CN112659982B - 插电式燃料电池车辆的能量管理方法及电池控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车辆电池技术领域，提供一种插电式燃料电池车辆的能量管理方法及电池控制系统。所述能量管理方法包括：实时获取动力电池的荷电状态SOC值；以及根据所获取的SOC值所在的SOC区间，确定对应的燃料电池工作模式。其中，预先配置有不同SOC区间与不同燃料电池工作模式之间的对应关系，且每一所述燃料电池工作模式适配于对应的SOC区间而被配置为：结合实时的车辆功率需求调整所述燃料电池的工作状态，以实现所述燃料电池与所述动力电池之间适配于所述实时的车辆功率需求的能量管理，其中所述工作状态包括所述燃料电池的启停状态及功率输出方式。本发明在满足用户驾驶需求的前提下，实现了燃料电池系统与动力电池系统之间更合理的能量管理。
Description
技术领域
本发明涉及车辆电池技术领域，特别涉及一种插电式燃料电池车辆的能量管理方法及电池控制系统。
背景技术
随着能源的日渐缺乏和环境污染问题日渐严重，新能源车辆，例如纯电动车辆、混合动力车辆和燃料电池车辆等等，越来越受到政府及整车产业的强烈关注。但是，由于当前电池技术的约束，导致纯电动车辆续驶里程不能满足长途行驶的需求，从而使得纯电动车辆到目前还不能被普遍认可及大量普及。另外，混合动力车辆也面临环境污染和能源匮乏的问题。在此情形下，燃料电池车辆逐渐走进了人们的视线里。对于燃料电池车辆，氢燃料是目前最受欢迎的燃料之一。氢能是一种清洁环保型的能源，其排放物一般为水，并且不含NOX、SOX等有害气体物质，同时也不会产生造成全球变暖的CO2。
总体来看，目前市场多以非插电式燃料电池车辆为主，但因为燃料电池存在特性曲线较软且功率响应较慢的缺点，使得非插电式燃料电池车辆也对应具有动态响应疲软不及时的问题。另外，因燃料电池在车辆较大功率需求的情况下不能工作在最佳的工作区间，进而还会造成燃料电池的经济性差的问题。这些问题对客户会产生不好的驾驶体验，影响燃料电池车辆的推广和应用。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种插电式燃料电池车辆的能量管理方法，以至少部分地解决上述技术问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种插电式燃料电池车辆的能量管理方法，包括：实时获取动力电池的荷电状态(State of Charge，SOC)值；以及根据所获取的SOC值所在的SOC区间，确定对应的燃料电池工作模式。其中，预先配置有不同SOC区间与不同燃料电池工作模式之间的对应关系，且每一所述燃料电池工作模式适配于对应的SOC区间而被配置为：结合实时的车辆功率需求调整所述燃料电池的工作状态，以实现所述燃料电池与所述动力电池之间适配于所述实时的车辆功率需求的能量管理，其中所述工作状态包括所述燃料电池的启停状态及功率输出方式。
进一步的，所述燃料电池工作模式包括所述燃料电池的最大功率输出模式、额定功率输出模式和最大效率输出模式。并且，所述不同SOC区间与不同燃料电池工作模式之间的对应关系包括：第一SOC区间，其SOC值小于预设下限值，且对应于所述最大功率输出模式；第二SOC区间，其SOC值大于或等于所述预设下限值以及小于或等于预设上限值，且对应于所述额定功率输出模式；以及第三SOC区间，其SOC值大于所述预设上限值，且对应于所述最大效率输出模式。
进一步的，所述燃料电池的所述最大功率输出模式适配于所述第一SOC区间被配置为结合实时的车辆功率需求调整所述燃料电池的工作状态包括：启动所述燃料电池，并控制所述燃料电池以最大输出功率驱动车辆；判断实时的车辆需求功率是否小于所述燃料电池的所述最大输出功率；若是，则控制所述燃料电池的一部分输出功率用于驱动所述车辆以满足所述车辆需求功率，而另一部分输出功率用于给所述动力电池充电；若否，则控制所述燃料电池与所述动力电池配合输出功率以驱动车辆。
