CN113276677B - 一种氢燃料货厢式医疗车的电器架构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氢燃料货厢式医疗车的电器架构，该架构包括VCU、氢系统总成、高压电池包、附件控制器和逆变器；VCU通过CAN总线分别和高压电池包、氢系统总成、附件控制器、逆变器连接，所述高压电池包分别和氢系统总成、附件控制器、逆变器通过高压电气连接；高压电池包用于根据氢系统总成的输出功率和设备需求功率之间的关系输出或输入相应大小的功率；所述逆变器用于将高压电池包或氢系统总成输出的直流电转化为220V的交流电。本发明技术方案实现了氢燃料医疗车外出时，无需附带发电机或外接220V市电，便可满足医疗车内医疗设备的用电需求。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种氢燃料货厢式医疗车的电器架构。
背景技术
伴随经济发展，能源短缺和环境污染问题日益突出，我国开始重视氢燃料电池车的研究和开发，其技术发展已被提升到国家战略规划层次，国家《打赢蓝天保卫战三年行动计划》明确指出要求加速老旧车辆淘汰和新能源汽车切换。由于氢能具有资源丰富、清洁环保和可循环利用等一系列优点，也被视为未来能源系统的重要组成部分，氢燃料汽车开始进入大众的视野。
目前国内并无货厢式医疗车，传统大巴式医疗车沿用燃油发动机结构，医疗车外出工作时，通常需要附带发电机或医疗设备外接220V市电；而传统大巴式医疗车内置发动机和小功率发电机，与普通发电机工作原理相同，造成资源重叠浪费，且汽油发电机排放污染大；当车上未配置发电机时，连接220V市电又极不便利，无法保证设备正常使用。
发明内容
本发明提供一种氢燃料货厢式医疗车的电器架构，实现氢燃料医疗车外出时，无需附带发电机或外接220V市电，便可满足医疗车内医疗设备的用电需求。
本发明一实施例提供一种氢燃料货厢式医疗车的电器架构，包括VCU、氢系统总成、高压电池包、附件控制器和逆变器；
所述VCU通过CAN总线分别和高压电池包、氢系统总成、附件控制器、逆变器连接，所述高压电池包分别和氢系统总成、附件控制器、逆变器通过高压电气连接；
所述VCU用于获取所述附件控制器的输入电压、输入电流和所述逆变器的输入电压、输入电流，并根据所述附件控制器的输入电压、输入电流和所述逆变器的输入电压、输入电流计算整车的设备需求功率；
所述VCU用于获取所述高压电池包的第三信息和所述氢系统总成的第四信息，并根据所述设备需求功率、第三信息和第四信息计算氢系统总成的输出功率；
所述高压电池包用于根据氢系统总成的输出功率和设备需求功率之间的关系输出或输入相应大小的功率；
所述逆变器用于将高压电池包或氢系统总成输出的直流电转化为220V的交流电。
进一步的，所述第三信息包括SOC值和高压电池包功率点，所述第四信息包括氢系统总成功率点；
所述VCU用于获取所述高压电池包的第三信息和所述氢系统总成的第四信息，并根据所述设备需求功率、第三信息和第四信息计算氢系统总成的输出功率，具体为：
获取当前的SOC值、高压电池包功率点和氢系统总成功率点；并根据所述SOC值，确定所述SOC值当前处在的控制区间；其中，所述控制区间根据SOC值从高到低，依次划分为第一区间、第二区间、第三区间和第四区间；
当所述SOC值当前处在的控制区间为所述第二区间时，根据所述氢系统总成功率点、高压电池包功率点和设备需求功率之间的关系，控制氢系统总成输出功率和高压电池包输出功率的大小，或控制氢系统总成输出功率和高压电池包输入功率的大小；
当所述SOC值当前处在的控制区间为第三区间时，根据所述氢系统总成功率点、高压电池包功率点和设备需求功率之间的关系，控制氢系统总成输出功率和高压电池包输出功率的大小，或控制氢系统总成输出功率和高压电池包输入功率的大小；
当所述SOC值当前处在的控制区间为所述第四区间时，根据所述氢系统总成功率点、高压电池包功率点和设备需求功率之间的关系，控制氢系统总成输出功率的大小，进而控制所述高压电池包输入功率等于氢系统总成输出功率与设备需求功率之差。
