CN110576758A - 一种氢能汽车能量管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种氢能汽车能量管理方法，包括：首先，整车控制器实时采集电机转速和油门踏板开度，并根据电机转速，查询氢能汽车的电机性能参数表，得到对应的转矩；整车控制器将电机转速、转矩和油门踏板开度同时发送至能量管理器；然后，能量管理器接收到电机转速、转矩和油门踏板开度后，氢能汽车当时所处的动力供应模式，采用功率计算公式计算得到氢能汽车的总需求功率；最后能量管理器根据实时需求功率和能量供应规则，为氢能汽车选择合适的动力供应模式。本发明的有益效果是：本发明所提出的技术方案使得氢能燃料电池汽车在NEDC各种工况下，能量合理的流动，满足整车各种工况下使用的条件。

Description

一种氢能汽车能量管理方法
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种氢能汽车能量管理方法。
背景技术
随着新能源汽车的发展，氢能汽车技术逐渐成熟，然而氢能燃料电池动力输出比较平稳，难以满足车辆急加速的使用要求，所以通常氢能汽车除了燃料电池之外，还有动力电池。车辆需要对燃料电池和动力电池的管理。动力电池在通常在急加速和重载情况下，对车辆提供辅助动力，在车辆轻载，减速阶段通过燃料电池对动力电池充电，保证车辆在各种工况下能量的管理。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种氢能汽车能量管理方法，应用于氢能汽车中；所述氢能汽车包括：整车控制器，用于检测油门踏板开度、电机转速，并根据电机转速计算对应的转矩；能量管理器，用于接收所述电机转速、转矩、油门踏板开度，并计算对应的功率；燃料电池，通过氢气为氢能汽车提供动力；动力电池，通过电能为氢能汽车提供动力；
所述一种氢能汽车能量管理方法，包括以下步骤：
S101：整车控制器实时采集电机转速和油门踏板开度，并根据所述电机转速，查询氢能汽车的电机性能参数表，得到对应的转矩；并将所述电机转速、所述转矩和所述油门踏板开度同时发送至所述能量管理器；
S102：所述能量管理器接收到所述电机转速、所述转矩和所述油门踏板开度后，根据氢能汽车当时所处的动力供应模式，采用功率计算公式计算得到氢能汽车的总需求功率；
S103：所述能量管理器根据所述总需求功率和能量供应规则，为氢能汽车选择合适的动力供应模式。
进一步地，步骤S101中，所述电机性能参数表为氢能汽车的固有参数表，每个氢能汽车在出厂时都会有对应的电机性能参数表。
进一步地，步骤S102中，所述动力供应模式包括：
模式一：动力电池模式，由动力电池单一提供动能，此时动力电池提供的能量经过电机为车轮提供动能；
模式二：燃料电池模式，由燃料电池单一提供动能，此时燃料电池提供的能量经过电机为车轮提供动能；
模式三：混合模式，由燃料电池和动力电池共同提供动能，此时动力电池和燃料电池共同提供的能量经过电机为车轮提供动能；
充电模式：燃料电池为动力电池充电。
进一步地，步骤S102中，功率计算公式如下：
Pt＝P1t+P2t
P1t＝VtxLtxFt
上式中，Pt为氢能汽车在t时刻的总需求功率；P1t为氢能汽车在t时刻的驾驶员需求功率；P2t为氢能汽车在t时刻的动力电池充电功率，当氢能汽车所处的动力供应模式包括充电模式时，P2t为预先定义好的标称功率，否则，P2t为0；Vt为氢能汽车在t时刻的电机转速；Lt为氢能汽车在t时刻的油门踏板开度；Ft为氢能汽车在t时刻的转矩。
进一步地，步骤S103中，所述能量管理器根据所述总需求功率和能量供应规则，为氢能汽车选择合适的动力供应模式，具体包括：
当0≤Pt≤10kW时，确定氢能汽车处于轻载工况；选择模式一为氢能提车提供动能，以为氢能汽车在启动阶段提供好的加速体验；
当10<Pt≤50kW时，确定氢能汽车处于中载工况；判断动力电池的剩余电量是否小于或者等于总电量的70％？若是，选择模式二和充电模式，即燃料电池为氢能汽车提供动能，且燃料电池为动力电池充电；否则，选择模式二为氢能汽车提供动能；
