CN112937375B - 一种基于行驶工况的燃料电池工程车能量控制方法 - Google Patents

一种基于行驶工况的燃料电池工程车能量控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于行驶工况的燃料电池工程车能量控制方法，燃料电池工程车包括整车控制系统、电机驱动系统、上装雾炮系统、锂电池系统和氢燃料电池系统，整车控制系统分别观测上装雾炮系统、电机驱动系统以及电机驱动系统当前的工作状态，提前判断是否允许氢燃料电池系统开启；针对燃料电池工程车行驶在不同工况下，预判燃料电池工程车上装雾炮系统、电机驱动系统需求功率变化的趋势，提前控制燃料电池工程车氢燃料电池系统、锂电池系统功率的及时响应，避免能量无法及时补充，影响燃料电池工程车的续航及输出能力。

Description

一种基于行驶工况的燃料电池工程车能量控制方法
技术领域
本发明涉及新能源汽车控制技术领域，尤其涉及一种基于行驶工况的燃料电池工程车能量控制方法。
背景技术
汽车是常用的交通工具，其用于交通运输和代步出行已广为接受，传统的汽车以汽车发动机作为动力源，使用石化燃料，石化燃料燃烧产生的尾气对人体健康和生态环境造成了巨大的危害。随着全球日益增长的能源需求不断扩大，加上环境问题越来越受到重视，新能源汽车作为一种清洁能源的利用方式得到了迅猛的发展。其中，燃料电池工程车具有高效率、零污染、低噪音、启动快等优势，其氢燃料电池是下一代车用动力的主要发展方向之一。
但是，目前对于氢燃料电池工程车的行驶工况下的能量控制方法还存在许多不足，燃料电池工程车行驶过程中，实际输出功率跟随负载的需求随时改变，导致燃料工程车系统功率长期处于波动状态，极易对氢燃料电池自身带来冲击，严重影响了氢燃料电池系统的使用寿命和可靠性。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种可优化燃料电池工程车的驱动功率、避免氢燃料电池系统电池功率频繁变化导致燃料电池堆与锂电池系统使用寿命受到影响的问题、减少氢气损耗、增加续航里程的基于行驶工况的燃料电池工程车能量控制方法。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种基于行驶工况的燃料电池工程车能量控制方法，所述燃料电池工程车包括整车控制系统(1)、电机驱动系统(2)、上装雾炮系统(3)、锂电池系统(4)和氢燃料电池系统(5)，整车控制系统(1)分别与电机驱动系统(2)、上装雾炮系统(3)、锂电池系统(4)和氢燃料电池系统(5)电性连接，氢燃料电池系统(5)的输出端与锂电池系统(4)的输入端电性连接，锂电池系统(4)的输出端分别与电机驱动系统(2)和上装雾炮系统(3)电性连接；整车控制系统(1)分别监测上装雾炮系统(3)以及电机驱动系统(2)当前的工作状态,并选择性的将氢燃料电池系统(5)开启；锂电池系统(4)分别向电机驱动系统(2)和上装雾炮系统(3)提供能源，使燃料电池工程车处于不同的工作状态，并使上装雾炮系统(3)向外输出功率；氢燃料电池系统(5)和电机驱动系统(2)还选择性的向锂电池系统(4)充电；
所述基于行驶工况的燃料电池工程车能量控制方法包括以下步骤：
S1：判断上装雾炮系统(3)的上电请求及上电状态：检测燃料电池工程车的高压上电状态，上电状态正常时，检测上装雾炮系统(3)的上电请求；当上装雾炮系统(3)有上电请求时，整车控制系统(1)向上装雾炮系统(3)发送高压上电指令，整车控制系统(1)接收到上装雾炮系统(3)的上电反馈信号后，使能上装雾炮系统(3)，执行步骤S2；当整车控制系统(1)没有接收到上装雾炮系统(3)的上电请求或者没有接收到上装雾炮系统(3)的上电反馈信号时，不使能上装雾炮系统(3)，执行步骤S6，燃料电池工程车处于停机状态；