进一步的，所述控制所述燃料电池与所述动力电池配合输出功率以驱动车辆包括：控制所述燃料电池停止向所述动力电池充电，并以全功率驱动所述车辆；若所述动力电池的SOC值仍处于所述第一SOC区间，则限制所述动力电池进行功率输出；以及若所述动力电池的SOC值超出所述第一SOC区间，则控制所述动力电池和所述燃料电池同时输出功率以驱动所述车辆。
进一步的，所述燃料电池的所述额定功率输出模式适配于所述第二SOC区间被配置为结合实时的车辆功率需求调整所述燃料电池的工作状态包括：若实时的车辆需求功率小于或等于所述动力电池的所述最大输出功率，则控制所述燃料电池不启动，否则控制所述燃料电池启动并以额定功率输出功率以驱动所述车辆。
进一步的，所述燃料电池的所述额定功率输出模式适配于所述第二SOC区间被配置为调整所述燃料电池的工作状态还包括：在所述控制所述燃料电池启动并以额定功率输出功率以驱动所述车辆之后，若实时的车辆需求功率大于所述燃料电池的额定功率与所述动力电池的当前输出功率之和，则对所述燃料电池进行恒压控制或恒流控制以提高所述燃料电池的输出功率。
进一步的，所述燃料电池的所述最大效率输出模式适配于所述第三SOC区间被配置为结合实时的车辆功率需求调整所述燃料电池的工作状态包括：若实时的车辆需求功率小于或等于所述动力电池的所述最大输出功率，则控制所述燃料电池不启动，否则控制所述燃料电池启动并以最大效率输出功率以驱动所述车辆。
相对于现有技术，本发明所述的插电式燃料电池车辆的能量管理方法具有以下优势：根据车辆需求功率以及当前的动力电池SOC状态实时地调整了燃料电池系统与动力电池系统的工作状态，在满足用户驾驶需求的前提下，实现了燃料电池系统与动力电池系统之间更合理的能量管理。
本发明的另一目的在于提出一种机器可读存储介质、控制器及插电式燃料电池车辆的电池控制系统，以至少部分地解决上述技术问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的插电式燃料电池车辆的能量管理方法。
一种控制器，用于运行程序，其中，所述程序被运行时用于执行上述的插电式燃料电池车辆的能量管理方法。
一种插电式燃料电池车辆的电池控制系统，包括：动力电池系统、燃料电池系统以及上述的控制器，该控制器用于对所述动力电池系统和所述燃料电池系统进行能量管理。
所述机器可读存储介质、控制器及插电式燃料电池车辆的电池控制系统与上述插电式燃料电池车辆的能量管理方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1是本发明实施例的一种插电式燃料电池车辆的能量管理方法的流程示意图；
图2是在车辆启动后应用本发明实施例的能量管理方法的示例的流程示意图；
图3是本发明实施例中的示例中的三种燃料电池工作模式的示意图；以及
图4是本发明实施例的插电式燃料电池车辆的电池控制系统的结构示意图。
附图标记说明：
410、动力电池系统；420、燃料电池系统；430、控制器。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
另外，在本发明的实施方式中所提到的插电式燃料电池车辆，是指采用动力电池系统和燃料电池系统混联作为整车动力系统的车辆，其可通过插电方式给动力电池充电，从而在部分情况下可以仅依赖于动力电池系统驱动车辆。另外，需说明的是，本发明实施例中提及的动力电池系统及燃料电池系统均包括对应电池及电池控制器，例如动力电池和动力电池控制器，但出于理解的目的，在本发明实施例中，动力电池和动力电池系统可等同理解，燃料电池和燃料电池系统也可等同理解。
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。
图1是本发明实施例的一种插电式燃料电池车辆的能量管理方法的流程示意图，该能量管理方法例如由整车控制器执行。如图1所示，该能量管理方法可以包括以下步骤：
步骤S110，实时获取动力电池的SOC值。
