率、功率跟隨、瞬時優化、全局優化等，但各種策略都有弊端。恒功率策略將燃料電池系統運行功率一直穩定在某個功率點，利用動力電池起到功率 “削峰填谷”作用，對動力電池充放電倍率及循環壽命等性能要求高，且整車能量損失大；功率跟隨策略利用燃料電池系統運行功率跟隨整車需求功率實時變化，導致燃料電池系統頻繁地拉變載，引起燃料電池電堆及輔助系統使用壽命加速衰減，增大整車售后維護成本；瞬時優化和全局優化是基于燃料電池系統特性進行優化，但燃料電池系統是一個復雜的多輸入多輸出、非線性強耦合系統，很難對其進行建模及控制，優化算法復雜占據控制系統運行內存。

發明內容

本發明公開的是一種電電混合燃料電池汽車能量管理控制方法，其主要目的在于克服現有技術存在的上述不足和缺點，提出一種電電混合燃料電池汽車能量管理控制策略，結合整車實際運行工況及動力電池狀態，實現整車能量管理的合理分配，在保證整車動力性需求的基礎上，避免燃料電池系統頻繁變載導致燃料電池系統壽命降低的風險，維持動力電池剩余電量SOC維持相對穩定。

本發明采用的技術方案如下：

一種電電混合燃料電池汽車能量管理控制方法，所述管理控制方法包括以下具體步驟：

步驟1：根據燃料電池電堆極化特性、燃料電池系統效率特性、動力電池充放電效率特性和DC/DC變換器效率特性，將燃料電池系統運行功率分為六個定點功率運行點，分別表示為和，且滿足，其中，為燃料電池系統額定功率點，為燃料電池系統峰值功率點，為燃料電池系統怠速功率點；

步驟2：當滿足燃料電池系統無故障、整車無嚴重故障、整車控制系統處于上高壓狀態、動力電池剩余電量不大于設定閾值的條件下，整車控制器發送燃料電池系統開堆指令；

步驟3：燃料電池系統啟動后，燃料電池系統功率運行在最小定點功率點Pfc_1，當燃料電池系統溫度達到設定閾值T，進入步驟4，整車控制器計算燃料電池系統需求功率；

步驟4：整車控制器根據動力電池剩余電量、當前司機駕駛意圖和整車附件電器，計算燃料電池系統當前的需求功率，并由動態比例因子K計算權衡比，其中和分別表示動力電池剩余電量和當前司機駕駛意圖的動態比例因子；表示當前司機駕駛意圖下的整車需求驅動功率；表示為整車當前附件高壓電器工作的需求功率；

步驟5：將獲得的需求功率，與燃料電池系統許可的最大功率、動力電池持續可充電功率進行對比，獲取當前許可的功率值 作為燃料電池系統需求功率；