S2：检测电机驱动系统(2)是否启动；当电机驱动系统(2)启动成功，执行步骤S3；当电机驱动系统(2)启动失败，执行步骤S6，燃料电池工程车进入停机状态；
S3：判断电机驱动系统(2)当前的工作状态：当电机驱动系统(2)处于驱动状态时，燃料电池工程车处于驱动模式；当电机驱动系统(2)处于制动状态时，燃料电池工程车处于制动模式，制动模式下电机驱动系统(2)回收能量并送回锂电池系统(4)；当电机驱动系统(2)处于停机状态时，燃料电池工程车处于停机模式，执行步骤S1；当电机驱动系统(2)处于驱动状态或者制动状态时，执行步骤S4；
S4：判断氢燃料电池系统(5)是否正常工作：当氢燃料电池系统(5)正常工作时，氢燃料电池系统(5)与锂电池系统(4)均参与工作；当氢燃料电池系统(5)不能正常工作时，锂电池系统(4)单独工作；确认氢燃料电池系统(5)的工作状态后，执行步骤S5；
S5：当燃料电池工程车处于驱动模式或者制动模式时，且上装雾炮系统(3)使能后，确认上装雾炮系统(3)的功率需求的范围后，再确认锂电池系统(4)的剩余电量SOC，根据上装雾炮系统(3)的功率需求范围、锂电池系统(4)的剩余电量SOC，进行锂电池系统(4)和氢燃料电池系统(5)功率配比的合理输出锂电池系统(4)向电机驱动系统(2)或者上装雾炮系统(3)输出功率；整车控制系统(1)还使锂电池系统(4)或者氢燃料电池系统(5)在不同剩余电量SOC时向上装雾炮系统(3)输出相同或者不同的功率；当锂电池系统(4)剩余电量低，锂电池系统(4)的输出无法满足动力需求时，整车控制系统(1)选择性的使电机驱动系统(2)停机，执行步骤S6；
S6：当燃料电池工程车处于停机状态时，整车控制系统(1)发送上装雾炮系统(3)下电指令，当整车控制系统(1)接收到上装雾炮系统(3)没有高压状态后，且上装雾炮系统(3)下电完成，整车控制系统(1)使电机驱动系统(2)处于停机模式；当整车控制系统(1)发送上装雾炮系统(3)下电指令，且上装雾炮系统(3)维持上电状态时，则整车控制系统(1)限制氢燃料电池系统(5)不向外输出功率。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述步骤S5中确认锂电池系统(4)的剩余电量SOC，是将锂电池系统(4)的电量从最小值到最大值之间划分为若干个相邻的电量区间，各电量区间按由小到大的顺序顺次排列；在锂电池系统(4)的电量从最小值到最大值之间设置至少一个电量阈值，电量阈值位于锂电池系统(4)两个相邻最低电量区间的端点处；整车控制系统(1)判断锂电池系统(4)剩余电量SOC所在的电量区间。
进一步优选的，所述整车控制系统(1)根据锂电池系统(4)的剩余电量SOC所在的电量区间以及上装雾炮系统(3)功率需求的范围限制氢燃料电池系统(5)的输出功率，氢燃料电池系统(5)输出功率不超过氢燃料电池系统(5)最大允许输出功率。
更进一步优选的，所述确认上装雾炮系统(3)的功率需求的范围，是当燃料电池工程车处于驱动模式时，根据电机驱动系统(2)功率需求<锂电池系统(4)最大允许放电功率+氢燃料电池系统(5)输出功率，由不等式左右两边的差值来限定上装雾炮系统(3)的功率需求的范围；当燃料电池工程车处于制动模式时，电机驱动系统(2)功率需求<锂电池系统(4)最大允许充电功率—氢燃料电池系统(5)输出功率，由不等式左右两边的差值来限定上装雾炮系统(3)的功率需求的范围。
再进一步优选的，所述锂电池系统(4)的剩余电量SOC位于不超过电量阈值的电量区间时，整车控制系统(1)使电机驱动系统(2)进入停机状态，执行步骤S6；锂电池系统(4)的剩余电量SOC位于超过电量阈值的电量区间时，如氢燃料电池系统(5)正常工作，氢燃料电池系统(5)输出功率并向锂电池系统(4)充电，由锂电池系统(4)向电机驱动系统(2)或者上装雾炮系统(3)输出功率；如氢燃料电池系统(5)不工作，由锂电池系统(4)单独向电机驱动系统(2)或者上装雾炮系统(3)输出功率。