其中，所述SOC值用于示出对应电池的剩余电量，其通常用百分比表示。
步骤S120，根据所获取的SOC值所在的SOC区间，确定对应的燃料电池工作模式。
其中，本发明实施例中预先配置有不同SOC区间与不同燃料电池工作模式之间的对应关系，且每一所述燃料电池工作模式适配于对应的SOC区间而被配置为：结合实时的车辆功率需求调整所述燃料电池的工作状态，以实现所述燃料电池与所述动力电池之间适配于所述实时的车辆功率需求的能量管理，其中所述工作状态包括所述燃料电池的启停状态及功率输出方式。
即，本发明实施例针对不同SOC区间对应配置了不同的燃料电池工作状态控制策略，以通过控制燃料电池的启动、停止以及功率输出方式，使得在车辆启动后的不同阶段，均能满足实时的车辆功率需求(或称为驾驶员功率需求)，从而保证了驾驶员的驾驶体验。
下面通过示例来具体说明本发明实施例的插电式燃料电池车辆的能量管理方法的应用。图2是在车辆启动后应用本发明实施例的能量管理方法的示例的流程示意图。
该示例中，将动力电池的SOC分三个区间，且分别对应燃料电池系统的三种工作模式，具体的对应关系如下所示：
1)第一SOC区间，其SOC值小于预设下限值，且对应于所述最大功率输出模式；
2)第二SOC区间，其SOC值大于或等于所述预设下限值以及小于或等于预设上限值，且对应于所述额定功率输出模式；以及
3)第三SOC区间，其SOC值大于所述预设上限值，且对应于所述最大效率输出模式。
其中，设预设下限值为15％，预设上限值为95％，则对应的第一SOC区间、第二SOC区间和第三SOC区间可分别表示为SOC＜15％、15％≤SOC≤95％、SOC＞95％。其中，15％、95％是根据实际确定的标定值(TBD)，例如预设下限值为15％，则需要考虑PTC(PositiveTemperature Coefficient，正温度系数，在车辆上指车辆加热器)、空压机等的功率需求以预留足够的动力电池自加热及燃料电池系统启动的功率。
其中，最大效率输出模式旨在延长燃料电池的有效运行时间，故而对应的输出功率最小，因此最大功率输出模式、额定功率输出模式和最大效率输出模式对应的输出功率依次减少，即最大功率＞额定功率＞最大效率。
需说明的是，该SOC区间的划分方式是示例性的，在其他示例中，也可划分为多于三个的SOC区间，且细化针对每一区间的燃料电池工作状态。
继续参考图2，在车辆启动后，先执行动力电池SOC值的判断，以确定相应的SOC区间，并执行对应的燃料电池工作状态控制策略。
一、第一SOC区间(SOC＜15％)。
其中，所述燃料电池的所述最大功率输出模式适配于所述第一SOC区间被配置为结合实时的车辆功率需求调整所述燃料电池的工作状态包括：启动所述燃料电池，并控制所述燃料电池以最大输出功率驱动车辆；判断实时的车辆需求功率是否小于所述燃料电池的所述最大输出功率；若是，则控制所述燃料电池的一部分输出功率用于驱动所述车辆以满足所述车辆需求功率，而另一部分输出功率用于给所述动力电池充电；若否，则控制所述燃料电池与所述动力电池配合输出功率以驱动车辆。进一步地，关于所述控制所述燃料电池与所述动力电池配合输出功率以驱动车辆，优选包括：控制所述燃料电池停止向所述动力电池充电，并以全功率驱动所述车辆；若所述动力电池的SOC值仍处于所述第一SOC区间，则限制所述动力电池进行功率输出；以及若所述动力电池的SOC值超出所述第一SOC区间，则控制所述动力电池和所述燃料电池同时输出功率以驱动所述车辆。
举例而言，当SOC＜15％时，依次执行以下步骤：
步骤S201，燃料电池启动并以最大输出功率驱动车辆。
步骤S202，判断实时的车辆需求功率是否小于所述燃料电池的所述最大输出功率，若是，则执行步骤S203，否则执行步骤S204。
步骤S203，燃料电池驱动车辆的同时给动力电池充电。
步骤S204，燃料电池驱动车辆且限制动力电池的输出功率。
