[發(fā)明專利]一種基于運(yùn)營數(shù)據(jù)的燃料電池汽車工況自適應(yīng)控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210232147.8
• 申請日: 2022-03-10
• 公開（公告）號: CN114506250B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 方媛;龔剛;白學(xué)森;楊福清;林思學(xué);林佳享
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門金龍聯(lián)合汽車工業(yè)有限公司
• 主分類號: B60L58/40
• 分類號: B60L58/40;B60L15/20;B60L1/00;B60R16/023
• 代理公司: 泉州市博一專利事務(wù)所(普通合伙) 35213
• 代理人: 方傳榜

一種基于運(yùn)營數(shù)據(jù)的燃料電池汽車工況自適應(yīng)能量控制方法，針對港口牽引車型、燃料電池公交車等，控制策略結(jié)合實(shí)際的運(yùn)營數(shù)據(jù)分析計算，并對初始化程序標(biāo)定值進(jìn)行標(biāo)定優(yōu)化，在保障多能源動力系統(tǒng)的安全可靠性以及整車功率需求的前提下，將燃料電池功率和動力電池功率進(jìn)行合理分配，實(shí)現(xiàn)兩套能源的高效利用。功率分配控制算法核心為：根據(jù)車輛實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，自適應(yīng)分析整車的需求功率，并計算整車需求功率的平均值，以所計算的功率需求的平均值標(biāo)定以優(yōu)化燃料電池和動力電池的功率輸出配額，盡量利用燃料電池作為動力系統(tǒng)的能源供給，使燃料電池盡可能運(yùn)行在其高效率輸出的區(qū)域，避免了動力電池深層次的充放電的情況，延長動力電池的工作壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源汽車控制領(lǐng)域，更為具體地說是指一種基于運(yùn)營數(shù)據(jù)的燃料電池汽車工況自適應(yīng)控制方法。

背景技術(shù)

近年來，燃料電池汽車技術(shù)已經(jīng)取得了重大進(jìn)展，市場已陸續(xù)推出了各種燃料電池車型。由于“燃料電池+鋰電池”的雙動力源系統(tǒng)的眾多優(yōu)勢，所以成為目前國內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的燃料電池構(gòu)型。燃料電池與動力電池的雙動力源混合使用時，就必然存在一個各自承擔(dān)的份額和流向管理問題,即所謂的能量控制問題，其核心是動力系統(tǒng)工作模式的選擇和運(yùn)行時功率的分配算法。

目前市面上比較常用的能量控制方法有兩種：（1）開關(guān)式控制策略；（2）功率跟隨控制策略。其中，開關(guān)控制式策略主要關(guān)注燃料電池的工作狀態(tài)，讓它時刻處在最佳的效率區(qū)間，它的優(yōu)點(diǎn)在于便于實(shí)現(xiàn)、容易控制。但是燃料電池的頻繁的啟停也會導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定，動力電池存在深層次的充放電的情況，也會影響動力電池的壽命，而且開關(guān)控制式策略不能時刻保證車輛的需求功率，當(dāng)整車需求功率大于動力電池的最大放電功率，且當(dāng)前的燃料電池處于關(guān)閉狀態(tài)，就會導(dǎo)致汽車動力性下降。而功率跟隨式控制策略主要核心在于優(yōu)先考慮整車的功率要求并維持動力電池的SOC狀態(tài)為某一目標(biāo)值范圍內(nèi)，功率跟隨模式的控制策略不存在開關(guān)控制模式的缺點(diǎn)，但它相對復(fù)雜，而且燃料電池系統(tǒng)輸出功率一直在變化，效率較低。

公布號為CN?112926211A的中國發(fā)明專利公開一種基于工況預(yù)測的燃料電池汽車能量管理優(yōu)化方法，包括工況預(yù)測和能量管理控制兩部分，其中，能量管理優(yōu)化控制包括內(nèi)層動力電池能量優(yōu)化控制和外層燃料電池能量優(yōu)化控制。針對電-電混合燃料電池汽車，采用馬爾可夫模型預(yù)測行駛工況，進(jìn)而獲得電機(jī)需求功率，內(nèi)層控制采用動態(tài)規(guī)劃算法獲得動力電池參考目標(biāo)功率和燃料電池參考目標(biāo)功率，然后外層控制根據(jù)燃料電池系統(tǒng)電壓衰退模型修正燃料電池參考目標(biāo)功率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多動力源的能量分配。該專利雖然可以優(yōu)化動力源的工作點(diǎn)，主動延長動力電池壽命，但其算法復(fù)雜，增加了控制器的開發(fā)難度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種基于運(yùn)營數(shù)據(jù)的燃料電池汽車工況自適應(yīng)控制方法，以克服現(xiàn)有燃料電池的能量控制較為復(fù)雜，且燃料電池系統(tǒng)輸出功率一直在變化，效率較低等缺點(diǎn)。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于運(yùn)營數(shù)據(jù)的燃料電池汽車工況自適應(yīng)控制方法，其特征在于：包括初始化控制策略及自適應(yīng)標(biāo)定優(yōu)化算法；其中：

所述初始化控制策略根據(jù)駕駛員油門踏板開度、剎車踏板開度以及當(dāng)前的車速，判斷整車需求功率，具體的控制策略如下：（1）、若整車的需求功率小于0，即為制動工況，當(dāng)前的SOC若小于95%，則允許制動能量回收，電池的回充功率P_bat=P_req，電堆的功率P_FC=0；若當(dāng)前的SOC大于95%，則不允許制動能量回收，電池的回充功率P_bat=0，電堆的功率P_FC=0；（2）、若整車的需求功率大于0，即為驅(qū)動狀態(tài)，根據(jù)需求功率的大小將其劃分為三個區(qū)間：重載區(qū)間、中載區(qū)間、輕載區(qū)間；