更进一步的优选的，所述整车控制系统(1)还检测燃料电池工程车的当前车速；当氢燃料电池系统(5)正常工作，燃料电池工程车车速为零时的氢燃料电池系统(5)的输出功率小于燃料电池工程车车速不为零时的输出功率。
进一步优选的，还根据上装雾炮系统(3)的功率需求的范围最小值到最大值划分为若干相邻的功率需求区间，各功率需求区间按由小到大的顺序顺次排列；整车控制系统(1)将上装雾炮系统(3)的各个功率需求区间与一个或者多个锂电池系统(4)的剩余电量SOC超过电量阈值的电量区间相关联，整车控制系统(1)使氢燃料电池系统(5)在功率需求区间相应的一个或者多个锂电池系统(4)的电量区间输出固定的功率。
本发明提供的一种基于行驶工况的燃料电池工程车能量控制方法，相对于现有技术，具有以下有益效果：
(1)本发明通过整车控制系统对电机驱动系统的工作状态进行确认，判定燃料电池工程车当前的工作状态，为后续控制进行分类对策；
(2)整车控制系统进一步对上装雾炮系统作为功率输出设备的工作状态进行检测，如其不能正常工作则需进行检修；
(3)整车控制系统检测氢燃料电池系统是否正常工作，以便后续可选择锂电池系统单独工作的纯电动模式或者锂电池系统与氢燃料电池系统共同工作的混合动力模式，同时也决定了后续上装雾炮系统的功率需求的范围大小；
(4)确认锂电池系统的剩余电量SOC有助于确认燃料电池工程车的输出功率以及上装雾炮系统的实际输出功率，还能及时提示电量不足需停机充电；
(5)在确认锂电池系统电量足够的情况下，根据电机驱动系统的功率需求和纯电动模式或者混合动力模式的输出功率的缺口来确定上装雾炮系统功率需求范围，确保满足启动或者制动状态需求并能够实现上装雾炮系统正常工作；
(6)将上装雾炮系统的各个功率需求区间与对应的锂电池系统的电量区间相关联，使氢燃料电池系统在一定功率需求范围和电量范围内的输出功率保持一定，抑制氢燃料电池系统的波动，节约氢燃料，增加燃料电池工程车的续航里程或者上装雾炮系统的输出功率；
(7)将锂电池系统的剩余电量SOC与上装雾炮系统的实际输出功率进一步进行关联，约束其相应的对应关系，使得上装雾炮系统的实际需求功率不会超出锂电池系统或者氢燃料电池系统的功率输出能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种基于行驶工况的燃料电池工程车能量控制方法的流程图；
图2为本发明一种基于行驶工况的燃料电池工程车能量控制方法的燃料电池工程车的系统结构框图；
图3为本发明一种基于行驶工况的燃料电池工程车能量控制方法的判断电机驱动系统当前的工作状态的流程图；
图4为本发明一种基于行驶工况的燃料电池工程车能量控制方法的上装雾炮系统上电请求确认的流程图；
图5为本发明一种基于行驶工况的燃料电池工程车能量控制方法的驱动状态的锂电池系统和氢燃料电池系统的输出流程图；
图6为本发明一种基于行驶工况的燃料电池工程车能量控制方法的制动状态的锂电池系统和氢燃料电池系统的输出流程图；
图7为本发明一种基于行驶工况的燃料电池工程车能量控制方法的停机状态时的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
为了抑制氢燃料电池系统的波动，节约氢燃料，增加燃料电池工程车的续航里程或者上装雾炮系统的输出功率，本发明提供了一种基于行驶工况的燃料电池工程车能量控制方法，以下结合具体实施例来对本发明的实施过程进行说明。
实施例1：一种基于行驶工况的燃料电池工程车能量控制方法，如图2所示，其燃料电池工程车包括整车控制系统1、电机驱动系统2、上装雾炮系统3、锂电池系统4和氢燃料电池系统5，整车控制系统1分别与电机驱动系统2、上装雾炮系统3、锂电池系统4和氢燃料电池系统5电性连接，氢燃料电池系统5的输出端与锂电池系统4的输入端电性连接，锂电池系统4的输出端分别与电机驱动系统2和上装雾炮系统3电性连接；整车控制系统1分别监测上装雾炮系统3以及电机驱动系统2当前的工作状态,并选择性的将氢燃料电池系统5开启；锂电池系统4分别向电机驱动系统2和上装雾炮系统3提供能源，使燃料电池工程车处于不同的工作状态，并使上装雾炮系统3向外输出功率；氢燃料电池系统5和电机驱动系统2还选择性的向锂电池系统4充电。电机驱动系统2的输出部分可与燃料电池工程车的后桥连接。