对于步骤SS203和步骤S204，结合图3来进行理解，图3是本发明实施例的示例中燃料电池输出功率相对于整车实际输出功率和车辆需求功率的变化示意图，其中斜线填充部分为当前燃料电池最大输出功率,直线S表示实际输出功率，较粗的曲线表示车辆需求功率，从而可知，当车辆需求功率低于燃料电池最大输出功率时，也就是ab阶段，燃料电池用于驱动车辆之外剩余输出功率用作给动力电池充电，也就是图中ab阶段曲线以上部分功率用于给动力电池充电(如图中示出的“充电”部分所示)；当随着车辆需求功率不断增大，且超过燃料电池最大输出功率时，燃料电池停止给动力电池充电，以最大输出功率驱动(或称全功率驱动)车辆，此时如果动力电池SOC还低于15％，则限制所述动力电池进行功率输出，整车以低于车辆功率需求的功率驱动车辆行驶，如果动力电池SOC大于15％，则动力电池和燃料电池同时输出功率驱动车辆，直到动力电池SOC再次低于15％，限制动力电池进行功率输出。
二、第二SOC区间(15％≤SOC≤95％)。
其中，所述燃料电池的所述额定功率输出模式适配于所述第二SOC区间被配置为结合实时的车辆功率需求调整所述燃料电池的工作状态包括：若实时的车辆需求功率小于或等于所述动力电池的所述最大输出功率，则控制所述燃料电池不启动，否则控制所述燃料电池启动并以额定功率输出功率以驱动所述车辆。优选地，在所述控制所述燃料电池启动并以额定功率输出功率以驱动所述车辆之后，若实时的车辆需求功率大于所述燃料电池的额定功率与所述动力电池的当前输出功率之和，则对所述燃料电池进行恒压控制或恒流控制以提高所述燃料电池的输出功率。
举例而言，当动力电池SOC值处于15％≤SOC≤95％的区间时，考虑经济性(例如用一定运行工况下车辆行驶上百公里的燃料消耗量或一定燃料能使车辆行驶的里程来衡量)问题，根据车辆需求功率，先由动力电池驱动整车，并执行以下步骤：
步骤S205，判断车辆需求功率是否小于等于动力电池输出功率，若是，则执行步骤S206，否则执行步骤S207。
步骤S206，燃料电池不启动。
此时，一直由动力电池驱动整车，直到SOC低于15％，启动燃料电池系统。
步骤S207，燃料电池启动并以额定功率输出。
举例而言，随着车辆需求功率变化，当功率需求大于动力电池最大功率输出时，启动燃料电池，并使燃料电池在额定功率运行，此时由燃料电池和动力电池共同给整车提供能量来源。
优选地，在步骤S207之后，如果车辆需求功率继续增加，增加到大于燃料电池额定功率与动力电池此时最大输出功率之和，则燃料电池系统通过恒压控制或者恒流控制跳到更高功率以满足驾驶需求。在此，恒压控制和恒流控制旨在实现燃料电池的恒功率输出。
相对于传统的功率跟随型能量管理策略(即，例如结合燃料电池功率与动力电池功率的比率，根据车辆功率需求，再根据效率曲线去分配燃料电池和动力电池之间输出的功率比，以期达到燃料电池和动力电池更高效输出)，本发明实施例主要从氢气排放的经济性方面和整体的效率考虑，根据车辆功率需求与动力电池输出功率进行比较，在动力电池满足需求的前提下不启动燃料电池系统，不满足需求的情况下再启动燃料电池系统，使其工作在最佳工作区间，相当于与动力电池之间进行了一个功率分配。另外，在该阶段燃料电池输出功率大部分时间恒定，避免了燃料电池功率响应较慢的缺点，并且，由于燃料电池大部分时间输出其额定功率，因此对燃料电池及其附属设备的寿命最大化也有益处。
三、第三SOC区间(SOC＞95％)。
其中，所述燃料电池的所述最大效率输出模式适配于所述第三SOC区间被配置为结合实时的车辆功率需求调整所述燃料电池的工作状态包括：若实时的车辆需求功率小于或等于所述动力电池的所述最大输出功率，则控制所述燃料电池不启动，否则控制所述燃料电池启动并以最大效率输出功率以驱动所述车辆。
举例而言，当动力电池SOC大于95％时，执行以下步骤：
步骤S208，判断车辆需求功率是否小于等于动力电池的最大输出功率，若是，则执行步骤S209，否则执行步骤S210。
步骤S209，燃料电池不启动。
此时，由动力电池直接驱动车辆行驶，直到SOC低于15％，启动燃料电池系统。
步骤S210，燃料电池启动并以最大效率输出功率。
此时，燃料电池和动力电池共同驱动车辆行驶。
