CN110816313B - 电动汽车动力系统的整车能量管理方法及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电动汽车动力系统的整车能量管理方法及车辆。该方法包括：整车控制器接收所述燃料电池组件反馈的当前燃料电池温度；整车控制器将所述当前燃料电池温度与预设的温度阈值进行比较，并根据比较结果确定电池使用模式；整车控制器根据获得的车辆当前工况确定所述车辆的当前需求功率，并根据所述当前需求功率对所述电池使用模式中的电池进行功率分配。本发明实施例上述方案解决了电动汽车采用单一燃料电池供电所存在的弊端，有效地保证了整车在低温启动、高温等极限工况下的功率需求，在保证整车动力性和经济性的同时，也为燃料电池提供了有效保护，延长了燃料电池的使用寿命。

Description

电动汽车动力系统的整车能量管理方法及车辆

技术领域

本发明实施例涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车动力系统的整车能量管理方法及车辆。

背景技术

燃料电池具有能量密度高、零污染排放、高效率、噪音低等优点，由此产生了燃料电池电动汽车。

电源系统是电动汽车动力系统的重要组成部分，目前，燃料电池电动汽车的电源系统多采用燃料电池这一单一类型电池供电的方案。

现有技术方案的缺点是：首先，燃料电池的输出功率受工作温度影响较大，低温时限功率或不输出功率，高温时限功率或不输出功率，只有在一定温度范围内才正常输出功率，由此无法满足低温和高温等极限工况下的功率输出。其次，燃料电池的动态功率响应慢，无法实现短时、大功率的电能输出，即瞬时输出功率较低，由此无法满足整车在起步、爬坡和急加速等极限工况下的功率输出需求。再者，燃料电池自身只能产生能量，无法存储能量，因此，该方案无法实现车辆在滑行或制动工况下整车能量回收。此外，在整车需求功率较低或者减速时可能需要燃料电池停机，而燃料电池的频繁启停会缩短燃料电池的寿命，影响耐久性。

发明内容

本发明实施例提供一种电动汽车动力系统的整车能量管理方法及车辆，以解决电动汽车采用单一燃料电池供电所存在的弊端，实现在保证整车动力性和经济性的同时，为燃料电池提供有效保护，延长燃料电池的使用寿命。

第一方面，本发明实施例提供了一种电动汽车动力系统的整车能量管理方法，该电动汽车动力系统包括：整车控制器、飞轮电池组件和燃料电池组件，该方法包括：

所述整车控制器接收所述燃料电池组件反馈的当前燃料电池温度；

所述整车控制器将所述当前燃料电池温度与预设的温度阈值进行比较，并根据比较结果确定电池使用模式，所述电池使用模式包括：飞轮电池组件优先模式和燃料电池组件优先模式；

所述整车控制器根据获得的车辆当前工况确定所述车辆的当前需求功率，并根据所述当前需求功率对所述电池使用模式中的电池进行功率分配。

进一步地，所述电动汽车动力系统还包括：电机组件、转速传感器、油门踏板和制动踏板，所述车辆当前工况包括：当前电机转速、当前油门踏板开度、当前制动踏板开度、当前油门踏板开度变化率和当前制动踏板开度变化率；

相应地，所述整车控制器根据获得的车辆当前工况确定所述车辆的当前需求功率，包括：

所述整车控制器分别接收由所述转速传感器、油门踏板和制动踏板获取的所述当前电机转速、当前油门踏板开度和当前制动踏板开度工况；

所述整车控制器根据所述当前油门踏板开度和当前制动踏板开度分别确定当前油门踏板开度变化率和当前制动踏板开度变化率；

所述整车控制器根据所述当前电机转速、当前油门踏板开度、当前制动踏板开度、当前油门踏板开度变化率和当前制动踏板开度变化率确定所述当前需求功率。

进一步地，所述整车控制器根据所述当前需求功率对所述电池使用模式中的电池进行功率分配，包括：

当所述电池使用模式为飞轮电池组件优先模式时，所述整车控制器根据所述当前需求功率结合第一功率分配策略对所述飞轮电池组件中的飞轮电池进行第一充放电功率分配，以及对所述燃料电池组件中的燃料电池进行第一放电功率分配；

当所述电池使用模式为燃料电池组件优先模式时，所述整车控制器根据所述当前需求功率结合第二功率分配策略对所述飞轮电池组件中的飞轮电池和所述燃料电池组件中的燃料电池进行第二放电功率分配。

进一步地，所述整车控制器根据所述当前需求功率结合第一功率分配策略对所述飞轮电池组件中的飞轮电池进行第一充放电功率分配，以及对所述燃料电池组件中的燃料电池进行第一放电功率分配，包括：

所述整车控制器根据所述油门踏板开度和制动踏板开度，判断所述飞轮电池组件中飞轮电池的充放电状态；

所述整车控制器根据所述飞轮电池的充放电状态及所述当前需求功率，确定所述飞轮电池的目标充放电功率以及所述燃料电池的目标放电功率。

进一步地，所述整车控制器根据所述飞轮电池的充放电状态及所述当前需求功率，确定所述飞轮电池的目标充放电功率以及所述燃料电池的目标放电功率，包括：

在所述整车控制器确定所述飞轮电池进入放电状态时，若所述当前需求功率小于等于所述飞轮电池的最大放电功率，则所述整车控制器将所述当前需求功率确定为所述飞轮电池的目标放电功率，并确定所述燃料电池的目标放电功率为0；

若所述当前需求功率大于所述飞轮电池的最大放电功率，且小于等于所述飞轮电池与燃料电池的最大放电功率之和，则所述整车控制器将所述飞轮电池的最大放电功率确定为所述飞轮电池的目标放电功率，并将所述当前需求功率与所述飞轮电池的最大放电功率的差值确定为所述燃料电池的目标放电功率；

若所述当前需求功率大于所述飞轮电池与燃料电池的最大放电功率之和，则所述整车控制器将所述飞轮电池的最大放电功率确定为所述飞轮电池的目标放电功率，并将所述燃料电池的最大放电功率确定为所述燃料电池的目标放电功率。

进一步地，所述整车控制器根据所述飞轮电池的充放电状态及所述当前需求功率，确定飞轮电池的目标充放电功率以及所述燃料电池的目标放电功率，还包括：

在所述整车控制器确定所述飞轮电池进入充电状态时，若所述当前需求功率小于等于所述飞轮电池的最大充电功率与所述燃料电池的最大放电功率之差，则所述整车控制器将所述当前需求功率与所述燃料电池的最大放电功率之和确定为所述飞轮电池的目标充电功率，并将所述燃料电池的最大放电功率确定为所述燃料电池的目标放电功率；

若所述当前需求功率大于所述飞轮电池的最大充电功率与所述燃料电池的最大放电功率之差，且小于等于所述飞轮电池的最大充电功率，则所述整车控制器将所述飞轮电池的最大充电功率确定为所述飞轮电池的目标充电功率，并将所述飞轮电池的最大充电功率与所述当前需求功率的差值确定为所述燃料电池的目标放电功率；

若所述当前需求功率大于所述飞轮电池的最大充电功率，则所述整车控制器将所述飞轮电池的最大充电功率确定为所述飞轮电池的目标充电功率，并确定所述燃料电池的目标放电功率为0。

