[發明專利]一種基于中國工況的燃料電池汽車電堆功率重構方法及裝置

在審

• 申請號: 202210394092.0
• 申請日: 2022-04-15
• 公開（公告）號: CN114824384A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 吳詩雨;梁榮亮;武振;郭婷;王國卓;高豐嶺;王志軍;聶振宇
• 申請（專利權）人: 中汽研汽車檢驗中心（天津）有限公司
• 主分類號: H01M8/04992
• 分類號: H01M8/04992;H01M8/2465
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 徐金生

1.一種基于中國工況的燃料電池汽車電堆功率重構方法，其特征在于，該燃料電池汽車包括燃料電池和動力電池這兩部分動力裝置，該方法包括以下步驟：

第一步，基于車輛功率平衡方程，計算獲得燃料電池汽車的整車動力系統需求功率；

第二步，解析燃料電池汽車能量管理策略，當燃料電池汽車能量管理策略采用功率跟隨策略時，具體解析操作為：獲取燃料電池汽車的動力電池實時荷電狀態SOC，并預先設定動力電池的荷電狀態SOC最高值和荷電狀態SOC最低值，然后基于預設的燃料電池系統校正功率計算公式，獲得燃料電池系統校正功率；

第三步，對第一步獲得的整車動力系統需求功率與第二步獲得的燃料電池系統校正功率進行求和操作，獲得燃料電池汽車的燃料電池電堆功率，即獲得燃料電池系統輸出功率。

2.如權利要求1所述的基于中國工況的燃料電池汽車電堆功率重構方法，其特征在于，在第一步中，具體利用現有的中國工況的車速-時間曲線，基于車輛功率平衡方程，計算獲得燃料電池汽車的整車動力系統需求功率。

3.如權利要求1所述的基于中國工況的燃料電池汽車電堆功率重構方法，其特征在于，在第三步之后，還包括以下步驟：

第五步，將預先設定的動力電池的荷電狀態SOC最高值和荷電狀態SOC最低值的平均值，減去燃料電池汽車的動力電池實時荷電狀態SOC，如果獲得的差值大于零，則執行第一功率輸出模式；如果獲得的差值小于零，則執行第二功率輸出模式；

第一功率輸出模式具體為：控制燃料電池放電，動力電池充電，由燃料電池單獨提供燃料電池汽車的總輸出功率；

第二功率輸出模式具體為：控制燃料電池和動力電池同時放電，由燃料電池和動力電池一起共同提供燃料電池汽車的總輸出功率。

4.如權利要求1所述的基于中國工況的燃料電池汽車電堆功率重構方法，其特征在于，在第三步之后，還包括以下步驟：

第四步，以第三步獲得燃料電池汽車的燃料電池電堆功率為縱坐標，以與燃料電池汽車的燃料電池電堆功率相對應的燃料電池汽車的行駛時間為橫坐標，重新繪制獲得燃料電池汽車的燃料電池電堆功率曲線。

5.如權利要求1所述的基于中國工況的燃料電池汽車電堆功率重構方法，其特征在于，在第一步中，車輛功率平衡方程，具體如下：

在公式(1)中，P_e為燃料電池汽車的整車動力系統需求功率；η_T為車輛傳動效率；G為車輛重力；f為滾動阻力系數；i為坡度；C_D為空氣阻力系數；A為車輛的迎風面積；σ為旋轉質量換算系數；m為車輛質量；v為車輛的速度，t為車輛的行駛時間。

6.如權利要求1所述的基于中國工況的燃料電池汽車電堆功率重構方法，其特征在于，在第二步中，預設的燃料電池系統校正功率P_cor的計算公式如下：

在公式(2)中，c為校正系數，大于零；hi_soc為預先設定的動力電池的荷電狀態SOC最高值；lo_soc為預先設定的動力電池的荷電狀態SOC最低值；SOC為動力電池的實時荷電狀態SOC。

7.一種基于中國工況的燃料電池汽車電堆功率重構裝置，其特征在于，包括以下模塊：

整車動力系統需求功率計算模塊，用于基于車輛功率平衡方程，計算獲得燃料電池汽車的整車動力系統需求功率，然后發送給燃料電池系統輸出功率計算模塊；

燃料電池系統校正功率計算模塊，用于獲取燃料電池汽車的動力電池實時荷電狀態SOC，并預先設定動力電池的荷電狀態SOC最高值和荷電狀態SOC最低值，然后基于預設的燃料電池系統校正功率計算公式，獲得燃料電池系統校正功率，然后發送給燃料電池系統輸出功率計算模塊；

燃料電池系統輸出功率計算模塊，分別與整車動力系統需求功率計算模塊和燃料電池系統校正功率計算模塊相連接，用于對所述整車動力系統需求功率計算模塊發來的整車動力系統需求功率與所述燃料電池系統校正功率計算模塊發來的燃料電池系統校正功率進行求和操作，獲得燃料電池汽車的燃料電池電堆功率，即獲得燃料電池系統輸出功率。

8.如權利要求7所述的基于中國工況的燃料電池汽車電堆功率重構裝置，其特征在于，整車動力系統需求功率計算模塊，具體用于利用現有的中國工況的車速-時間曲線，基于車輛功率平衡方程，計算獲得燃料電池汽車的整車動力系統需求功率。