如图1所示，其基于行驶工况的燃料电池工程车能量控制方法包括以下步骤：
S1：判断上装雾炮系统3的上电请求及上电状态：检测燃料电池工程车的高压上电状态，上电状态正常时，检测上装雾炮系统3的上电请求；当上装雾炮系统3有上电请求时，整车控制系统1向上装雾炮系统3发送高压上电指令，整车控制系统1接收到上装雾炮系统3的上电反馈信号后，使能上装雾炮系统3，执行步骤S2；当整车控制系统1没有接收到上装雾炮系统3的上电请求或者没有接收到上装雾炮系统3的上电反馈信号时，不使能上装雾炮系统3，执行步骤S6，燃料电池工程车处于停机状态；判断上装雾炮系统3的上电请求及上电状态的流程如图4所示。
S2：检测电机驱动系统2是否启动；当电机驱动系统2启动成功，执行步骤S3；当电机驱动系统2启动失败，执行步骤S6，燃料电池工程车进入停机状态；
S3：判断电机驱动系统2当前的工作状态：当电机驱动系统2处于驱动状态时，燃料电池工程车处于驱动模式；当电机驱动系统2处于制动状态时，燃料电池工程车处于制动模式，制动模式下电机驱动系统2回收能量并送回锂电池系统4；当电机驱动系统2处于停机状态时，燃料电池工程车处于停机模式，执行步骤S1；当电机驱动系统2处于驱动状态或者制动状态时，执行步骤S4；判断电机驱动系统2当前的工作状态的流程如图3所示。
S4：判断氢燃料电池系统5是否正常工作：当氢燃料电池系统5正常工作时，氢燃料电池系统5与锂电池系统4均参与工作；当氢燃料电池系统5不能正常工作时，锂电池系统4单独工作；确认氢燃料电池系统5的工作状态后，执行步骤S5。
S5：当燃料电池工程车处于驱动模式或者制动模式时，且上装雾炮系统3使能后，确认上装雾炮系统3的功率需求的范围后，再确认锂电池系统4的剩余电量SOC，根据上装雾炮系统3的功率需求范围、锂电池系统4的剩余电量SOC，进行锂电池系统4和氢燃料电池系统5功率配比的合理输出锂电池系统4向电机驱动系统2或者上装雾炮系统3输出功率；整车控制系统1还使锂电池系统4或者氢燃料电池系统5在不同剩余电量SOC时向上装雾炮系统3输出相同或者不同的功率；当锂电池系统4剩余电量低，锂电池系统4的输出锂电池系统(4)的输出无法满足动力需求时，整车控制系统1选择性的使电机驱动系统2停机，执行步骤S6。
图5和图6分别展示了驱动模式或者制动模式时锂电池系统4和氢燃料电池系统5的输出流程图。
S6：当燃料电池工程车处于停机状态时，整车控制系统1发送上装雾炮系统3下电指令，当整车控制系统1接收到上装雾炮系统3没有高压状态后，且上装雾炮系统3下电完成，整车控制系统1使电机驱动系统2处于停机模式，燃料电池工程车停车充电；当整车控制系统1发送上装雾炮系统3下电指令，且上装雾炮系统3维持上电状态时，则整车控制系统1限制氢燃料电池系统5不向外输出功率。如图7所示，图示展示了燃料电池工程车处于停机状态时的流程图。
其中，在步骤S5中确认锂电池系统4的剩余电量SOC，是将锂电池系统4的电量从最小值到最大值之间划分为若干个相邻的电量区间，各电量区间按由小到大的顺序顺次排列；在锂电池系统4的电量从最小值到最大值之间设置至少一个电量阈值，电量阈值位于锂电池系统4两个相邻最低电量区间的端点处；整车控制系统1判断锂电池系统4剩余电量SOC所在的电量区间。电量阈值可以设置为锂电池系统4正常工作所需的最小电量或者锂电池系统4能够独立驱动电机驱动系统2和上装雾炮系统3的电量。本实施例选取锂电池系统4正常工作所需的最小电量作为第一电量阈值，还选择性的将锂电池系统4能够独立驱动电机驱动系统2和上装雾炮系统3的电量作为第二电量阈值，这样可将锂电池系统4的电量分为至少三个电量区间，即[0，第一电量阈值]、(第一电量阈值，第二电量阈值]和(第三电量阈值，锂电池系统4电量最大值]三个电量区间。如图5和图6所示，展示了第一电量区间到第n电量区间，第一电量区间到第n电量区间的电量按由小到大的顺序排列。第一电量阈值是第一电量区间和第二电量区间的相邻的端点；第二电量阈值是第n—1电量区间与第n电量区间的相邻的端点。