进一步地，所述整车控制器根据所述当前需求功率结合第二功率分配策略对所述飞轮电池组件中的飞轮电池和所述燃料电池组件中的燃料电池进行第二放电功率分配，包括：

所述整车控制器确定所述燃料电池组件中燃料电池进入放电状态；

所述整车控制器根据所述当前需求功率确定所述飞轮电池和燃料电池在所述燃料电池进入放电状态时的目标放电功率。

进一步地，所述整车控制器根据所述当前需求功率确定所述飞轮电池和燃料电池在所述燃料电池进入放电状态时的目标充放电功率，包括：

若所述当前需求功率小于等于所述燃料电池的最大放电功率，则所述整车控制器将所述当前需求功率确定为所述燃料电池的目标放电功率，并确定所述飞轮电池的目标放电功率为0；

若所述当前需求功率大于所述燃料电池的最大放电功率，且小于等于所述飞轮电池与燃料电池的最大放电功率之和，则所述整车控制器将所述燃料电池的最大放电功率确定为所述燃料电池的目标放电功率，并将所述当前需求功率与所述燃料电池的最大放电功率的差值确定为所述飞轮电池的目标放电功率；

若所述当前需求功率大于所述飞轮电池与燃料电池的最大放电功率之和，则所述整车控制器将所述燃料电池的最大放电功率确定为所述燃料电池的目标放电功率，并将所述飞轮电池的最大放电功率确定为所述燃料电池的目标放电功率。

进一步地，所述方法，还包括：

当所述燃料电池的目标放电功率为0时，所述整车控制器控制所述燃料电池停机。

第二方面，本发明实施例还提供了一种车辆，该车辆包括：整车控制器、飞轮电池组件、燃料电池组件、油门踏板、制动踏板、充电组件、电机组件以及存储器；

所述整车控制器，分别与所述飞轮电池组件、燃料电池组件、油门踏板、制动踏板、充电组件、电机组件以及存储器连接，用于采集其他各组件的工况，并依据各所述工况向其他各组件发送对应的控制指令，以完成整车能量的管理和分配；

所述存储器，用于存储一个或多个程序；

所述一个或多个程序被所述整车控制器执行，使得所述整车控制器实现如本发明实施例第一方面所述的整车能量管理方法。

本发明实施例在提供一种由飞轮电池和燃料电池复合供电的电动汽车动力系统的基础上，通过设置飞轮电池优先模式和燃料电池优先模式两种电池使用模式，并基于燃料电池温度选择电池使用模式，由此，解决了电动汽车采用单一燃料电池供电所存在的弊端，有效地保证了整车在低温启动、高温等极限工况下的功率需求，在保证整车动力性和经济性的同时，也为燃料电池提供了有效保护，延长了燃料电池的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种电动汽车动力系统的整车能量管理方法的流程示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种电动汽车动力系统的整车能量管理方法的流程示意图；

图3为本发明实施例二提供的飞轮电池组件优先模式下整车控制器确定飞轮电池和燃料电池的目标充放电功率的流程示意图；

图4为本发明实施例二提供的燃料电池组件优先模式下整车控制器确定飞轮电池和燃料电池的目标充放电功率的流程示意图；

图5为本发明实施例三提供的一种车辆的结构示意图；

图6为本发明实施例四提供的一种电动汽车动力系统示例图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。此外，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种电动汽车动力系统的整车能量管理方法的流程示意图，本实施例可适用于采用飞轮电池和燃料电池复合供电方案的电动汽车，基于燃料电池温度选择电池使用模式，从而实现整车能量管理的情况；该方法可由整车控制器来执行，所述整车控制器可以由硬件和/或软件实现，并一般集成在应用所述整车能量管理方法的电动汽车上。

可以理解的是，根据燃料电池的特性，首先，燃料电池的输出功率受工作温度影响较大，无法满足低温和高温等极限工况下的功率输出。其次，燃料电池的动态功率响应慢，无法实现短时、大功率的电能输出，即瞬时输出功率较低，由此无法满足整车在起步、爬坡和急加速等极限工况下的功率输出需求。再者，燃料电池自身只能产生能量，无法存储能量，因此，该方案无法实现车辆在滑行或制动工况下整车能量回收。此外，在整车需求功率较低或者减速时可能需要燃料电池停机，而燃料电池的频繁启停会缩短燃料电池的寿命，影响耐久性。

而飞轮电池是机械储能装置，并没有电化学物质，因此输出或输入功率受工作温度影响很少，而且短时、大功率电能输出或输入能力强，使用寿命比燃料电池长。此外，飞轮电池既可输出电能，也可存储电能，由此可用于实现车辆在滑行或制动工况下整车能量回收。故而本发明实施例所述的电动汽车动力系统的整车能量管理方法即是应用飞轮电池的上述特性，在提供一种由飞轮电池和燃料电池复合供电的电动汽车动力系统的基础上，设置飞轮电池优先模式和燃料电池优先模式两种电池使用模式，使得车辆在低温启动、高温、急加速、急减速、爬坡等极限工况下进入优先使用飞轮电池充放电的飞轮电池优先模式，而在其他工况下进入优先使用燃料电池放电的燃料电池优先模式，由此在保证整车动力性和经济性的同时，有效地保护了燃料电池，延长了燃料电池的使用寿命。可选地，所述电动汽车动力系统包括：整车控制器、飞轮电池组件和燃料电池组件。

如图1所示，本实施例提供的电动汽车动力系统的整车能量管理方法具体包括如下步骤：

S101、所述整车控制器接收所述燃料电池组件反馈的当前燃料电池温度。

其中，所述整车控制器可以理解为车辆的控制中枢，可选地，本实施例中，所述整车控制器主要用于完成整车的工况信息汇集及能量管理和分配。

所述燃料电池组件可以理解为整车动力系统中包含燃料电池及对应控制器件的组件。可选地，所述燃料电池组件可包括燃料电池控制器和燃料电池，所述燃料电池控制器用于根据所述整车控制器发送的放电指令控制所述燃料电池完成放电工作。

所述当前燃料电池温度是指燃料电池当前时刻的工作温度，可选地，可在所述燃料电池组件内设置用于实时采集所述燃料电池工作温度的温度采集装置，如温度传感器，以获得所述当前燃料电池温度，并发送至所述整车控制器。

可以理解的是，在提供了由飞轮电池和燃料电池复合供电的电动汽车动力系统的前提下，出于对燃料电池的保护，可提供优先使用飞轮电池和优先使用燃料电池两种电池使用模式，并通过实时监测燃料电池的工作温度，当燃料电池的工作温度处于某些无法输出正常电功率值的温度段时，即切换到优先使用飞轮电池的电池使用模式，由此可实现对燃料电池的保护，同时可满足短时大功率电能输出或输入的用户需求。

具体地，本步骤可通过所述燃料电池组件内部的温度采集装置实时获取所述当前燃料电池温度并反馈至所述整车控制器。

S102、所述整车控制器将所述当前燃料电池温度与预设的温度阈值进行比较，并根据比较结果确定电池使用模式。

其中，所述温度阈值可以理解为开始限制所述燃料电池的瞬时输出功率的最高温度值(记为高温阈值)和最低温度值(记为低温阈值)。

所述电池使用模式可以理解为在提供了由飞轮电池和燃料电池复合供电的电动汽车动力系统的基础上，车辆结合当前工况可以选择优先使用哪种电池组件完成充放电操作的模式。可选地，所述电池使用模式包括：飞轮电池组件优先模式和燃料电池组件优先模式。所述飞轮电池组件优先模式可以理解为车辆结合当前工况所选择的优先使用飞轮电池组件完成充放电操作的模式，所述燃料电池组件优先模式可以理解为车辆结合当前工况所选择的优先使用燃料电池组件完成放电操作的模式。