进一步的，所述氢系统总成功率点包括第一功率、第二功率、第三功率、第四功率，所述第一功率为氢系统总成工作时的最小输出功率，所述第二功率为氢系统总成在高效区间工作时的最小输出功率，所述第三功率为氢系统总成在高效区间工作时的最大输出功率，所述第四功率为氢系统总成工作效率最高时的输出功率；
所述高压电池包功率点包括第六功率和第七功率，所述第六功率为电池的最大输出功率，所述第七功率为电池的最大输入功率。
进一步的，当所述SOC值当前处在的控制区间为所述第二区间时，根据所述氢系统总成功率点、高压电池包功率点和设备需求功率之间的关系，控制氢系统总成输出功率和高压电池包输出功率的大小，或控制氢系统总成输出功率和高压电池包输入功率的大小，具体包括：
当所述设备需求功率大于等于第三功率与第六功率之和时，控制氢系统总成输出功率等于设备需求功率与第六功率之差，进而控制高压电池包输出功率等于第六功率；
当所述设备需求功率大于等于第三功率，且小于第三功率与第六功率之和时，控制氢系统总成输出功率等于第三功率，进而控制高压电池包输出功率等于设备需求功率和第三功率之差；
当所述设备需求功率大于等于第四功率，且小于第三功率时，控制氢系统总成输出功率等于第四功率，进而控制高压电池包输出功率等于设备需求功率和第四功率之差；
当所述设备需求功率大于等于第一功率，且小于第四功率时，控制氢系统总成输出功率等于设备需求功率，进而控制高压电池包输出功率等于设备需求功率和氢系统总成输出功率之差；
当所述设备需求功率小于等于第一功率时，控制氢系统总成输出功率等于第一功率，进而控制高压电池包输出入率等于氢系统总成输出功率和设备需求功率之差。
进一步的，当所述SOC值当前处在的控制区间为第三区间时，根据所述氢系统总成功率点、高压电池包功率点和设备需求功率之间的关系，控制氢系统总成输出功率和高压电池包输出功率的大小，或控制氢系统总成输出功率和高压电池包输入功率的大小，具体包括：
当所述设备需求功率大于等于第三功率与第六功率之和时，控制氢系统总成输出功率等于设备需求功率与第六功率之差，进而控制高压电池包输出功率等于第六功率；
当所述设备需求功率大于等于第三功率，且小于第三功率与第六功率之和时，控制氢系统总成输出功率等于第三功率，进而控制电池输出功率等于设备需求功率和第三功率之差；
当所述设备需求功率大于等于第四功率小于第三功率，且第七功率大于等于第三功率与设备需求功率之差时，控制氢系统总成输出功率等于第三功率，进而控制高压电池包输入功率等于第三功率与设备需求功率之差；
当所述设备需求功率大于等于第四功率小于第三功率，且第七功率小于第三功率与设备需求功率之差时，控制氢系统总成输出功率等于第三功率与第七功率之差，进而控制高压电池包输入功率等于氢系统总成输出功率与设备需求功率之差；
当所述设备需求功率小于第四功率，且第七功率大于等于第四功率与设备需求功率之差时，控制氢系统总成输出功率等于第四功率，进而控制高压电池包输入功率等于氢系统总成输出功率与设备需求功率之差；
当所述设备需求功率小于第四功率，且第七功率小于第四功率与设备需求功率之差时，控制氢系统总成输出功率等于第四功率与第七功率之差，进而控制高压电池包输入功率等于氢系统总成输出功率与设备需求功率之差。
进一步地，当所述SOC值当前处在的控制区间为所述第四区间时，根据所述氢系统总成功率点、高压电池包功率点和设备需求功率之间的关系，控制氢系统总成输出功率的大小，具体包括：
当设备需求功率大于等于所述第三功率时，控制氢系统总成输出功率等于设备需求功率；
当设备需求功率小于所述第三功率，且所述第三功率与设备需求功率之差小于等于第七功率时，控制氢系统总成输出功率等于第三功率；
当设备需求功率小于所述第三功率，且所述第三功率与设备需求功率之差大于第七功率时，控制氢系统总成输出功率等于第三功率与第七功率之差。