综上，本发明实施例根据车辆需求功率以及当前的动力电池SOC状态实时地调整燃料电池系统与动力电池系统的工作状态，在满足用户驾驶需求的前提下，实现燃料电池系统与动力电池系统之间更合理的能量管理，从而实现了更好的经济性指标，进而提升了续驶里程。另外，本发明实施例的能量管理方法适用范围广，可以适用于各种插电式燃料电池车辆的能量管理策略，尤其是选用大容量动力电池的插电式燃料电池车辆。
本发明另一实施例还提供一种控制器，用于运行程序，其中，所述程序被运行时用于执行上述实施例所述的插电式燃料电池车辆的能量管理方法。其中，该控制器可例如是整车控制器。
在此基础上，图4是本发明实施例的插电式燃料电池车辆的电池控制系统的结构示意图，该系统包括：动力电池系统410、燃料电池系统420以及上述的控制器430，该控制器用于对所述动力电池系统410和所述燃料电池系统420进行能量管理。
其中，关于该控制器及电池控制系实现电池能量管理的细节及效果可参考上述关于插电式燃料电池车辆的能量管理方法的实施例，在此则不再进行赘述。
本发明另一实施例还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述实施例所述的插电式燃料电池车辆的能量管理方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (7)
1.一种插电式燃料电池车辆的能量管理方法，其特征在于，所述插电式燃料电池车辆的能量管理方法包括：
实时获取动力电池的荷电状态SOC值；以及
根据所获取的SOC值所在的SOC区间，确定对应的燃料电池工作模式；
其中，预先配置有不同SOC区间与不同燃料电池工作模式之间的对应关系，且每一所述燃料电池工作模式适配于对应的SOC区间而被配置为：结合实时的车辆功率需求调整所述燃料电池的工作状态，以实现所述燃料电池与所述动力电池之间适配于所述实时的车辆功率需求的能量管理，其中所述工作状态包括所述燃料电池的启停状态及功率输出方式；
所述燃料电池工作模式包括所述燃料电池的最大功率输出模式、额定功率输出模式和最大效率输出模式；
并且，所述不同SOC区间与不同燃料电池工作模式之间的对应关系包括：
第一SOC区间，其SOC值小于预设下限值，且对应于所述最大功率输出模式；
第二SOC区间，其SOC值大于或等于所述预设下限值以及小于或等于预设上限值，且对应于所述额定功率输出模式；以及
第三SOC区间，其SOC值大于所述预设上限值，且对应于所述最大效率输出模式，其中，
所述燃料电池的所述最大功率输出模式适配于所述第一SOC区间被配置为结合实时的车辆功率需求调整所述燃料电池的工作状态包括：
启动所述燃料电池，并控制所述燃料电池以最大输出功率驱动车辆；
判断实时的车辆需求功率是否小于所述燃料电池的所述最大输出功率；
若是，则控制所述燃料电池的一部分输出功率用于驱动所述车辆以满足所述车辆需求功率，而另一部分输出功率用于给所述动力电池充电；
若否，则控制所述燃料电池与所述动力电池配合输出功率以驱动车辆；
所述控制所述燃料电池与所述动力电池配合输出功率以驱动车辆包括：
控制所述燃料电池停止向所述动力电池充电，并以全功率驱动所述车辆；
若所述动力电池的SOC值仍处于所述第一SOC区间，则限制所述动力电池进行功率输出；以及
若所述动力电池的SOC值超出所述第一SOC区间，则控制所述动力电池和所述燃料电池同时输出功率以驱动所述车辆。
2.根据权利要求1所述的插电式燃料电池车辆的能量管理方法，其特征在于，所述燃料电池的所述额定功率输出模式适配于所述第二SOC区间被配置为结合实时的车辆功率需求调整所述燃料电池的工作状态包括：
若实时的车辆需求功率小于或等于动力电池的输出功率，则控制所述燃料电池不启动，否则控制所述燃料电池启动并以额定功率输出功率以驱动所述车辆。
3.根据权利要求2所述的插电式燃料电池车辆的能量管理方法，其特征在于，所述燃料电池的所述额定功率输出模式适配于所述第二SOC区间被配置为调整所述燃料电池的工作状态还包括：