可以理解的是，在根据所述当前燃料电池温度确定电池使用模式时，具体可由所述整车控制器通过将所述当前燃料电池温度与预设的温度阈值进行比较，并根据比较结果来确定。

可选地，整车控制器将所述当前燃料电池温度与预设的高温阈值和低温阈值进行比较，若所述当前燃料电池温度大于等于所述高温阈值或小于等于所述低温阈值，则确定并控制系统进入飞轮电池优先模式，否则，则确定并控制系统进入燃料电池优先模式，其中所述高温阈值大于所述低温阈值。

S103、所述整车控制器根据获得的车辆当前工况确定所述车辆的当前需求功率，并根据所述当前需求功率对所述电池使用模式中的电池进行功率分配。

可以理解的是，在确定车辆的电池使用模式后，需要在该模式下对飞轮电池和燃料电池的具体充放电功率进行合理分配，分配的功率值可依据车辆的当前需求功率确定，而车辆的当前需求功率可根据车辆当前工况来确定。

其中，所述车辆当前工况可以理解为车辆可以用以确定整车当前时刻所需求的功率的整车运行信息，例如驾驶员所期望达到的目标车速，以及期望多长时间达到所述目标车速(即目标加速度)。所述当前需求功率可以理解为车辆当前时刻达到所述目标速度和目标加速度所需要整车动力系统提供的充电功率或放电功率。

本发明实施例在提供一种由飞轮电池和燃料电池复合供电的电动汽车动力系统的基础上，通过设置飞轮电池优先模式和燃料电池优先模式两种电池使用模式，并基于燃料电池温度选择电池使用模式，由此，解决了电动汽车采用单一燃料电池供电所存在的弊端，有效地保证了整车在低温启动、高温等极限工况下的功率需求，在保证整车动力性和经济性的同时，也为燃料电池提供了有效保护，延长了燃料电池的使用寿命。

进一步地，作为本实施例一的一个可选实施例，本实施例一所述电动汽车动力系统优化增加了：电机组件、转速传感器、油门踏板和制动踏板，同时，本实施例一将所述车辆当前工况优化为，包括：当前电机转速、当前油门踏板开度、当前制动踏板开度、当前油门踏板开度变化率和当前制动踏板开度变化率。

相应地，在本实施例一中，所述整车控制器根据获得的车辆当前工况确定所述车辆的当前需求功率，具体可优化为以下步骤S11至S13：

S11、所述整车控制器分别接收由所述转速传感器、油门踏板和制动踏板获取的所述当前电机转速、当前油门踏板开度和当前制动踏板开度工况。

其中，所述当前电机转速可由所述转速传感器测得。所述当前油门踏板开度可以理解为驾驶员当前时刻对油门踏板的踏压变化量，对应的是驾驶员当前时刻期望加速到的目标车速。所述当前制动踏板开度可以理解为驾驶员当前时刻对制动踏板的踏压变化量，对应的是驾驶员当前时刻期望减速到的目标车速。

具体地，本步骤可通过所述转速传感器获取所述当前电机转速，通过所述油门踏板获取油门踏板的踏压变化量，从而获取所述当前油门踏板开度，通过所述制动踏板获取制动踏板的踏压变化量，从而获取所述当前制动踏板开度，之后由所述整车控制器接收汇总上述各车辆当前工况信息。

S12、所述整车控制器根据所述当前油门踏板开度和当前制动踏板开度分别确定当前油门踏板开度变化率和当前制动踏板开度变化率。

其中，所述当前油门踏板开度变化率即驾驶员对所述油门踏板的踏压变化率，可由所述油门踏板的踏压变化量与产生该踏压变化量的时间的比值确定，所述当前油门踏板开度变化率对应的是驾驶员当前时刻期望加速到所述目标车速的目标加速度。所述当前制动踏板开度变化率即驾驶员对所述制动踏板的踏压变化率，可由所述制动踏板的踏压变化量与产生该踏压变化量的时间的比值确定，所述当前制动踏板开度变化率对应的是驾驶员当前时刻期望减速到所述目标车速的目标加速度。

具体地，本步骤所述整车传感器在接收所述当前油门踏板开度和当前制动踏板开度工况的同时，还分别接收所述油门踏板产生所述当前油门踏板开度的时间，以及所述制动踏板产生所述当前制动踏板开度的时间，由此，可分别计算出所述油门踏板的踏压变化率和所述制动踏板的踏压变化率，即所述当前油门踏板开度变化率和当前制动踏板开度变化率。

S13、所述整车控制器根据所述当前电机转速、当前油门踏板开度、当前制动踏板开度、当前油门踏板开度变化率和当前制动踏板开度变化率确定所述当前需求功率。

可以理解的是，车辆当前需求功率可由车辆当前需求转矩与当前电机转速的乘积确定，而车辆当前需求转矩可由踏板(油门踏板或制动踏板)开度及对应的踏板开度变化率确定。

可选地，所述整车控制器可根据所述当前油门踏板开度和当前油门踏板开度变化率可以确定车辆在加速工况下的第一当前需求转矩，而根据所述当前制动踏板开度和当前制动踏板开度变化率可以确定车辆在减速工况下的第二当前需求转矩；并根据所述当前电机转速和第一当前需求转矩即可确定车辆在加速工况下的第一当前需求功率，而根据所述当前电机转速和第二当前需求转矩即可确定车辆在加速工况下的第二当前需求功率。

本可选实施例在实施例一的基础上对由整车控制器根据获得的车辆当前工况确定所述车辆的当前需求功率做了具体优化补充，使得确定所述车辆的当前需求功率的方式更加清晰明了，也为后续由所述整车控制器根据所述当前需求功率对所述电池使用模式中的电池进行功率分配奠定了基础。

进一步地，作为本实施例一的另一个可选实施例，本实施例一还提供了一种确定电池使用模式的并列可选方案，该方案具体如下：

所述整车控制器将所述当前油门踏板开度变化率与预设的油门踏板开度变化率阈值比较，以确定电池优先模式。

具体地，所述整车控制器将所述当前油门踏板开度变化率与预设的油门踏板开度变化率阈值比较，可选地，将所述油门踏板开度变化率阈值由小到大分为第一油门踏板开度变化率阈值、第二油门踏板开度变化率阈值和第三油门踏板开度变化率阈值，若所述当前油门踏板开度变化率大于等于第一油门踏板开度变化率阈值且小于等于所述第二油门踏板开度变化率阈值，或所述当前油门踏板开度变化率大于等于所述第三油门踏板开度变化率阈值，则确定并控制系统进入飞轮电池组件优先模式，否则，确定并控制系统进入燃料电池组件优先模式。