具体的，确认上装雾炮系统3的功率需求的范围，是当燃料电池工程车处于驱动模式时，功率需求关系为：
电机驱动系统2功率需求<锂电池系统4最大允许放电功率+氢燃料电池系统5输出功率；
由不等式左右两边的差值可以确定上装雾炮系统3的功率需求的范围；
当燃料电池工程车处于制动模式时，功率需求关系为：
电机驱动系统2功率需求<锂电池系统4最大允许充电功率—氢燃料电池系统5输出功率，由不等式左右两边的差值来限定上装雾炮系统3的功率需求的范围。在燃料电池工程车处于驱动模式或者制动模式时，整车控制系统1根据锂电池系统4剩余电流SOC所在的电量区间以及上装雾炮系统3功率需求的范围限制氢燃料电池系统5的输出功率，氢燃料电池系统5输出功率不超过氢燃料电池系统5最大允许输出功率。即上述不等式中，氢燃料电池系统5输出功率≤氢燃料电池系统5最大允许输出功率。如果氢燃料电池系统5不能正常工作，则该项输出功率为零，对应于纯电动模式。
进一步如图5和图6所示，当锂电池系统4的剩余电量SOC位于不超过电量阈值的电量区间时，整车控制系统1使电机驱动系统2进入停机状态，执行步骤S6，如锂电池系统4的剩余电量SOC低于第一电量阈值，表示锂电池系统4的电量很低，无法进行大功率输出，此时电机驱动系统2进入停机状态，需要外部设备对锂电车系统4进行充电；锂电池系统4的剩余电量SOC位于超过第一电量阈值的电量区间时，锂电池系统4可以正常输出功率；如氢燃料电池系统5可正常工作，氢燃料电池系统5输出功率并向锂电池系统4充电，由锂电池系统4向电机驱动系统2或者上装雾炮系统3输出功率，对应图中的混合动力模式；如氢燃料电池系统5不工作，由锂电池系统4单独向电机驱动系统2或者上装雾炮系统3输出功率，对应图中的纯电动模式。
更进一步的，整车控制系统1还检测燃料电池工程车的当前车速；当氢燃料电池系统5正常工作时，燃料电池工程车车速为零时的氢燃料电池系统5的输出功率小于燃料电池工程车车速不为零时的输出功率。结合图5所示，用P1表示燃料电池工程车驱动模式下氢燃料电池系统5的输出功率，P2表示燃料电池工程车制动模式下氢燃料电池系统5的输出功率；混合动力模式下，根据锂电车系统4电量区间的不同，车速为零时，则整车控制系统1控制氢燃料电池系统5在不同电量区间的输出功率分别为P1—1、P1—3、……P1—2n-1，且P1—1>P1—3>……>P1—2n-1；车速不为零时，则整车控制系统1控制氢燃料电池系统5在不同电量区间的输出功率分别为P1—2、P1—4、……P1—2n，且P1—2>P1—4>……>P1—2n，而且满足，P1—2>P1—1>P1—4>P1—3>……>P1—2n>P1—2n-1。图6的制动状态同理，类似的有P2—2>P2—1>P2—4>P2—3>……>P2—2n>P2—2n-1；即在锂电池系统4剩余电量SOC所在电量区间的变化对应的设置了固定的氢燃料电池系统5的输出功率，可防止氢燃料电池系统5的输出功率突变，不仅节省氢气，还能燃料电池工程车的续航里程或者上装雾炮系统的输出功率。在纯电动模式下，氢燃料电池系统5没有功率输出。
本发明还可以根据上装雾炮系统3的功率需求的范围最小值到最大值划分为若干相邻的功率需求区间，各功率需求区间按由小到大的顺序顺次排列；整车控制系统1将上装雾炮系统3的各个功率需求区间与一个或者多个锂电池系统4的剩余电量SOC超过电量阈值的电量区间相关联，整车控制系统1使氢燃料电池系统5在功率需求区间相应的一个或者多个锂电池系统4的电量区间输出固定的功率。
