[發明專利]一種多能量源的燃料電池系統能量管理的方法和系統

有效

• 申請號: 202310944396.4
• 申請日: 2023-07-31
• 公開（公告）號: CN116653709B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 張震;田真
• 申請（專利權）人: 北京重理能源科技有限公司;上海重塑能源科技有限公司
• 主分類號: B60L58/40
• 分類號: B60L58/40
• 代理公司: 北京星通盈泰知識產權代理有限公司 11952
• 代理人: 吳靜

本申請提供一種多能量源的燃料電池系統能量管理的方法和系統，涉及燃料電池技術領域，基于行駛路況預測能量電池和功率電池中任一電池的期望功率值的范圍；當整車的目標功率值確定時，基于燃料電池的氫耗率特性和所述任一電池的期望功率值的范圍查找氫燃料消耗最低值對應的燃料電池的目標功率值和所述任一電池的目標功率值；基于整車的目標功率值、燃料電池的目標功率值和所述任一電池的目標功率值分配燃料電池、能量電池和功率電池的輸出功率。實現在不同路況中，進行能量電池、功率電池和燃料電池之間的功率分配，以最低氫燃料消耗滿足不同路況下整車的功率需求。

技術領域

本申請涉及燃料電池技術領域，具體涉及一種多能量源的燃料電池系統能量管理的方法和系統。

背景技術

燃料電池，不像一般非充電電池一樣用完就丟棄，也不像充電電池一樣，用完須繼續充電，燃料電池只需繼續添加燃料以維持其電力，同時沒有機械傳動部件，故排放出的有害氣體極少，使用壽命長。目前，燃料電池是以氫為燃料的燃料電池，燃料電池汽車是一種用車載燃料電池裝置產生電能作為動力的新能源汽車。為應對此資源問題和環境問題，未來燃料電池汽車將成為主要的交通工具，而如何節約氫燃料一直是研發人員的研發方向。

現有技術中，基于行駛路況帶來的功率復雜性，燃料電池汽車也配置了能量電池和功率電池，通過燃料電池對能量電池和功率電池進行充電，和燃料電池、能量電池和功率電池的共同作用滿足整車的功率需求。但在不同路況中如何進行能量電池、功率電池和燃料電池之間的功率分配，以最低氫燃料消耗滿足不同路況下整車的功率需求是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

（一）申請目的

有鑒于此，本申請的目的在于提供一種多能量源的燃料電池系統能量管理的方法和系統，用于解決現有技術中在不同路況中如何調整能量電池、功率電池和燃料電池之間的功率分配，以最低氫燃料消耗滿足不同路況下整車的功率需求的技術問題。

（二）技術方案

本申請公開了一種多能量源的燃料電池系統能量管理的方法，包括如下步驟：

S1、基于行駛路況預測能量電池和功率電池中任一電池的期望功率值的范圍，所述行駛路況包括上坡、平路擁堵路段、平路機非混行路段、平路交叉路口較多的路段和平路暢通路段；

S2、當整車的目標功率值確定時，基于燃料電池的氫耗率特性和所述任一電池的期望功率值的范圍查找氫燃料消耗最低值對應的燃料電池的目標功率值和所述任一電池的目標功率值；

S3、基于整車的目標功率值、燃料電池的目標功率值和所述任一電池的目標功率值分配燃料電池、能量電池和功率電池的輸出功率。

在一種可能的實施方式中，所述基于燃料電池的氫耗率特性和所述任一電池的期望功率值的范圍查找氫燃料消耗最低值對應的燃料電池的目標功率值和所述任一電池的目標功率值，包括：基于能量電池和功率電池的氫燃料消耗與電能的轉換系數將能量電池和功率電池的不同的目標功率值等效為氫燃料消耗；基于所述等效為氫燃料消耗和燃料電池的氫耗率特性建立氫燃料總消耗表達式；基于氫燃料總消耗表達式、燃料電池的目標功率值和所述任一電池的目標功率值構建整車的目標功率值確定時氫燃料總消耗與燃料電池的目標功率值和所述任一電池的目標功率值的關系模型；基于關系模型查找氫燃料消耗最低值對應的燃料電池的目標功率值和所述任一電池的目標功率值，且所述任一電池的目標功率值不超過所述期望功率值的范圍，所述燃料電池的目標功率值不超過燃料電池的最大輸出功率。