可以理解的是，当所述当前油门踏板开度变化率大于等于第一油门踏板开度变化率阈值且小于所述第二油门踏板开度变化率阈值时，可判定车辆当前进入爬坡工况；当所述当前油门踏板开度变化率大于等于所述第二油门踏板开度变化率阈值且小于所述第三油门踏板开度变化率阈值时，可判定车辆当前为一般加速工况；而当所述当前油门踏板开度变化率大于等于所述第三油门踏板开度变化率阈值时，可判定车辆当前进入急加速工况。对于爬坡和急加速工况，都需要车辆电池进行持续大电流输出，因此要求电池具有较高的瞬时放电功率，此时采用燃料电池供电一是无法满足放电功率需求，二是燃料电池供电持续大功率输出可能会温度升高，并出现停机，故而整车控制器可在车辆进入上述工况时，控制车辆进入飞轮电池组件优先模式，即优先使用飞轮电池对整车进行供电。

进一步地，作为本实施例一的另一个可选实施例，本实施例一还提供了一种确定电池使用模式的并列可选方案，该方案具体如下：

所述整车控制器将所述当前制动踏板开度变化率与预设的制动踏板开度变化率阈值比较，以确定电池优先模式。

具体地，所述整车控制器将所述当前制动踏板开度变化率与预设的制动踏板开度变化率阈值比较，若所述当前制动踏板开度变化率大于等于所述制动踏板开度变化率阈值，则确定并控制系统进入飞轮电池组件优先模式，否则，确定并控制系统进入燃料电池组件优先模式。

可以理解的是，当所述当前制动踏板开度变化率大于等于所述制动踏板开度变化率阈值时，可判定车辆当前进入急减速工况，该工况下，车辆实施能量回收，需要电池接收持续大电流输入，因此要求电池具有较高的瞬时充电功率，由于燃料电池不是储能器件，无法实现整车能量回收，故而整车控制器可在车辆进入上述工况时，控制车辆进入飞轮电池组件优先模式，即优先使用飞轮电池对整车进行能量回收。

上述两个确定电池使用模式的并列可选实施例，是对本实施例一中基于当前燃料电池温度确定电池使用模式的有力补充，使得本发明实施例对电池使用模式的确定方案更加丰富，同时可使得车辆在有效应对低温启动和高温等极限工况下的功率需求的基础上，也能更加有效地应对急加速、急减速以及爬坡等极限工况下的功率需求。需要说明的是，在利用上述任一确定电池使用模式的并列可选方案确定电池使用模式后，后续由所述整车控制器确定所述车辆的当前需求功率，以及根据所述当前需求功率对所述电池使用模式中的电池进行功率分配的方案和流程，与本实施例一的方案和流程是相同的。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种电动汽车动力系统的整车能量管理方法的流程示意图，本实施例在实施例一的基础上进一步优化。本实施例将所述整车控制器根据所述当前需求功率对所述电池使用模式中的电池进行功率分配，具体优化为：当所述电池使用模式为飞轮电池组件优先模式时，所述整车控制器根据所述当前需求功率结合第一功率分配策略对所述飞轮电池组件中的飞轮电池进行第一充放电功率分配，以及对所述燃料电池组件中的燃料电池进行第一放电功率分配；当所述电池使用模式为燃料电池组件优先模式时，所述整车控制器根据所述当前需求功率结合第二功率分配策略对所述飞轮电池组件中的飞轮电池和所述燃料电池组件中的燃料电池进行第二放电功率分配。

如图2所示，本实施例提供的电动汽车动力系统的整车能量管理方法，具体包括如下步骤：

S201、所述整车控制器接收所述燃料电池组件反馈的当前燃料电池温度。

S202、所述整车控制器将所述当前燃料电池温度与预设的温度阈值进行比较，并根据比较结果确定电池使用模式。

S203、所述整车控制器分别接收由所述转速传感器、油门踏板和制动踏板获取的所述当前电机转速、当前油门踏板开度和当前制动踏板开度工况。

S204、所述整车控制器根据所述当前油门踏板开度和当前制动踏板开度分别确定当前油门踏板开度变化率和当前制动踏板开度变化率。

S205、所述整车控制器根据所述当前电机转速、当前油门踏板开度、当前制动踏板开度、当前油门踏板开度变化率和当前制动踏板开度变化率确定所述当前需求功率。

S206、判断S202所确定的电池使用模式是否为飞轮电池组件优先模式，若是，则执行S207；否则，执行S208。

可以理解的是，不同的电池使用模式应对应不同的功率分配策略，在进行具体的功率分配操作之前应先确定当前的电池使用模式为何种模式。

S207、所述整车控制器根据所述当前需求功率结合第一功率分配策略对所述飞轮电池组件中的飞轮电池和所述燃料电池组件中的燃料电池进行第一充放电功率分配。

其中，所述第一功率分配策略是指飞轮电池组件优先模式对应的功率分配策略，具体体现为，在飞轮电池组件优先模式下，飞轮电池组件作为被优先使用的电池组件，此时，无论是对整车供电还是对整车实施能量回收，都要优先使用飞轮电池组件完成。

在本实施例中，所述整车控制器根据所述当前需求功率结合第一功率分配策略对飞轮电池和燃料电池进行第一充放电功率分配，具体可优化为下述步骤S21至S22：

S21、所述整车控制器根据所述油门踏板开度和制动踏板开度，判断所述飞轮电池组件中飞轮电池的充放电状态。

可以理解的是，在飞轮电池组件优先模式下，当车辆加速时，需要优先使用飞轮电池对整车供电，即此时飞轮电池放电；而当车辆滑行或制动时，需要优先使用飞轮电池回收整车能量，即此时对飞轮电池充电。

可选地，若所述油门踏板开度大于零(即车辆加速)，则所述飞轮电池进入放电状态；若所述制动踏板开度大于零(即车辆制动)或所述油门踏板开度与制动踏板开度均等于零(即车辆滑行)，则所述飞轮电池进入充电状态。

S22、所述整车控制器根据所述飞轮电池的充放电状态及所述当前需求功率，确定所述飞轮电池的目标充放电功率以及所述燃料电池的目标放电功率。

其中，所述目标充放电功率可以理解为整车控制器为飞轮电池和燃料电池各自分配的充电功率或放电功率。

可以理解的是，在飞轮电池进入放电状态时，可先根据所述当前需求功率判断飞轮电池的最大放电功率是否能满足所述当前需求功率，若能，则仅通过飞轮电池放电即可满足对整车当前的供电功率需求，若不能，则需要燃料电池也进行放电来分担对整车当前的供电任务。而在飞轮电池进入充电状态时，由于燃料电池为非储能器件，只能放电不能充电，因此，可先根据所述当前需求功率判断飞轮电池的最大充电功率是否能满足所述当前需求功率，若能，则仅通过对飞轮电池充电即可满足对整车当前的能量回收功率需求，且此时，根据飞轮电池的载荷量，还可将燃料电池中的部分或全部电能也回收到飞轮电池中；若不能，则只能由飞轮电池回收整车能量直至满载，同时对燃料电池停机。

在本实施例中，所述整车控制器根据所述飞轮电池的充放电状态及所述当前需求功率，确定飞轮电池和燃料电池的目标充放电功率，又可具体优化为如图3所示的步骤S30至S45：

S30、判断S21中所述飞轮电池的充放电状态是否为放电状态，若是，则执行S31；否则，执行S41。

S31、判断所述当前需求功率是否小于等于所述飞轮电池的最大放电功率，若是，则执行S32；否则执行S33。

其中，所述飞轮电池的最大放电功率是指所述飞轮电池当前可提供的最大可放电功率，可以理解为所述飞轮电池的当前剩余电功率。可选地，所述飞轮电池的当前剩余电功率可由所述飞轮组件实时监测所述飞轮电池的荷电状态(State of Charge，SOC)(又称剩余电量)获得。