当Pt≥50kW时，确定氢能汽车处于重载工况；判断动力电池的剩余电量是否大于或者等于总电量的30％？若是，选择模式三为氢能汽车提供动能；否则，选择模式二为氢能汽车提供动能；
当Pt≤0kW时，判断动力电池的剩余电量是否小于或者等于总电量的70％？若是，则选择充电模式，以为动力电池充电；否则，不做任何操作。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明所提出的技术方案使得氢能燃料电池汽车在NEDC各种工况下，能量合理的流动，满足整车各种工况下使用的条件。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例中一种氢能汽车能量管理方法的流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
本发明的实施例提供了一种氢能汽车能量管理方法；应用于氢能汽车中；所述氢能汽车包括：整车控制器，用于检测油门踏板开度、电机转速，并根据电机转速计算对应的转矩；能量管理器，用于接收所述电机转速、转矩、油门踏板开度，并计算对应的功率；燃料电池，通过氢气为氢能汽车提供动力；动力电池，通过电能为氢能汽车提供动力；
所述动力电池为多个单电池组成的电池组；
所述能量管理器为单片机或者其它可用于逻辑控制的智能系统。
请参考图1，图1是本发明实施例中一种氢能汽车能量管理方法的流程图，具体包括如下步骤：
S101：整车控制器实时采集电机转速和油门踏板开度，并根据所述电机转速，查询氢能汽车的电机性能参数表，得到对应的转矩；并将所述电机转速、所述转矩和所述油门踏板开度同时发送至所述能量管理器；
S102：所述能量管理器接收到所述电机转速、所述转矩和所述油门踏板开度后，根据氢能汽车当时所处的动力供应模式，采用功率计算公式计算得到氢能汽车的总需求功率；
S103：所述能量管理器根据所述总需求功率和能量供应规则，为氢能汽车选择合适的动力供应模式。
步骤S101中，所述电机性能参数表为氢能汽车的固有参数表，每个氢能汽车在出厂时都会有对应的电机性能参数表。
步骤S102中，所述动力供应模式包括：
模式一：动力电池模式，由动力电池单一提供动能，此时动力电池提供的能量经过电机为车轮提供动能；
模式二：燃料电池模式，由燃料电池单一提供动能，此时燃料电池提供的能量经过电机为车轮提供动能；
模式三：混合模式，由燃料电池和动力电池共同提供动能，此时动力电池和燃料电池共同提供的能量经过电机为车轮提供动能；
充电模式：燃料电池为动力电池充电。
步骤S102中，功率计算公式如下：
Pt＝Plt+P2t
P1t＝Vt×LtxFt
上式中，Pt为氢能汽车在t时刻的总需求功率；P1t为氢能汽车在t时刻的驾驶员需求功率；P2t为氢能汽车在t时刻的动力电池充电功率，当氢能汽车所处的动力供应模式包括充电模式时，P2t为预先定义好的标称功率，否则，P2t为0；Vt为氢能汽车在t时刻的电机转速；Lt为氢能汽车在t时刻的油门踏板开度；Ft为氢能汽车在t时刻的转矩。
步骤S103中，所述能量管理器根据所述总需求功率和能量供应规则，为氢能汽车选择合适的动力供应模式，具体包括：
当0≤Pt≤10kW时，确定氢能汽车处于轻载工况；选择模式一为氢能提车提供动能，以为氢能汽车在启动阶段提供好的加速体验；
当10<Pt≤50kW时，确定氢能汽车处于中载工况；判断动力电池的剩余电量是否小于或者等于总电量的70％？若是，选择模式二和充电模式，即燃料电池为氢能汽车提供动能，且燃料电池为动力电池充电；否则，选择模式二为氢能汽车提供动能；
当Pt≥50kW时，确定氢能汽车处于重载工况；判断动力电池的剩余电量是否大于或者等于总电量的30％？若是，选择模式三为氢能汽车提供动能；否则，选择模式二为氢能汽车提供动能；
当Pt≤0kW时，判断动力电池的剩余电量是否小于或者等于总电量的70％？若是，则选择充电模式，以为动力电池充电；否则，不做任何操作。
举例说明：当氢能汽车起步阶段，此时为了提供一个较大的起步加速度，选择模式一提供动能；当氢能汽车需要加速时，随着油门踏板的开度加大和电机扭矩的提高，驾驶员需求功率随之增高；
