[发明专利]功率半跟随式燃料电池混合动力汽车能量管理方法

说明书

本发明提供了一种功率半跟随式燃料电池混合动力汽车能量管理方法，当动力电池的荷电量小于第一设定阈值Sb时，整车控制器发送启动信号给燃料电池，燃料电池启动；当动力电池的荷电量大于等于第二设定阈值Se时，其中Se＞Sb，整车控制器发送停机信号给燃料电池，燃料电池停机；若当前的电机电功率大于当前的动力电池荷电量补偿功率，则燃料电池的输出功率取值为当前的电机电功率；若当前的电机电功率小于等于当前的动力电池荷电量补偿功率，则燃料电池的输出功率取值为当前的动力电池荷电量补偿功率。本发明方法简单可行，可控制动力电池在较小的荷电量范围内工作，延长动力电池使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种功率半跟随式燃料电池混合动力汽车能量管理方法。

背景技术

在燃料电池混合动力汽车中，整车控制器通过控制燃料电池的启停和输出功率来管理整车能量。燃料电池的输出功率由于受空压机等器件的限制，变载速度往往无法直接跟随整车的功率需求的变载速度，因此燃料电池系统一般需要并联储能系统(例如动力电池、超级电容等)弥补整车快速变化的功率需求。传统的燃料电池能量管理方式往往关联动力电池，当动力电池荷电量较低时，整车控制器控制燃料电池开机并输出较大功率，当动力电池荷电量较高时，整车控制器控制燃料电池输出较小功率甚至停机。这种能量管理方式能保证车辆正常行驶，但因动力电池荷电量常常有较大范围的波动，导致动力电池深度充放电，降低了动力电池使用寿命。

发明内容

本发明旨在提供一种简单可行、可控制动力电池在较小的荷电量范围内工作、延长动力电池使用寿命的功率半跟随式燃料电池混合动力汽车能量管理方法。

本发明通过以下方案实现：

一种功率半跟随式燃料电池混合动力汽车能量管理方法，当动力电池的荷电量小于第一设定阈值Sb时，整车控制器发送启动信号给燃料电池，燃料电池启动给动力电池及其他电器件提供电源；当动力电池的荷电量大于等于第二设定阈值Se时，其中Se＞Sb，整车控制器发送停机信号给燃料电池，燃料电池停机，此时动力电池停止充电并给其他电器件提供电源；燃料电池启动时的实际输出功率按以下原则进行取值：若当前的电机电功率大于当前的动力电池荷电量补偿功率，则燃料电池的输出功率取值为当前的电机电功率；若当前的电机电功率小于等于当前的动力电池荷电量补偿功率，则燃料电池的输出功率取值为当前的动力电池荷电量补偿功率。其他电器一般包括电机控制器及气泵、油泵、空调等高压用电器。

进一步地，所述当前的动力电池荷电量补偿功率P_s按公式(1)计算得到：

其中，P_{f max}为燃料电池额定功率，其为燃料电池的固定参数；P_{f min}为燃料电池最低稳定输出功率，其为燃料电池的固定参数；S_max为动力电池荷电量最高目标值，且S_max≤Se；S_min为动力电池荷电量最低目标值；S为当前的动力电池实际荷电量；δ为调整系数，其值为P_{f min}与P_{f max}的比值～1且不含下边界值即P_{f min}与P_{f max}的比值，可根据具体情况选择具体值。

进一步地，所述动力电池荷电量最高目标值S_max在60％～85％中取值，所述动力电池荷电量最低目标值S_min在45％～65％中取值。

进一步地，所述第一设定阈值Sb在55％～85％中取值，第二设定阈值Se在65％～90％中取值。

进一步地，所述当前的电机电功率根据电机控制器的当前电压、电流信号计算得到，计算方法按现有技术进行。