可以理解的是，所述当前需求功率小于等于所述飞轮电池的最大放电功率，即仅通过飞轮电池放电即可满足对整车当前的供电功率需求。

S32、所述整车控制器将所述当前需求功率确定为所述飞轮电池的目标放电功率，并确定所述燃料电池的目标放电功率为0。

可以理解的是，确定所述燃料电池的目标放电功率为0，即此时无需燃料电池放电来分担整车当前的供电任务，此时对燃料电池停机。

S33、判断所述当前需求功率是否大于所述飞轮电池的最大放电功率，且小于等于所述飞轮电池与燃料电池的最大放电功率之和，若是，则执行S34，否则，执行S35。

其中，所述燃料电池的最大放电功率是指所述燃料电池当前可提供的最大可放电功率，可以理解为所述燃料电池的当前剩余电功率。可选地，所述燃料电池的当前剩余电功率可由所述燃料电池组件实时监测所述燃料电池的SOC获得。

可以理解的是，所述当前需求功率大于所述飞轮电池的最大放电功率，且小于等于所述飞轮电池与燃料电池的最大放电功率之和，即仅通过飞轮电池放电无法满足对整车当前的供电功率需求，需要燃料电池同时放电来分担整车当前的供电任务，且此时飞轮电池和燃料电池同时放电是可以满足整车当前的供电功率需求的。

S34、所述整车控制器将所述飞轮电池的最大放电功率确定为所述飞轮电池的目标放电功率，并将所述当前需求功率与所述飞轮电池的最大放电功率的差值确定为所述燃料电池的目标放电功率。

可以理解的是，将所述当前需求功率与所述飞轮电池的最大放电功率的差值确定为所述燃料电池的目标放电功率，即在优先使用飞轮电池供电的基础上，此时燃料电池只需要补足飞轮电池不足以提供的那一部分整车当前供电功率即可。

S35、所述整车控制器将所述飞轮电池的最大放电功率确定为所述飞轮电池的目标放电功率，并将所述燃料电池的最大放电功率确定为所述燃料电池的目标放电功率。

可以理解的是，当所述当前需求功率大于所述飞轮电池与燃料电池的最大放电功率之和时，飞轮电池和燃料电池提供所有储存的电能也无法满足整车当前的供电功率需求，此时，飞轮电池和燃料电池的目标放电功率即为各自的最大放电功率，即各自释放全部储存电能。

S41、判断所述当前需求功率小于等于所述飞轮电池的最大充电功率与所述燃料电池的最大放电功率之差，若是，则执行S42；否则执行S43。

其中，所述飞轮电池的最大充电功率是指所述飞轮电池当前可提供的最大可充电功率，由飞轮电池当前的SOC决定，可以理解为所述飞轮电池的总功率容量与当前剩余电功率(可根据飞轮电池的SOC得到)的差值，其中，所述总功率容量为所述飞轮电池可以容纳的总电功率量，所述当前剩余电功率为飞轮电池当前的SOC对应的电功率。

可以理解的是，所述当前需求功率小于等于所述飞轮电池的最大充电功率与所述燃料电池的最大放电功率之差，即飞轮电池的最大充电功率既可以满足对整车当前的能量回收功率需求，还可以同时实现对燃料电池当前所有能量的回收。由于燃料电池为非储能器件，只能放电不能充电，故在通过飞轮电池对整车能量进行回收时，若飞轮电池的最大充电功率大于所述当前需求功率，则飞轮电池也可同时对燃料电池的电能进行回收，此时，燃料电池仍保持放电，只不过燃料电池放出的电能不再是为整车提供动力，而是转存到了飞轮电池中。对燃料电池进行能量回收一是可以对燃料电池产生的多余电能实现回收储存，二是可以减少对燃料电池在一次使用中的启停频次，从而为燃料电池提供有效的保护，延长燃料电池的使用寿命。

S42、所述整车控制器将所述当前需求功率与所述燃料电池的最大放电功率之和确定为所述飞轮电池的目标充电功率，并将所述燃料电池的最大放电功率确定为所述燃料电池的目标放电功率。

可以理解的是，飞轮电池的最大充电功率反映了飞轮电池当前的可载荷量，当所述当前需求功率小于等于所述飞轮电池的最大充电功率与所述燃料电池的最大放电功率之差时，飞轮电池不仅能满足对整车当前的能量回收功率需求，同时还可将燃料电池中的全部电能也进行回收，故将所述当前需求功率与所述燃料电池的最大放电功率之和确定为所述飞轮电池的目标充电功率(即飞轮电池回收全部整车能量和全部燃料电池能量)，而将所述燃料电池的最大放电功率确定为所述燃料电池的目标放电功率(即燃料电池放出全部电能)。

S43、判断所述当前需求功率是否大于所述飞轮电池的最大充电功率与所述燃料电池的最大放电功率之差，且小于等于所述飞轮电池的最大充电功率，若是，则执行S44，否则，执行S45。

可以理解的是，所述当前需求功率大于所述飞轮电池的最大充电功率与所述燃料电池的最大放电功率之差，且小于等于所述飞轮电池的最大充电功率，即仅通过对飞轮电池充电即可满足对整车当前的能量回收功率需求，且所述当前需求功率未能使飞轮电池满载，但此时飞轮电池同时回收整车能量与燃料电池的能量可以使飞轮电池满载，因此在对飞轮电池充电以回收整车能量的同时，对燃料电池放电，以使飞轮电池将燃料电池的部分电能也进行回收。

S44、所述整车控制器将所述飞轮电池的最大充电功率确定为所述飞轮电池的目标充电功率，并将所述飞轮电池的最大充电功率与所述当前需求功率的差值确定为所述燃料电池的目标放电功率。

可以理解的是，当所述当前需求功率大于所述飞轮电池的最大充电功率与所述燃料电池的最大放电功率之差，且小于等于所述飞轮电池的最大充电功率时，飞轮电池在满足整车当前的能量回收功率需求的同时，还可对燃料电池进行能量回收，但根据飞轮电池当前的可载荷量(即最大充电功率)，飞轮电池在未回收完燃料电池的全部电能时就会满载，即此时飞轮电池只能回收燃料电池的部分电能，因此将所述飞轮电池的最大充电功率确定为所述飞轮电池的目标充电功率(即飞轮电池回收完全部整车能量后再回收燃料电池的部分能量直至满载)，而将所述飞轮电池的最大充电功率与所述当前需求功率的差值确定为所述燃料电池的目标放电功率(即燃料电池放出部分电能直至飞轮电池满载后停机，若差值为0，则燃料电池直接停机)。

S45、所述整车控制器将所述飞轮电池的最大充电功率确定为所述飞轮电池的目标充电功率，并确定所述燃料电池的目标放电功率为0。

可以理解的是，当所述当前需求功率大于所述飞轮电池的最大充电功率时，飞轮电池只对整车能量进行回收直至满载也无法满足整车当前的能量回收功率需求，显然飞轮电池此时无法对燃料电池进行能量回收，故将所述飞轮电池的最大充电功率确定为所述飞轮电池的目标充电功率(即飞轮电池只回收整车能量直至满载)，并确定所述燃料电池的目标放电功率为0(即对燃料电池停机)。