实施例2：该实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例根据需求将锂电池系统4的电量从最小值到最大值之间划分为若六个相邻的电量区间；即在步骤S5中确认锂电池系统4的剩余电量SOC，是将锂电池系统4的电量从最小值到最大值之间划分为六个相邻的电量区间，在锂电池系统4的电量从最小值到最大值之间设置两个电量阈值，第一电量阈值位于锂电池系统4两个相邻最低电量区间的端点处，第一电量阈值选用锂电池系统4最大电量的40％；第二电量阈值设置为锂电池系统4能够独立驱动电机驱动系统2和上装雾炮系统3的电量，第二电量阈值选用锂电池系统4最大电量的85％。整车控制系统1判断锂电池系统4剩余电量SOC所在的电量区间。第一电量区间到第六电量区间按由小到大的顺序顺次排列为[0，40％)，[40％，60％)，[60％，70％)，[70％，80％)，[80％，85％)和[85％，100％]。
当锂电池系统4的剩余电量SOC位于不超过第一电量阈值的电量区间时，即锂电池系统4的剩余电量SOC小于锂电池系统4最大电量的40％时整车控制系统1使电机驱动系统2进入停机状态，执行步骤S6；锂电池系统4的剩余电量SOC位于第二电量区间到第六电量区间时，即锂电池系统4的剩余电量SOC大于等于第一电量阈值时，如氢燃料电池系统5正常工作，氢燃料电池系统5输出功率并向锂电池系统4充电，由锂电池系统4向电机驱动系统2或者上装雾炮系统3输出功率；当然，如氢燃料电池系统5不工作或者锂电池系统4的剩余电量SOC位于第六电量区间时，锂电池系统4电量接近全满时，即大于等于第二电量阈值时，可以由锂电池系统4单独向电机驱动系统2或者上装雾炮系统3输出功率。
整车控制系统1还检测燃料电池工程车的当前车速；当氢燃料电池系统5正常工作，燃料电池工程车车速为零时的氢燃料电池系统5的输出功率大于燃料电池工程车车速不为零时的输出功率。同样如图5和图6所示，用P1表示燃料电池工程车驱动模式下氢燃料电池系统5的输出功率，P2表示燃料电池工程车制动模式下氢燃料电池系统5的输出功率；根据锂电车系统4电量位于第二电量区间到第六电量区间，车速为零时，则整车控制系统1控制氢燃料电池系统5的输出功率分别为P1—1、P1—3、P1—5、P1—7和P1—9，且P1—1>P1—3>P1—5>P1—7>P1—9；如车速不为零，则整车控制系统1控制氢燃料电池系统5在第二电量区间到第六电量区间的输出功率分别为P1—2、P1—4、……P1—10，且P1—2>P1—4>P1—6>P1—8>P1—10，而且满足P1—2>P1—1>P1—4>P1—3>……>P1—10>P1—9；制动状态同理P2—2>P2—1>P2—4>P2—3>……>P2—10>P2—9。即在锂电池系统4剩余电量SOC所在电量区间的变化对应的设置了固定的氢燃料电池系统5的输出功率，可防止氢燃料电池系统5的输出功率突变，不仅节省氢气，还能燃料电池工程车的续航里程或者上装雾炮系统的输出功率。在纯电动模式下，氢燃料电池系统5没有功率输出。
上装雾炮系统的功率需求通常是固定的档位，例如30Kw或者60Kw，则功率需求区间为0—60Kw，30Kw和60Kw作为上装雾炮系统的两档输出。进一步令锂电车系统4剩余电量SOC位于第二电量区间到第六电量区间内，可以实现对上装雾炮系统的功率输出。具体的，锂电车系统4电量的剩余电量SOC位于第二电量区间或者第三电量区间时，上装雾炮系统的功率需求为低档位，即30Kw；当锂电车系统4电量的剩余电量SOC位于第四电量区间、第五电量区间或者第六电量区间时，上装雾炮系统的功率需求为高档位，即60Kw。
另外，也可以仅设置一个上装雾炮系统3的最低功率需求阈值，令上装雾炮系统3的最低功率需求阈值时锂电车系统4对应的输出功率为Y，锂电车系统4剩余电量SOC设置对应的上装雾炮系统输出功率的关系为：
锂电池系统4剩余电量SOC位于第一电量区间：氢燃料电池系统5没有功率输出，上装雾炮系统3也没有功率输出；
