CN110271454A - 一种燃料电池电动汽车功率优化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉汽车技术领域，尤其涉及一种燃料电池电动汽车功率优化方法。所述方法包括以下步骤，步骤一：计算整车使用功率；步骤二：通过SOC的状态将功率进行分配；步骤三：功率修正；步骤四：功率输出；可以提高整车能量使用效率，提高整车经济性，优化能量分配原则，从而提高整车续航里程。可以提高整车能量使用效率，提高整车经济性，优化能量分配原则，从而提高整车续航里程。

Description

一种燃料电池电动汽车功率优化方法
技术领域
本发明涉汽车技术领域，尤其涉及一种燃料电池电动汽车功率优化方法。
背景技术
由于燃料电池存在输出特性偏软不能实时响应整车功率需求的特性，目前燃料电池汽车功率分配策略普遍采用开关式控制策略，既当动力电池SOC值小于某一值时开启燃料电池发动机(FCE)，并且保持FCE在额定功率点运行，追求FCE稳定功率输出，当SOC大于某一值时关闭FCE，动力蓄电池单独提供能量，此种方案存在整车系统不在效率最优点运行以及不能保证氢气罐内的氢气优先动力蓄电池能量先用完从而导致整车能量利用不合理续航里程短的问题，针对此问题提出了一种燃料电池电动汽车功率优化策略，可以提高整车能量使用效率，提高整车经济性，优化能量分配原则，从而提高整车续航里程。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种燃料电池电动汽车功率优化方法。
为了实现本发明的目的,本发明采用的技术方案为：一种燃料电池电动汽车功率优化方法，所述方法包括以下步骤，
步骤一：计算整车使用功率；
步骤二：通过SOC的状态将功率进行分配；
步骤三：功率修正；
步骤四：功率输出。
所述步骤一中整车使用功率为电机驱动功率、高压附件DCDC使用功率、助力转向EPS使用功率、打气泵APCM使用功率、空调压缩机使用功率、PTC使用功率之和。
所述步骤二的分配包括四个阶段：
阶段一：当SOC>90％为熄火阶段，控制燃料电池发动机不启动，只有动力电池提供能量，防止出现动力电池过充现象；
阶段二：80<SOC<90为燃料电池发动机高效运行阶段，此时根据燃料电池发动机效率曲线查表得出燃料电池发动机效率最高点即为此阶段的工作点；
阶段三：30<SOC<80(为整车在增程模式下需要保持的最低电量，此处取30％)为功率跟随区，此时根据动力电池可使用电量，剩余氢气可用能量，以及整车平均使用功率计算得出需要输出的燃料电池发动机功率值；，保证燃料电池发动机尽可能工作在高效区，同时合理分配动力电池以及燃料电池发动机的功率分配比例来保证氢气剩余能量会优先动力电池能量利用完或者同时用完。保证整车较高的续航里程。
阶段四：30>SOC时为充电区，此时燃料电池发动机按最大功率输出，并且将整车功率限制在燃料电池发动机最大输出功率以下，既保证在整车行驶状态下可以对动力电池进行充电，防止动力电池出现过放电现象，并且保证整车行驶功能。
所述步骤三功率修正为用动力电池持续充电功率对计算的燃料电池发动机输出功率进行修正得到功率值，防止出现在原地静止状态下燃料电池输出功率大于动力电池的持续充电功率，出现动力电池过充问题；用燃料电池发动机最大输出功率值对功率值进行修正得到输出功率值，防止出现对燃料电池发动机请求功率值超出燃料电池发动机最大输出功率；用燃料电池变化率对输入功率进行修正得到功率值，防止每次变化率太大引起燃料电池发动机功率波动太大影响燃料电池发动机使用寿命问题；(用动力电池允许的能量回收功率值对功率值进行修正得到输出功率值，将最终得到的功率值通过CAN网络发送给燃料电池发动机控制器FCCU，燃料电池发动机控制器控制燃料电池发动机按照此功率输出，当能量回收功率较大时会对燃料电池发动机输出功率进行限制，这样可以最大限度的利用能量回收功率，又可以保证动力电池不出现过充现象；所述步骤四功率输出为当燃料电池发动机控制器FCCU收到功率请求值后会控制燃料电池发动机按照请求值输出功率，并经过升压DCDC输出；整车需求功率将由燃料电池和动力电池一起提供能量，当整车需求功率等于燃料电池DCDC输出功率时动力电池处于不充电不放电状态，当整车需求功率小于燃料电池DCDC输出功率时动力电池处于充电状态，当整车需求功率大于燃料电池DCDC输出功率时动力电池处于放电状态。