S208、所述整车控制器根据所述当前需求功率结合第二功率分配策略对所述飞轮电池组件中的飞轮电池和所述燃料电池组件中的燃料电池进行第二充放电功率分配。

其中，所述第二功率分配策略是指燃料电池组件优先模式对应的功率分配策略，具体体现为，在燃料电池组件优先模式下，燃料电池组件作为被优先使用的电池组件，但由于燃料电池为非储能器件，只能放电，不能充电，故此时只考虑优先使用燃料电池组件对整车进行供电(即燃料电池放电)的情况。

在本实施例中，所述整车控制器根据所述当前需求功率结合第二功率分配策略对飞轮电池和燃料电池进行第二充放电功率分配，具体可优化为下述步骤S51至S52：

S51、所述整车控制器确定所述燃料电池组件中燃料电池进入放电状态。

可以理解的是，当整车控制器确定当前电池使用模式为燃料电池组件优先模式时，即确定燃料电池进入放电状态。

S52、所述整车控制器根据所述当前需求功率确定所述飞轮电池和燃料电池在所述燃料电池进入放电状态时的目标放电功率。

可以理解的是，在燃料电池进入放电状态时，可先根据所述当前需求功率判断燃料电池的最大放电功率是否能满足所述当前需求功率，若能，则仅通过燃料电池放电即可满足对整车当前的供电功率需求，若不能，则需要飞轮电池也进行放电来分担对整车当前的供电任务。

在本实施例中，所述整车控制器根据所述当前需求功率确定所述飞轮电池和燃料电池在所述燃料电池进入放电状态时的目标放电功率，又可具体优化为如图4所示的步骤S61至S65：

S61、判断所述当前需求功率是否小于等于所述燃料电池的最大放电功率，若是，则执行S62；否则执行S63。

可以理解的是，所述当前需求功率小于等于所述燃料电池的最大放电功率，即仅通过燃料电池放电即可满足对整车当前的供电功率需求。

S62、所述整车控制器将所述当前需求功率确定为所述燃料电池的目标放电功率，并确定所述飞轮电池的目标放电功率为0。

可以理解的是，确定所述飞轮电池的目标放电功率为0，即此时无需飞轮电池放电来分担整车当前的供电任务。

S63、判断所述当前需求功率是否大于所述燃料电池的最大放电功率，且小于等于所述飞轮电池与燃料电池的最大放电功率之和，若是，则执行S64，否则，执行S65。

可以理解的是，所述当前需求功率大于所述燃料电池的最大放电功率，且小于等于所述飞轮电池与燃料电池的最大放电功率之和，即仅通过燃料电池放电无法满足对整车当前的供电功率需求，需要飞轮电池同时放电来分担整车当前的供电任务，且此时飞轮电池和燃料电池同时放电是可以满足整车当前的供电功率需求的。

S64、所述整车控制器将所述燃料电池的最大放电功率确定为所述燃料电池的目标放电功率，并将所述当前需求功率与所述燃料电池的最大放电功率的差值确定为所述飞轮电池的目标放电功率。

可以理解的是，将所述当前需求功率与所述燃料电池的最大放电功率的差值确定为所述飞轮电池的目标放电功率，即在优先使用燃料电池供电的基础上，此时飞轮电池只需要补足燃料电池不足以提供的那一部分整车当前供电功率即可。

S65、所述整车控制器将所述燃料电池的最大放电功率确定为所述燃料电池的目标放电功率，并将所述飞轮电池的最大放电功率确定为所述飞轮电池的目标放电功率。

可以理解的是，当所述当前需求功率大于所述飞轮电池与燃料电池的最大放电功率之和时，飞轮电池和燃料电池提供所有的储存电能也无法满足整车当前的供电功率需求，此时，飞轮电池和燃料电池的目标放电功率即为各自的最大放电功率，即各自释放全部储存电能。

本发明实施例在提供一种由飞轮电池和燃料电池复合供电的电动汽车动力系统的基础上，通过设置飞轮电池优先模式和燃料电池优先模式两种电池使用模式，并基于燃料电池温度选择电池使用模式，使得车辆在低温启动、高温、急加速、急减速、爬坡等极限工况下进入优先使用飞轮电池充放电的飞轮电池优先模式，而其他放电工况下进入优先使用燃料电池放电的燃料电池优先模式，由此，解决了电动汽车采用单一燃料电池供电所存在的弊端，有效地保证了整车在低温启动、高温等极限工况下的功率需求，在保证整车动力性和经济性的同时，也为燃料电池提供了有效保护，延长了燃料电池的使用寿命。

实施例三

图5为本发明实施例三提供的一种车辆的结构示意图。如图5所示，该车辆包括：整车控制器301、飞轮电池组件302、燃料电池组件303、油门踏板304、制动踏板305、充电组件306、电机组件307以及存储器308。

其中，整车控制器301，分别与飞轮电池组件302、燃料电池组件303、油门踏板304、制动踏板305、充电组件306、电机组件307以及存储器308连接，用于采集其他各组件的工况，并依据各所述工况向其他各组件发送对应的控制指令，以完成整车能量的管理和分配。

飞轮电池组件302，分别与整车控制器301、燃料电池组件303以及电机组件307连接，用于接收到整车控制器301的第一放电指令时，给电机组件307供电，或在接收到整车控制器301的第一充电指令时，回收电机组件307产生的电能以及燃料电池组件303放出的多余电能。

可选地，飞轮电池组件302，包括：飞轮电池控制器、飞轮电池和第一功率转换器，

所述飞轮电池控制器，分别与整车控制器301和飞轮电池建立连接，用于在接收到整车控制器301的第一放电指令时，控制所述飞轮电池进行放电，或在接收到整车控制器301的第一充电指令时，控制所述飞轮电池进行充电；可选地，所述飞轮电池控制器还用于实时监测飞轮电池的SOC，并实时反馈至整车控制器301。

所述第一功率转换器，与整车控制器301建立通讯连接，并分别与飞轮电池、燃料电池组件303、充电组件306以及电机组件307电连接，用于在接收到整车控制器301的第一功率转换指令时，将飞轮电池输出的直流电能转换成与电机组件307相匹配的直流电能，或在接收到整车控制器301的第二功率转换指令时，将充电组件306和/或电机组件307输出的直流电能转换成与飞轮电池组件302相匹配的直流电能。

可选地，飞轮电池组件302，还包括第一温度采集装置，所述第一温度采集装置与整车控制器301建立通讯连接，用于实时采集飞轮电池的温度，生成第一温度信息，并实时反馈给整车控制器301。

燃料电池组件303，分别与整车控制器301飞轮电池组件302以及电机组件307连接，用于在接收到整车控制器301的第二放电指令时，给电机组件307供电，或在接收到整车控制器301的第三放电指令时，给飞轮电池组件302充电。

可选地，燃料电池组件303，包括：燃料电池控制器、燃料电池和第二功率转换器，

所述燃料电池控制器，分别与整车控制器301和燃料电池建立连接，用于在接收到整车控制器301的第二放电指令时，控制所述燃料电池给电机组件307供电，或在接收到整车控制器301的第三放电指令时，控制所述燃料电池给飞轮电池组件302充电。可选地，所述燃料电池控制器还用于实时监测燃料电池的SOC，并实时反馈至整车控制器301。