锂电池系统4剩余电量SOC位于第二电量区间—第六电量区间：锂电车系统4+氢燃料电池系统5输出功率＝Y+(n—1)×X；其中X为锂电车系统4剩余电量SOC每增加一个电量区间的额外功率附加；n表示当前锂电池系统4剩余电量SOC的电量区间。假定X取值为5时，表示随着电量区间的线性依次增加，即从第二电量区间到第六电量区间，锂电车系统4单独工作或者与氢燃料电池系统5混合工作输出功率与锂电池系统剩余电量SOC所处区间呈正比关系，即分别为Y、Y+5、Y+10、Y+15和Y+20，单位为Kw。电量区间数量可以根据需求调整，X取值也可以根据需要调整。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，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 (2)

1.一种基于行驶工况的燃料电池工程车能量控制方法，其特征在于：所述燃料电池工程车包括整车控制系统(1)、电机驱动系统(2)、上装雾炮系统(3)、锂电池系统(4)和氢燃料电池系统(5)，整车控制系统(1)分别与电机驱动系统(2)、上装雾炮系统(3)、锂电池系统(4)和氢燃料电池系统(5)电性连接，氢燃料电池系统(5)的输出端与锂电池系统(4)的输入端电性连接，锂电池系统(4)的输出端分别与电机驱动系统(2)和上装雾炮系统(3)电性连接；整车控制系统(1)分别监测上装雾炮系统(3)以及电机驱动系统(2)当前的工作状态,并选择性的将氢燃料电池系统(5)开启；锂电池系统(4)分别向电机驱动系统(2)和上装雾炮系统(3)提供能源，使燃料电池工程车处于不同的工作状态，并使上装雾炮系统(3)向外输出功率；氢燃料电池系统(5)和电机驱动系统(2)还选择性的向锂电池系统(4)充电；
所述基于行驶工况的燃料电池工程车能量控制方法包括以下步骤：
S1：判断上装雾炮系统(3)的上电请求及上电状态：检测燃料电池工程车的高压上电状态，上电状态正常时，检测上装雾炮系统(3)的上电请求；当上装雾炮系统(3)有上电请求时，整车控制系统(1)向上装雾炮系统(3)发送高压上电指令，整车控制系统(1)接收到上装雾炮系统(3)的上电反馈信号后，使能上装雾炮系统(3)，执行步骤S2；当整车控制系统(1)没有接收到上装雾炮系统(3)的上电请求或者没有接收到上装雾炮系统(3)的上电反馈信号时，不使能上装雾炮系统(3)，执行步骤S6，燃料电池工程车处于停机状态；
S2：检测电机驱动系统(2)是否启动；当电机驱动系统(2)启动成功，执行步骤S3；当电机驱动系统(2)启动失败，执行步骤S6，燃料电池工程车进入停机状态；
S3：判断电机驱动系统(2)当前的工作状态：当电机驱动系统(2)处于驱动状态时，燃料电池工程车处于驱动模式；当电机驱动系统(2)处于制动状态时，燃料电池工程车处于制动模式，制动模式下电机驱动系统(2)回收能量并送回锂电池系统(4)；当电机驱动系统(2)处于停机状态时，燃料电池工程车处于停机模式，执行步骤S1；当电机驱动系统(2)处于驱动状态或者制动状态时，执行步骤S4；
S4：判断氢燃料电池系统(5)是否正常工作：当氢燃料电池系统(5)正常工作时，氢燃料电池系统(5)与锂电池系统(4)均参与工作；当氢燃料电池系统(5)不能正常工作时，锂电池系统(4)单独工作；确认氢燃料电池系统(5)的工作状态后，执行步骤S5；
S5：当燃料电池工程车处于驱动模式或者制动模式时，且上装雾炮系统(3)使能后，确认上装雾炮系统(3)的功率需求的范围后，再确认锂电池系统(4)的剩余电量SOC，根据上装雾炮系统(3)的功率需求范围、锂电池系统(4)的剩余电量SOC，进行锂电池系统(4)和氢燃料电池系统(5)功率配比的合理输出锂电池系统(4)向电机驱动系统(2)或者上装雾炮系统(3)输出功率；整车控制系统(1)还使锂电池系统(4)或者氢燃料电池系统(5)在不同剩余电量SOC时向上装雾炮系统(3)输出相同或者不同的功率；当锂电池系统(4)剩余电量低，锂电池系统(4)的输出无法满足动力需求时，整车控制系统(1)选择性的使电机驱动系统(2)停机，执行步骤S6；