进一步地，所述氢系统总成包括燃料电池系统和供氢系统，所述供氢系统用于储存氢气并输送氢气至所述燃料电池系统；
所述燃料电池系统包括发动机、升压器、辅助散热系统和控制器；
所述发动机用于接收所述供氢系统输入的氢气，并将氢能转化为电能的反应堆；
所述升压器用于将所述发动机产生的电压提升至需求电压，并将所述发动机产生的电能输出至需求设备；
所述辅助散热系统用于给所述发动机、升压器和控制器散热，使所述燃料电池系统处于稳定的工作温度中。
所述控制器用于监控所述发动机、升压器和辅助散热系统的运行、控制所述供氢系统的开闭、与VCU进行交互。
进一步地，所述VCU、高压电池包、逆变器、低压电池、氢系统总成分别通过低压电气连接在低压电池上。
进一步地，所述附件控制器通过高压电气连接高压附件和电机。
进一步地，所所述逆变器通过高压电气连接上装用电器，所述上装用电器为医疗车上装的所有用电器的总和。
本发明的实施例，具有如下有益效果：
本发明提供了一种氢燃料货厢式医疗车的电器架构，该架构通过氢系统总成将氢能转化为电能后，直接通过高压电气输送至逆变器和附件控制器，并将多余部分储存在高压电池包中，所述附件控制器通过高压电气连接整车的高压附件和电机，实现对整车高压附件和电机的监控和供能；同时，所述逆变器将高压电池包或氢系统总成输出的直流电转化为220V的交流电提供给整车的医疗设备使用，因而通过该架构可以实现氢燃料医疗车为整车医疗设备的直接供电，从而避免了附带发电机或外接220V市电所产生的不便。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的电器架构拓扑图；
图2是本发明一实施例提供的功率分配图；
图3是本发明一实施例提供的SOC区间图；
图4是本发明一实施例提供的氢系统总成工作效率和输出功率图；
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
本发明一实施例提供的一种氢燃料货厢式医疗车的电器架构，包括VCU、氢系统总成、高压电池包、附件控制器和逆变器；
所述VCU通过CAN总线分别和高压电池包、氢系统总成、附件控制器、逆变器连接，所述高压电池包分别和氢系统总成、附件控制器、逆变器通过高压电气连接；
所述VCU用于获取所述附件控制器的第一信息、获取所述逆变器的第二信息、获取所述高压电池包的第三信息和所述氢系统总成的第四信息，并根据所述第一信息和第二信息计算整车的设备需求功率，再根据所述设备需求功率、第三信息和第四信息计算氢系统总成的输出功率；
所述VCU再根据所述设备需求功率、第三信息和第四信息计算氢系统总成的输出功率，具体为：
所述第三信息包括SOC值和高压电池包功率点，所述第四信息包括氢系统总成功率点；
根据获取的氢系统总成功率点、高压电池包功率点和当前的SOC值；根据获取的SOC值，确定所述SOC值当前处在的控制区间；其中，所述控制区间根据SOC值从高到低，依次划分为第一区间、第二区间、第三区间和第四区间；
当所述SOC值当前处在的控制区间为所述第二区间时，根据所述氢系统总成功率点、高压电池包功率点和设备需求功率之间的关系，控制氢系统总成输出功率和高压电池包输出功率的大小，或控制氢系统总成输出功率和高压电池包输入功率的大小；
当所述SOC值当前处在的控制区间为第三区间时，根据所述氢系统总成功率点、高压电池包功率点和设备需求功率之间的关系，控制氢系统总成输出功率和高压电池包输入功率的大小，或控制氢系统总成输出功率和高压电池包输出功率的大小；
当所述SOC值当前处在的控制区间为所述第四区间时，根据所述氢系统总成功率点、高压电池包功率点和设备需求功率之间的关系，控制氢系统总成输出功率的大小，控制所述高压电池包输入功率等于氢系统总成输出功率与设备需求功率之差。
所述高压电池包用于根据氢系统总成的输出功率和设备需求功率之间的关系输出或输入相应大小的功率。
所述逆变器用于将高压电池包输出的直流电或氢系统总成输出的直流电转化为220V的交流电。