所述第二功率转换器，与整车控制器301建立通讯连接，并分别与燃料电池、飞轮电池组件302以及电机组件307电连接，用于在接收到整车控制器301的第三功率转换指令时，将燃料电池输出的直流电能转换成与电机组件307相匹配的直流电能，或在接收到整车控制器301的第四功率转换指令时，将燃料电池输出的直流电能转换成与飞轮电池组件302相匹配的直流电能。

可选地，燃料电池组件303，还包括：第二温度采集装置和冷却回路，

所述第二温度采集装置与整车控制器301建立通讯连接，用于实时采集燃料电池的温度，生成第二温度信息，并实时反馈给整车控制器301；

所述冷却回路，与所述燃料电池控制器建立通讯连接，并附着在所述燃料电池表面，用于在所述燃料电池的温度超过预设的温度阈值时，接收所述燃料电池控制器的冷却指令，对所述燃料电池进行冷却；

相应地，整车控制器301，还用于，根据所述第二温度信息与预设的温度阈值进行比较，并根据比较结果确定电池使用模式，所述电池使用模式包括：飞轮电池组件优先模式和燃料电池组件优先模式。

油门踏板304，与整车控制器301连接，用于为整车控制器301提供车辆的当前油门踏板开度工况信息；

相应地，整车控制器301还用于根据所述当前油门踏板开度获取车辆对应的当前油门踏板开度变化率。

制动踏板305，与整车控制器301连接，用于为整车控制器301提供车辆的当前制动踏板开度工况信息；

相应地，整车控制器301还用于根据所述当前制动踏板开度获取车辆对应的当前制动踏板开度变化率。

可选地，所述车辆还包括转速传感器，所述转速传感器与整车控制器301建立通讯连接，用于实时监测车辆的当前电机转速，并实时反馈给整车控制器301；

相应地，整车控制器301，还用于，根据所述当前电机转速、当前油门踏板开度、当前制动踏板开度、当前油门踏板开度变化率和当前制动踏板开度变化率确定车辆的当前需求功率，并根据所述当前需求功率对所述电池使用模式中的电池进行功率分配。

充电组件306，分别与整车控制器301以及飞轮电池组件302连接，用于在整车电量不足时接收整车控制器301的第三充电指令，为飞轮电池组件302充电。

可选地，充电组件306，包括：充电控制器和车载充电模块，

所述充电控制器，分别与整车控制器301和车载充电模块建立通讯连接，用于接收整车控制器301的第三充电指令，控制所述车载充电模块为飞轮电池组件302充电。

电机组件307，分别与整车控制器301、飞轮电池组件302以及燃料电池组件303连接，用于在接收到整车控制器301的驱动指令时，根据飞轮电池组件302和/或燃料电池组件303所提供的电能，驱动整车运动，或在接收到整车控制器301的制动指令时，将产生的电能输送到飞轮电池组件302实现能量回收。

可选地，电机组件307，包括：电机控制器、逆变器和电机，

所述电机控制器，分别与整车控制器301和逆变器建立连接，用于在接收到整车控制器301的驱动指令时，通过所述逆变器将飞轮电池组件302和/或燃料电池组件303提供的直流电能转化为所述电机所需交流电能，以驱动电机旋转带动整车运动，或在接收到整车控制器301的制动指令时，通过所述逆变器将整车带动所述电机旋转产生的交流电能转化为直流电能，并输送到飞轮电池组件302。

存储器308，用于存储一个或多个程序；

所述一个或多个程序被整车控制器301执行，使得整车控制器301实现如前述任一实施例所述的整车能量管理方法。

本发明实施例提供一种车辆可执行本发明任一实施例所提供的整车能量管理方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图6本发明实施例四提供的一种电动汽车动力系统的结构示例图，如图6所示，该系统包括：整车控制器401、飞轮电池控制器402、飞轮电池403、第一功率转换器404、燃料电池控制器405、燃料电池系统406、充电控制器407、充电系统408、电机控制器409、逆变器410、电机411、油门踏板412、制动踏板413以及第二功率转换器414。

其中，整车控制器401分别与飞轮电池控制器402、第一功率转换器404、燃料电池控制器405、充电控制器407、电机控制器409、油门踏板412、制动踏板413以及第二功率转换器414连接(如CAN通讯、硬线等方式连接)。

飞轮电池控制器402与飞轮电池403连接(如CAN通讯方式连接)，并控制飞轮电池403；第一功率转换器404与飞轮电池403、燃料电池系统406、充电系统408和逆变器410连接(如高压线束方式连接)。飞轮电池控制器402、飞轮电池403和第一功率转换器404可以集成为一个系统，统称为飞轮电池系统。飞轮电池403是一种飞轮储能装置，不限于磁悬浮结构。

燃料电池系统406与燃料电池控制器405、第二功率转换器414连接，燃料电池控制器405控制燃料电池系统406。燃料电池控制器405、燃料电池系统406以及第二功率转换器414可以集成为一个系统。燃料电池系统406包括电能反应堆、空气压缩机、储氢装置、高压水泵等装置。

充电控制器407与充电系统408连接，并控制充电系统408给飞轮电池403充电。充电系统408与充电控制器407可以集成为一个系统。充电系统408包括车载充电机或充电桩或充电站、充电接口、充电线路、充电锁等充电必需设备。

电机控制器409与逆变器410连接，并控制逆变器410和电机411；逆变器410与第一功率转换器404、第二功率转换器414、充电系统408、电机控制器409和电机411连接(如高压线束方式连接)。电机控制器409、逆变器410和电机411可以集成为一个系统。

动力系统的功能至少包括：飞轮电池403单独供电驱动电机411，燃料电池系统406单独供电驱动电机411，飞轮电池403和燃料电池系统406联合供电驱动电机411，燃料电池系统406供电驱动电机411并给飞轮电池403充电，电机411发电并给飞轮电池403充电，充电系统408给飞轮电池403充电，燃料电池系统406给飞轮电池403充电。

飞轮电池403单独供电驱动电机411的前提条件，包括：飞轮电池403能正常工作并且输出功率满足整车功率需求，第一功率转换器404、电机控制器409、逆变器410和电机411能够正常工作。

燃料电池系统406单独供电驱动电机411的前提条件，包括：燃料电池系统406能正常工作并且输出功率满足整车功率需求，第二功率转换器414、电机控制器409、逆变器410和电机411能够正常工作。

飞轮电池403和燃料电池系统406联合供电驱动电机411的前提条件，包括：飞轮电池403和燃料电池系统406能正常工作并且输出功率满足整车功率需求，第一功率转换器404、第二功率转换器414、电机控制器409、逆变器410和电机411等能够正常工作。

电机411发电并给飞轮电池403充电的前提条件，包括：飞轮电池403、第一功率转换器404、电机411、逆变器410和电机控制器409等都能正常工作，飞轮电池403允许充电。

充电系统408给飞轮电池403充电的前提条件，包括：飞轮电池403、第一功率转换器404和充电系统408都能正常工作，飞轮电池403允许充电，电机411停机，整车停车。

在驱动过程飞轮电池403和燃料电池系统406协调输出能量，电机输出正扭矩实现车辆有效驱动。当车辆滑行或制动过程，通过制动能量回收系统，电机411输出负扭矩，产生交流电能，交流电能经过逆变器410转换成直流电能，并储存在飞轮电池403中，以备将来整车需求。为了避免燃料电池系统406和飞轮电池403均电量不足，充电控制器407控制充电系统408借用电网中的电能给飞轮电池403充电。