本发明的有益效果在于：
可以提高整车能量使用效率，提高整车经济性，优化能量分配原则，从而提高整车续航里程。
附图说明
下面结合附图和实施案例对本发明做进一步的说明。
图1为本发明的方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
参见图1。
本发明公开了一种燃料电池电动汽车功率优化方法，所述方法包括以下步骤，
步骤一：计算整车使用功率；
步骤二：通过SOC的状态将功率进行分配；
步骤三：功率修正；
步骤四：功率输出。
所述步骤一中整车使用功率为电机驱动功率、高压附件DCDC使用功率、助力转向EPS使用功率、打气泵APCM使用功率、空调压缩机使用功率、PTC使用功率之和。
所述步骤二的分配包括四个阶段：
阶段一：当SOC>90％为熄火阶段，控制燃料电池发动机不启动，只有动力电池提供能量，防止出现动力电池过充现象；
阶段二：80<SOC<90为燃料电池发动机高效运行阶段，此时根据燃料电池发动机效率曲线查表得出燃料电池发动机效率最高点即为此阶段的工作点；
阶段三：30<SOC<80(为整车在增程模式下需要保持的最低电量，此处取30％)为功率跟随区，此时根据动力电池可使用电量，剩余氢气可用能量，以及整车平均使用功率计算得出需要输出的燃料电池发动机功率值；，保证燃料电池发动机尽可能工作在高效区，同时合理分配动力电池以及燃料电池发动机的功率分配比例来保证氢气剩余能量会优先动力电池能量利用完或者同时用完。保证整车较高的续航里程。
阶段四：30>SOC时为充电区，此时燃料电池发动机按最大功率输出，并且将整车功率限制在燃料电池发动机最大输出功率以下，既保证在整车行驶状态下可以对动力电池进行充电，防止动力电池出现过放电现象，并且保证整车行驶功能。
所述步骤三功率修正为用动力电池持续充电功率对计算的燃料电池发动机输出功率进行修正得到功率值，防止出现在原地静止状态下燃料电池输出功率大于动力电池的持续充电功率，出现动力电池过充问题；用燃料电池发动机最大输出功率值对功率值进行修正得到输出功率值，防止出现对燃料电池发动机请求功率值超出燃料电池发动机最大输出功率；用燃料电池变化率对输入功率进行修正得到功率值，防止每次变化率太大引起燃料电池发动机功率波动太大影响燃料电池发动机使用寿命问题；用动力电池允许的能量回收功率值对功率值进行修正得到输出功率值，将最终得到的功率值通过CAN网络发送给燃料电池发动机控制器FCCU，燃料电池发动机控制器控制燃料电池发动机按照此功率输出，当能量回收功率较大时会对燃料电池发动机输出功率进行限制，这样可以最大限度的利用能量回收功率，又可以保证动力电池不出现过充现象。
所述步骤四功率输出为当燃料电池发动机控制器FCCU收到功率请求值后会控制燃料电池发动机按照请求值输出功率，并经过升压DCDC输出；整车需求功率将由燃料电池和动力电池一起提供能量，当整车需求功率等于燃料电池DCDC输出功率时动力电池处于不充电不放电状态，当整车需求功率小于燃料电池DCDC输出功率时动力电池处于充电状态，当整车需求功率大于燃料电池DCDC输出功率时动力电池处于放电状态。