在所述控制所述燃料电池启动并以额定功率输出功率以驱动所述车辆之后，若实时的车辆需求功率大于所述燃料电池的额定功率与所述动力电池的当前输出功率之和，则对所述燃料电池进行恒压控制或恒流控制以提高所述燃料电池的输出功率。
4.根据权利要求1所述的插电式燃料电池车辆的能量管理方法，其特征在于，所述燃料电池的所述最大效率输出模式适配于所述第三SOC区间被配置为结合实时的车辆功率需求调整所述燃料电池的工作状态包括：
若实时的车辆需求功率小于或等于动力电池的输出功率，则控制所述燃料电池不启动，否则控制所述燃料电池启动并以最大效率输出功率以驱动所述车辆。
5.一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行权利要求1-4中任意一项所述的插电式燃料电池车辆的能量管理方法。
6.一种控制器，其特征在于，用于运行程序，其中，所述程序被运行时用于执行：根据权利要求1-4中任意一项所述的插电式燃料电池车辆的能量管理方法。
7.一种插电式燃料电池车辆的电池控制系统，其特征在于，所述电池控制系统包括：动力电池系统、燃料电池系统以及权利要求6所述的控制器，该控制器用于对所述动力电池系统和所述燃料电池系统进行能量管理。
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| CN115320415A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-11-11 | 中国第一汽车股份有限公司 | 车辆控制方法、装置、存储介质及电子装置 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106347145A (zh) * | 2016-10-11 | 2017-01-25 | 浙江吉利新能源商用车有限公司 | 用于电动车辆的功率跟随器与动力电池的控制装置及方法 |
| CN107499155A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-12-22 | 航天新长征电动汽车技术有限公司 | 一种基于燃料电池和锂电池的混动车控制方法及控制系统 |
Family Cites Families (9)
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|---|---|---|---|---|
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| KR101866020B1 (ko) * | 2016-04-26 | 2018-06-08 | 현대자동차주식회사 | 연료전지 차량의 시동 제어방법 |
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| US10566811B2 (en) * | 2017-01-11 | 2020-02-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus estimating and controlling battery state |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106347145A (zh) * | 2016-10-11 | 2017-01-25 | 浙江吉利新能源商用车有限公司 | 用于电动车辆的功率跟随器与动力电池的控制装置及方法 |
| CN107499155A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-12-22 | 航天新长征电动汽车技术有限公司 | 一种基于燃料电池和锂电池的混动车控制方法及控制系统 |
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