本发明实施例提供一种电动汽车动力系统示例，本系统可以执行本发明任一实施例所提供的整车能量管理方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

值得注意的是，上述车辆的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种电动汽车动力系统的整车能量管理方法，其特征在于，所述电动汽车动力系统包括：整车控制器、飞轮电池组件和燃料电池组件，所述方法包括：

所述整车控制器接收所述燃料电池组件反馈的当前燃料电池温度；

所述整车控制器将所述当前燃料电池温度与预设的温度阈值进行比较，并根据比较结果确定电池使用模式，所述电池使用模式包括：飞轮电池组件优先模式和燃料电池组件优先模式；

所述整车控制器根据获得的车辆当前工况确定所述车辆的当前需求功率，并根据所述当前需求功率对所述电池使用模式中的电池进行功率分配；

所述整车控制器根据所述当前需求功率对所述电池使用模式中的电池进行功率分配，包括：

当所述电池使用模式为飞轮电池组件优先模式时，所述整车控制器根据所述当前需求功率结合第一功率分配策略对所述飞轮电池组件中的飞轮电池进行第一充放电功率分配，以及对所述燃料电池组件中的燃料电池进行第一放电功率分配；

当所述电池使用模式为燃料电池组件优先模式时，所述整车控制器根据所述当前需求功率结合第二功率分配策略对所述飞轮电池组件中的飞轮电池和所述燃料电池组件中的燃料电池进行第二放电功率分配；

所述整车控制器根据所述当前需求功率结合第二功率分配策略对所述飞轮电池组件中的飞轮电池和所述燃料电池组件中的燃料电池进行第二放电功率分配，包括：

所述整车控制器确定所述燃料电池组件中燃料电池进入放电状态；

所述整车控制器根据所述当前需求功率确定所述飞轮电池和燃料电池在所述燃料电池进入放电状态时的目标放电功率；

所述整车控制器根据所述当前需求功率确定所述飞轮电池和燃料电池在所述燃料电池进入放电状态时的目标充放电功率，包括：

若所述当前需求功率小于等于所述燃料电池的最大放电功率，则所述整车控制器将所述当前需求功率确定为所述燃料电池的目标放电功率，并确定所述飞轮电池的目标放电功率为0；

若所述当前需求功率大于所述燃料电池的最大放电功率，且小于等于所述飞轮电池与燃料电池的最大放电功率之和，则所述整车控制器将所述燃料电池的最大放电功率确定为所述燃料电池的目标放电功率，并将所述当前需求功率与所述燃料电池的最大放电功率的差值确定为所述飞轮电池的目标放电功率；

若所述当前需求功率大于所述飞轮电池与燃料电池的最大放电功率之和，则所述整车控制器将所述燃料电池的最大放电功率确定为所述燃料电池的目标放电功率，并将所述飞轮电池的最大放电功率确定为所述燃料电池的目标放电功率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电动汽车动力系统还包括：电机组件、转速传感器、油门踏板和制动踏板，所述车辆当前工况包括：当前电机转速、当前油门踏板开度、当前制动踏板开度、当前油门踏板开度变化率和当前制动踏板开度变化率；

相应地，所述整车控制器根据获得的车辆当前工况确定所述车辆的当前需求功率，包括：

所述整车控制器分别接收由所述转速传感器、油门踏板和制动踏板获取的所述当前电机转速、当前油门踏板开度和当前制动踏板开度工况；

所述整车控制器根据所述当前油门踏板开度和当前制动踏板开度分别确定当前油门踏板开度变化率和当前制动踏板开度变化率；

所述整车控制器根据所述当前电机转速、当前油门踏板开度、当前制动踏板开度、当前油门踏板开度变化率和当前制动踏板开度变化率确定所述当前需求功率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述整车控制器根据所述当前需求功率结合第一功率分配策略对所述飞轮电池组件中的飞轮电池进行第一充放电功率分配，以及对所述燃料电池组件中的燃料电池进行第一放电功率分配，包括：

所述整车控制器根据所述油门踏板开度和制动踏板开度，判断所述飞轮电池组件中飞轮电池的充放电状态；

所述整车控制器根据所述飞轮电池的充放电状态及所述当前需求功率，确定所述飞轮电池的目标充放电功率以及所述燃料电池的目标放电功率。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述整车控制器根据所述飞轮电池的充放电状态及所述当前需求功率，确定所述飞轮电池的目标充放电功率以及所述燃料电池的目标放电功率，包括：

在所述整车控制器确定所述飞轮电池进入放电状态时，若所述当前需求功率小于等于所述飞轮电池的最大放电功率，则所述整车控制器将所述当前需求功率确定为所述飞轮电池的目标放电功率，并确定所述燃料电池的目标放电功率为0；

若所述当前需求功率大于所述飞轮电池的最大放电功率，且小于等于所述飞轮电池与燃料电池的最大放电功率之和，则所述整车控制器将所述飞轮电池的最大放电功率确定为所述飞轮电池的目标放电功率，并将所述当前需求功率与所述飞轮电池的最大放电功率的差值确定为所述燃料电池的目标放电功率；

若所述当前需求功率大于所述飞轮电池与燃料电池的最大放电功率之和，则所述整车控制器将所述飞轮电池的最大放电功率确定为所述飞轮电池的目标放电功率，并将所述燃料电池的最大放电功率确定为所述燃料电池的目标放电功率。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述整车控制器根据所述飞轮电池的充放电状态及所述当前需求功率，确定飞轮电池的目标充放电功率以及所述燃料电池的目标放电功率，还包括：

在所述整车控制器确定所述飞轮电池进入充电状态时，若所述当前需求功率小于等于所述飞轮电池的最大充电功率与所述燃料电池的最大放电功率之差，则所述整车控制器将所述当前需求功率与所述燃料电池的最大放电功率之和确定为所述飞轮电池的目标充电功率，并将所述燃料电池的最大放电功率确定为所述燃料电池的目标放电功率；

若所述当前需求功率大于所述飞轮电池的最大充电功率与所述燃料电池的最大放电功率之差，且小于等于所述飞轮电池的最大充电功率，则所述整车控制器将所述飞轮电池的最大充电功率确定为所述飞轮电池的目标充电功率，并将所述飞轮电池的最大充电功率与所述当前需求功率的差值确定为所述燃料电池的目标放电功率；

若所述当前需求功率大于所述飞轮电池的最大充电功率，则所述整车控制器将所述飞轮电池的最大充电功率确定为所述飞轮电池的目标充电功率，并确定所述燃料电池的目标放电功率为0。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，当所述燃料电池的目标放电功率为0时，所述整车控制器控制所述燃料电池停机。

7.一种车辆，包括：整车控制器、飞轮电池组件、燃料电池组件、油门踏板、制动踏板、充电组件、电机组件以及存储器；

所述整车控制器，分别与所述飞轮电池组件、燃料电池组件、油门踏板、制动踏板、充电组件、电机组件以及存储器连接，用于采集其他各组件的工况，并依据各所述工况向其他各组件发送对应的控制指令，以完成整车能量的管理和分配；

所述存储器，用于存储一个或多个程序；

所述一个或多个程序被所述整车控制器执行，使得所述整车控制器实现如权利要求1-6任一项所述的整车能量管理方法。

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