所述氢系统总成包括燃料电池系统和供氢系统，所述供氢系统用于储存氢气并输送氢气至所述燃料电池系统；
所述燃料电池系统包括发动机、升压器、辅助散热系统和控制器；
所述发动机用于接收所述供氢系统输入的氢气，并将氢能转化为电能；
所述升压器用于将所述发动机产生的电压提升至需求电压，并将所述发动机产生的电能输出至需求设备；
所述辅助散热系统用于给所述发动机、升压器和控制器散热，使燃料电池系统处于稳定的工作温度中。
所述控制器用于监控所述发动机、升压器和辅助散热系统的运行、控制所述供氢系统的开闭、与VCU进行交互。
更为详细的例子如下：
如图1所示，所述氢燃料货厢式医疗车的电器架构包括VCU、燃料电池系统(即图1中的氢燃料电池系统，下文皆使用燃料电池系统一词)、供氢系统、高压电池包、多合一控制器、高压附件、上装逆变器、上装用电器、电机和低压电池。
所述VCU通过CAN总线分别与所述燃料电池系统、高压电池包、多合一控制器、上装逆变器连接，所述燃料电池系统通过CAN总线连接供氢系统；
所述供氢系统用于储存氢气，控制氢瓶口阀的开闭，将氢气输送到所述燃料电池系统的氢反应堆；
所述燃料电池系统包括氢燃料发动机FCE、直流升压器DCF和氢系统控制器FCU；
所述氢燃料发动机FCE用于接收所述氢燃料系统输入的氢气，并将氢能转化为电能的反应堆；
所述直流升压器DCF用于将所述氢燃料发动机FCE中氢反应的电压提升至整车的需求电压，并将所述氢燃料发动机FCE产生的电能输出至整车的用电器和高压电池包；
所述辅助散热系统用于给所述发动机FCE、升压器DCF、控制器FCU散热，使所述燃料电池系统处于稳定的工作温度中。所述氢系统控制器FCU用于监控所述氢燃料发动机FCE和直流升压器DCF的运行、控制所述供氢系统瓶口电磁阀的开闭、与整车进行交互；所述氢系统控制器FCU通过CAN总线读取所述VCU发出的功率请求，控制供氢系统瓶口阀的开启和氢燃料电池反应的工作功率，同时使能DCF工作将电能输出到整车，给整车设备供电。
所述高压电池包分别和所述燃料电池系统、上装逆变器、多合一控制器通过高压电气连接，所述多合一控制器分别和所述电机、高压附件通过高压电气连接；
所述高压附件用于整车行驶(包括车辆的转向、制动和低压供电)和空调，所述电机用于整车驱动(当医疗车原地工作时，电机不做功)，所述多合一控制器用于控制和监控高压附件的运行。所述高压电池包包括高压电池组和电池管理系统BMS，所述高压电池组用于给整车和上装医疗设备供电，并储存燃料电池系统输出的多余的电量，所述电池管理系统BMS用于控制整车主负回路的通断，以及监控高压电池组的运行。
所述低压电池分别和所述燃料电池系统、所述供氢系统、所述高压电池包、所述多合一控制器、所述VCU通过低压电气连接。
如图1所示的氢燃料货厢式医疗车电器架构对应的零部件及其功能如下表所示：
上述架构通过燃料电池系统将氢能转化为电能直接通过高压电气输送至逆变器和附件控制器，并将多余部分储存在高压电池包中，所述多合一控制器通过高压电气连接整车的高压附件和电机，实现对整车高压附件和电机的监控和供能；同时，所述逆变器将高压电池包输出的直流电或氢系统总成输出的直流电转化为220V的交流电提供给整车的医疗设备使用，因而通过该架构可以实现氢燃料医疗车为整车医疗设备的直接供电，而避免了附带发电机或外接220V市电所产生的不便。
与所述氢燃料货厢式医疗车的电器架构对应的一种氢燃料货厢式医疗车的功率 分配方法，包括以下步骤：
获取所述氢系统总成功率点、高压电池包功率点和当前的SOC值；根据获取的SOC值，确定所述SOC值当前处在的控制区间；其中，所述控制区间根据SOC值从高到低，依次划分为第一区间、第二区间、第三区间和第四区间；
当所述SOC值当前处在的控制区间为所述第二区间时，根据所述氢系统总成功率点、高压电池包功率点和设备需求功率之间的关系，控制氢系统总成的输出功率和高压电池包的输出功率的大小，或控制氢系统总成输出功率和高压电池包输入功率的大小；