S6：当燃料电池工程车处于停机状态时，整车控制系统(1)发送上装雾炮系统(3)下电指令，当整车控制系统(1)接收到上装雾炮系统(3)没有高压状态后，且上装雾炮系统(3)下电完成，整车控制系统(1)使电机驱动系统(2)处于停机模式；当整车控制系统(1)发送上装雾炮系统(3)下电指令，且上装雾炮系统(3)维持上电状态时，则整车控制系统(1)限制氢燃料电池系统(5)不向外输出功率；
所述步骤S5中确认锂电池系统(4)的剩余电量SOC，是将锂电池系统(4)的电量从最小值到最大值之间划分为n个相邻的电量区间，各电量区间按由小到大的顺序顺次排列；在锂电池系统(4)的电量从最小值到最大值之间设置至少一个电量阈值，电量阈值位于锂电池系统(4)两个相邻最低电量区间的端点处；整车控制系统(1)判断锂电池系统(4)剩余电量SOC所在的电量区间；
所述整车控制系统(1)根据锂电池系统(4)的剩余电量SOC所在的电量区间以及上装雾炮系统(3)功率需求的范围限制氢燃料电池系统(5)的输出功率，氢燃料电池系统(5)输出功率不超过氢燃料电池系统(5)最大允许输出功率；
所述确认上装雾炮系统(3)的功率需求的范围，是当燃料电池工程车处于驱动模式时，根据电机驱动系统(2)功率需求<锂电池系统(4)最大允许放电功率+氢燃料电池系统(5)输出功率，由不等式左右两边的差值来限定上装雾炮系统(3)的功率需求的范围；当燃料电池工程车处于制动模式时，电机驱动系统(2)功率需求<锂电池系统(4)最大允许充电功率—氢燃料电池系统(5)输出功率，由不等式左右两边的差值来限定上装雾炮系统(3)的功率需求的范围；
所述锂电池系统(4)的剩余电量SOC位于不超过电量阈值的电量区间时，整车控制系统(1)使电机驱动系统(2)进入停机状态，执行步骤S6；锂电池系统(4)的剩余电量SOC位于超过电量阈值的电量区间时，如氢燃料电池系统(5)正常工作，氢燃料电池系统(5)输出功率并向锂电池系统(4)充电，由锂电池系统(4)向电机驱动系统(2)或者上装雾炮系统(3)输出功率；如氢燃料电池系统(5)不工作，由锂电池系统(4)单独向电机驱动系统(2)或者上装雾炮系统(3)输出功率；
还根据上装雾炮系统(3)的功率需求的范围最小值到最大值划分为若干相邻的功率需求区间，各功率需求区间按由小到大的顺序顺次排列；整车控制系统(1)将上装雾炮系统(3)的各个功率需求区间与一个或者多个锂电池系统(4)的剩余电量SOC超过电量阈值的电量区间相关联，整车控制系统(1)使氢燃料电池系统(5)在功率需求区间相应的一个或者多个锂电池系统(4)的电量区间输出固定的功率；
令上装雾炮系统(3)的最低功率需求阈值时锂电池 系统(4)对应的输出功率为Y，锂电池 系统(4)剩余电量SOC设置对应的上装雾炮系统输出功率的关系为：
锂电池系统(4)剩余电量SOC位于第一电量区间：氢燃料电池系统(5)没有功率输出，上装雾炮系统(3)也没有功率输出；锂电池系统(4)剩余电量SOC位于第二电量区间—第n电量区间时：锂电池 系统(4)+氢燃料电池系统(5)输出功率＝Y+(n—1)×X；其中X为锂电池 系统(4)剩余电量SOC每增加一个电量区间的额外功率附加；n表示当前锂电池系统(4)剩余电量SOC 的电量区间。
2.根据权利要求1所述的一种基于行驶工况的燃料电池工程车能量控制方法，其特征在于：所述整车控制系统(1)还检测燃料电池工程车的当前车速；当氢燃料电池系统(5)正常工作，燃料电池工程车车速为零时的氢燃料电池系统(5)的输出功率小于燃料电池工程车车速不为零时的输出功率。
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