此发明的目的是解决一种氢燃料电池电动轻卡汽车燃料电池发动机功率使用的策略问题。本发明根据驱动功率、整车高压附件功率、动力电池SOC(State of Charge)、氢气剩余量以及燃料电池发动机的效率曲线合理分配燃料电池发动机的输出功率P1，再根据动力电池持续充电功率，燃料电池发动机最大输出功率，功率变化率，能量回收功率对分配的功率P1进行修正，修正后的功率P5通过整车CAN网络信号发送给燃料电池发动机控制器执行功率输出。通过本策略方案，整车经济性得以提高，整车续航里程得以提高。燃料电池发动机开关机次数减少，提高目前燃料电池发动机使用寿命。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种燃料电池电动汽车功率优化方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤，
步骤一：计算整车使用功率；
步骤二：通过SOC的状态将功率进行分配；
步骤三：功率修正；
步骤四：功率输出。
2.根据权利要求1所述的一种燃料电池电动汽车功率优化方法，其特征在于：所述步骤一中整车使用功率为电机驱动功率、高压附件DCDC使用功率、助力转向EPS使用功率、打气泵APCM使用功率、空调压缩机使用功率、PTC使用功率之和。
3.根据权利要求1所述的一种燃料电池电动汽车功率优化方法，其特征在于，所述步骤二的分配包括四个阶段：
阶段一：当SOC>90％为熄火阶段，控制燃料电池发动机不启动，只有动力电池提供能量，防止出现动力电池过充现象；
阶段二：80<SOC<90为燃料电池发动机高效运行阶段，此时根据燃料电池发动机效率曲线查表得出燃料电池发动机效率最高点即为此阶段的工作点；
阶段三：30<SOC<80为功率跟随区，此时根据动力电池可使用电量，剩余氢气可用能量，以及整车平均使用功率计算得出需要输出的燃料电池发动机功率值，保证燃料电池发动机尽可能工作在高效区，同时合理分配动力电池以及燃料电池发动机的功率分配比例来保证氢气剩余能量会优先动力电池能量利用完或者同时用完。保证整车较高的续航里程。
4.阶段四：30>SOC时为充电区，此时燃料电池发动机按最大功率输出，并且将整车功率限制在燃料电池发动机最大输出功率以下，既保证在整车行驶状态下可以对动力电池进行充电，防止动力电池出现过放电现象，并且保证整车行驶功能。
5.根据权利要求1所述的一种燃料电池电动汽车功率优化方法，其特征在于：所述步骤三功率修正为用动力电池持续充电功率对计算的燃料电池发动机输出功率进行修正得到功率值，防止出现在原地静止状态下燃料电池输出功率大于动力电池的持续充电功率，出现动力电池过充问题；用燃料电池发动机最大输出功率值对功率值进行修正得到输出功率值，防止出现对燃料电池发动机请求功率值超出燃料电池发动机最大输出功率；用燃料电池变化率对进行修正得到功率值，防止每次变化率太大引起燃料电池发动机功率波动太大影响燃料电池发动机使用寿命问题；用动力电池允许的能量回收功率值对功率值进行修正得到输出功率值，将最终得到的功率值通过CAN网络发送给燃料电池发动机控制器FCCU，燃料电池发动机控制器控制燃料电池发动机按照此功率输出，当能量回收功率较大时会对燃料电池发动机输出功率进行限制，这样可以最大限度的利用能量回收功率，又可以保证动力电池不出现过充现象。
6.根据权利要求1所述的一种燃料电池电动汽车功率优化方法，其特征在于：所述步骤四功率输出为当燃料电池发动机控制器FCCU收到功率请求值后会控制燃料电池发动机按照请求值输出功率，并经过升压DCDC输出；整车需求功率将由燃料电池和动力电池一起提供能量，当整车需求功率等于燃料电池DCDC输出功率时动力电池处于不充电不放电状态，当整车需求功率小于燃料电池DCDC输出功率时动力电池处于充电状态，当整车需求功率大于燃料电池DCDC输出功率时动力电池处于放电状态。
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