当所述SOC值当前处在的控制区间为第三区间时，根据所述氢系统总成功率点、高压电池包功率点和设备需求功率之间的关系，控制氢系统总成的输出功率和高压电池包的输出功率的大小，或控制氢系统总成的输出功率和高压电池包的输入功率的大小；
当所述SOC值当前处在的控制区间为所述第四区间时，根据所述氢系统总成功率点、高压电池包功率点和设备需求功率之间的关系，控制氢系统总成的输出功率的大小，进而控制所述高压电池包的输入功率等于氢系统总成的输出功率与设备需求功率之差。
进一步的，所述高压电池包在所述第一区间至第四区间中根据高压电池包的外特性进行充电或放电。
如图2所示，所述氢燃料货厢式医疗车的电器架构对应的更为详细的功率分配方法为：
步骤S1：所述VCU通过CAN总线读取多合一控制器的输入功率和上装逆变器的输入功率，并计算整车的需求功率pload为多合一控制器的输入功率与上装逆变器的输入功率之和；
步骤S11：所述VCU通过CAN总线获取氢燃料电池系统的第一功率、第二功率、第三功率和第四功率，并通过CAN总线获取高压电池包的第六功率和第七功率；
如图4所示，横坐标表示氢系统总成的输出功率，纵坐标表示氢系统总成的工作效率，可见氢系统总成的输出功率和工作效率之间呈正态分布的关系；所述第一功率为pmin，所述第二功率为peffx1，所述第三功率为peffmax，所述第四功率为peffx2；氢系统总成的输出功率范围在[pmin,pmax],氢系统总成工作的高效区间在[peffx1,peffmax]；所述第一功率为氢系统总成工作时的最小输出功率，所述第二功率为氢系统总成在高效区间工作时的最小功率，所述第三功率为氢系统总成在高效区间工作时的最大功率，所述第四功率为氢系统总成工作效率最高时的输出功率，所述第六功率为高压电池包的最大输出功率pdlim，所述第七功率为高压电池包的最大输入功率pclim。
步骤S12：所述VCU根据SOC值从高到低，将控制区间依次划分为第一区间、第二区间、第三区间和第四区间。
优选地，如图4所示，所述第一区间为SOC＝(90，100](即纯电区间)，所述第二区间为SOC＝(60，90](即高效上半区间)，所述第三区间为SOC＝(30，60](即高效下半区间)，所述第四区间为SOC＝(30，60](即补电区间)。
步骤S2：所述VCU判断当前的SOC＝(90，100]时，控制所述氢燃料电池系统输出功率pout为0，进而控制所述高压电池包输出功率等于设备需求功率，即在第一区间内全程由电池做功，燃料电池不参与做工。
步骤S3：所述VCU判断当前的SOC＝(60，90]时，当所述设备需求功率大于等于第三功率与第六功率之和时(即peffmax+pdlim≤pload)，控制氢系统总成输出功率等于设备需求功率与第六功率之差(即pout＝pload–pdlim)，进而控制高压电池包输出功率等于第六功率；此时氢系统总成输出功率等于设备需求功率与电池放电能力之差，高压电池包几乎处于全功率做功。
当所述设备需求功率大于等于第三功率，且小于第三功率与第六功率之和时(即peffmax≤pload<peffmax+pdlim)，控制氢系统总成输出功率等于第三功率(即pout＝peffmax)，进而控制高压电池包输出功率等于设备需求功率和第二功率之差；此时氢系统总成按第三功率做功，高压电池包处于辅助做功的状态。
当所述设备需求功率大于等于第四功率，且小于第三功率时(即peffx2≤pload<peffmax)，控制氢系统总成输出功率等于第四功率(即pout＝peffx2)，进而控制高压电池包输出功率等于设备需求功率和第四功率之差；此时氢系统总成按第四功率做工，高压电池包处于辅助做功的状态。
当所述设备需求功率大于等于第一功率，且小于第四功率时(即pmin≤pload<peffx2)，控制氢系统总成输出功率等于设备需求功率(即pout＝pload)，进而控制高压电池包输出功率等于设备需求功率和氢系统总成输出功率之差；此时氢系统总成按设备需求功率做功，高压电池包处于辅助做功的状态。