当总需求功率达到12kW的时候，氢能汽车处于中载工况，此时由燃料电池供电，动力电池处于充电状态(电量低于百分之30才充电)，且此时Pt＝P1t+P2t(P2t为预先定义好的标称功率，标称功率大于0)；
当总需求功率达到70kW的时候(爬坡、重载或者急加速状态)，此时由燃料电池和动力电池共同提供动能(动力电池电量大于或者等于百分之30)，且此时Pt＝P1t(P2t为0)；
当总需求功率降到0时(临时停车、等红绿灯等状态)，若动力电池的电量低于百分之70，则燃料电池为动力电池充电，确保下次在起步阶段和重载工况下，动力电池的电量处于合理状态。
本发明的有益效果是：本发明所提出的技术方案使得氢能燃料电池汽车在NEDC各种工况下，能量合理的流动，满足整车各种工况下使用的条件。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种氢能汽车能量管理方法，应用于氢能汽车中；其特征在于：所述氢能汽车包括：整车控制器，用于检测油门踏板开度、电机转速，并根据电机转速计算对应的转矩；能量管理器，用于接收所述电机转速、转矩、油门踏板开度，并计算对应的功率；燃料电池，通过氢气为氢能汽车提供动力；动力电池，通过电能为氢能汽车提供动力；
所述一种氢能汽车能量管理方法，包括以下步骤：
S101：整车控制器实时采集电机转速和油门踏板开度，并根据所述电机转速，查询氢能汽车的电机性能参数表，得到对应的转矩；并将所述电机转速、所述转矩和所述油门踏板开度同时发送至所述能量管理器；
S102：所述能量管理器接收到所述电机转速、所述转矩和所述油门踏板开度后，根据氢能汽车当时所处的动力供应模式，采用功率计算公式计算得到氢能汽车的总需求功率；
S103：所述能量管理器根据所述总需求功率和能量供应规则，为氢能汽车选择合适的动力供应模式。
2.如权利要求1所述的一种氢能汽车能量管理方法，其特征在于：步骤S101中，所述电机性能参数表为氢能汽车的固有参数表，每个氢能汽车在出厂时都会有对应的电机性能参数表。
3.如权利要求1所述的一种氢能汽车能量管理方法，其特征在于：步骤S102中，所述动力供应模式包括：
模式一：动力电池模式，由动力电池单一提供动能，此时动力电池提供的能量经过电机为车轮提供动能；
模式二：燃料电池模式，由燃料电池单一提供动能，此时燃料电池提供的能量经过电机为车轮提供动能；
模式三：混合模式，由燃料电池和动力电池共同提供动能，此时动力电池和燃料电池共同提供的能量经过电机为车轮提供动能；
充电模式：燃料电池为动力电池充电。
4.如权利要求3所述的一种氢能汽车能量管理方法，其特征在于：步骤S102中，功率计算公式如下：
Pt＝P1t+P2t
P1t＝Vt×Lt×Ft
上式中，Pt为氢能汽车在t时刻的总需求功率；P1t为氢能汽车在t时刻的驾驶员需求功率；P2t为氢能汽车在t时刻的动力电池充电功率，当氢能汽车所处的动力供应模式包括充电模式时，P2t为预先定义好的标称功率，否则，P2t为0；Vt为氢能汽车在t时刻的电机转速；Lt为氢能汽车在t时刻的油门踏板开度；Ft为氢能汽车在t时刻的转矩。
5.如权利要求4所述的一种氢能汽车能量管理方法，其特征在于：步骤S103中，所述能量管理器根据所述总需求功率和能量供应规则，为氢能汽车选择合适的动力供应模式，具体包括：
当0≤Pt≤10kW时，确定氢能汽车处于轻载工况；选择模式一为氢能提车提供动能，以为氢能汽车在启动阶段提供好的加速体验；
当10<Pt≤50kW时，确定氢能汽车处于中载工况；判断动力电池的剩余电量是否小于或者等于总电量的70％？若是，选择模式二和充电模式，即燃料电池为氢能汽车提供动能，且燃料电池为动力电池充电；否则，选择模式二为氢能汽车提供动能；
当Pt≥50kW时，确定氢能汽车处于重载工况；判断动力电池的剩余电量是否大于或者等于总电量的30％？若是，选择模式三为氢能汽车提供动能；否则，选择模式二为氢能汽车提供动能；
当Pt≤0kW时，判断动力电池的剩余电量是否小于或者等于总电量的70％？若是，则选择充电模式，以为动力电池充电；否则，不做任何操作。
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