当所述设备需求功率小于等于第一功率时(即pload≤pmin)，控制氢系统总成输出功率等于第一功率(即pout＝pmin)，进而控制高压电池包输入功率等于氢系统总成输出和设备需求功率之差；此时氢系统总成按第一功率做功，高压电池包处于辅助做功的状态。
在所述第二区间内，由于SOC处在一个较高的范围，电池的放电能力较强，而充电能力较弱，因此在第二区间内尽量使氢系统总成在保持高效区间工作，高压电池包全程辅助做功。
步骤S4：所述VCU判断当前的SOC＝(30，60]时，当所述设备需求功率大于等于第三功率与第六功率之和时(即peffmax+pdlim≤pload)，控制氢系统总成输出功率等于设备需求功率与第六功率之差(即pout＝pload-pdlim)，进而控制高压电池包输出功率等于第六功率；此时氢系统总成按高效做功已经无法满足整车需求，因此氢系统总成输出功率应等于设备需求功率与高压电池包的放电能力之差，高压电池包处于全功率做功的状态
当所述设备需求功率大于等于第三功率，且小于第三功率与第六功率之和时(即peffmax≤pload<peffmax+pdlim)，控制氢系统总成输出功率等于第三功率(即pout＝peffmax)，进而控制电池输出功率等于设备需求功率和第三功率之差；此时氢系统总成按第三功率做功，高压电池包处于辅助做功的状态。
当所述设备需求功率大于等于第四功率小于第三功率(即peffx2≤pload<peffmax)，且第七功率大于等于第三功率与设备需求功率之差时(即peffmax-pload≤pclim)，控制氢系统总成输出功率等于第三功率(即pout＝peffmax)，进而控制高压电池包输入功率等于第三功率与设备需求功率之差；此时氢系统总成按第三功率做功，高压电池包吸收储存电堆输出多余的电量。
当所述设备需求功率大于等于第四功率小于第三功率(即peffx2≤pload<peffmax)，且第七功率小于第三功率与设备需求功率之差时(即peffmax-pload>pclim)，控制氢系统总成输出功率等于第三功率与第七功率之差(即pout＝peffmax-pclim)，进而控制高压电池包输入功率等于氢系统总成输出功率与设备需求功率之差；此时氢系统总成输出功率应等于第三功率与高压电池包充电能力之差，高压电池包吸收储存电堆输出多余的电量。
当所述设备需求功率小于第四功率，且第七功率大于等于第四功率与设备需求功率之差时(即pload<peffx2且peffx2-pload≤pclim)，控制氢系统总成输出功率等于第四功率(即pout＝peffx2)，进而控制高压电池包输入功率等于氢系统总成输出功率与设备需求功率之差；此时氢系统总成输出功率应等于第四功率，高压电池包吸收储存电堆输出多余的电量。
当所述设备需求功率小于第四功率，且第七功率小于第四功率与设备需求功率之差时(即pload<peffx2且peffx2-pload>pclim)，控制氢系统总成输出功率等于第四功率与第七功率之差(即pout＝peffx2-pclim)，进而控制高压电池包输入功率等于氢系统总成输出功率与设备需求功率之差；此时氢系统总成输出功率应等于第四功率与高压电池包充电能力之差，高压电池包吸收储存电堆输出多余的电量。
在所述第三区间内，由于SOC处在一个中间范围，电池的充放电能力都较强，因此在第三区间内尽量使氢系统总成在保持高效区间工作，高压电池包兼顾做功和放电。
步骤S5：所述VCU判断当前的SOC＝(30，60]时，当设备需求功率大于等于第三功率时(即peffmax≤pload)，控制氢系统总成输出功率等于设备需求功率(即pout＝pload)，进而控制所述高压电池包输入功率等于氢系统输出功率与设备需求功率之差；
当第三功率与设备需求功率之差小于等于第七功率时(即peffmax–pload≤pclim)，控制氢系统总成输出功率等于第三功率(即pout＝peffmax)，进而控制所述高压电池包输入功率等于氢系统输出功率与设备需求功率之差；
当第三功率与设备需求功率之差大于第七功率时(即peffmax–pload>pclim)，控制氢系统总成输出功率等于第三功率与第七功率之差(即pout＝peffmax-pclim)，进而控制所述高压电池包输入功率等于氢系统输出功率与设备需求功率之差。
在所述第四区间内，由于SOC处在一个中低等范围，电池放电能力一般，但是充电能力较强，因此在第四区间内尽量使氢系统总成在保持较高功率工作以满足设备需求，高压电池包用于蓄电。
在设计时，医疗车原地工作电机功率为零，氢系统总成最高功率应大于所有附件设备最大功率之和(即高压附件与医疗设备的最大功率之和)。
本实施例提供的一种氢燃料货厢式医疗车的功率分配方法通过VCU控制实现功率分配，由于医疗设备在使用过程中的需求功率相对稳定，因此在开发该稳定工况的功率分配时，可使氢燃料反应堆尽可能地在高效区运行，以提升氢气的转化效率。高压电池包在各个SOC区间下，其充放电能力不相同，而氢燃料发动机的工作转化效率与其自身工作功率存在着一定的曲线关系，且为避免频繁开启、关闭氢燃料发动机延长发动机寿命。相较于当前针对行车工况开发的功率分配策略，本实施例提供的氢燃料货厢式医疗车的功率分配控制方法大幅提升了氢燃料反应堆在高效区运行的时间。
所述上装逆变器是指针对医疗设备的逆变器，用于将动力电池高压直流电或氢系统总成输出的直流电转成220V交流电。
所述上装用电器是指氢燃料货厢式医疗车上装所有的用电器总和。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
Claims (8)
1.一种氢燃料货厢式医疗车的电器架构，其特征在于，包括VCU、氢系统总成、高压电池包、附件控制器和逆变器；
所述VCU通过CAN总线分别和高压电池包、氢系统总成、附件控制器、逆变器连接，所述高压电池包分别和氢系统总成、附件控制器、逆变器通过高压电气连接；
所述VCU用于获取所述附件控制器的输入电压、输入电流和所述逆变器的输入电压、输入电流，并根据所述附件控制器的输入电压、输入电流和所述逆变器的输入电压、输入电流计算整车的设备需求功率；
所述VCU用于获取所述高压电池包的第三信息和所述氢系统总成的第四信息，并根据所述设备需求功率、第三信息和第四信息计算氢系统总成的输出功率；
所述高压电池包用于根据氢系统总成的输出功率和设备需求功率之间的关系输出或输入相应大小的功率；
所述逆变器用于将高压电池包或氢系统总成输出的直流电转化为220V的交流电；
所述第三信息包括SOC值和高压电池包功率点，所述第四信息包括氢系统总成功率点；
所述VCU用于获取所述高压电池包的第三信息和所述氢系统总成的第四信息，并根据所述设备需求功率、第三信息和第四信息计算氢系统总成的输出功率，具体为：
获取当前的SOC值、高压电池包功率点和氢系统总成功率点；并根据所述SOC值，确定所述SOC值当前处在的控制区间；其中，所述控制区间根据SOC值从高到低，依次划分为第一区间、第二区间、第三区间和第四区间；
当所述SOC值当前处在的控制区间为所述第二区间时，根据所述氢系统总成功率点、高压电池包功率点和设备需求功率之间的关系，控制氢系统总成输出功率和高压电池包输出功率的大小，或控制氢系统总成输出功率和高压电池包输入功率的大小；
当所述SOC值当前处在的控制区间为第三区间时，根据所述氢系统总成功率点、高压电池包功率点和设备需求功率之间的关系，控制氢系统总成输出功率和高压电池包输出功率的大小，或控制氢系统总成输出功率和高压电池包输入功率的大小；
当所述SOC值当前处在的控制区间为所述第四区间时，根据所述氢系统总成功率点、高压电池包功率点和设备需求功率之间的关系，控制氢系统总成输出功率的大小，进而控制所述高压电池包输入功率等于氢系统总成输出功率与设备需求功率之差；
所述氢系统总成功率点包括第一功率、第二功率、第三功率、第四功率，所述第一功率为氢系统总成工作时的最小输出功率，所述第二功率为氢系统总成在高效区间工作时的最小输出功率，所述第三功率为氢系统总成在高效区间工作时的最大输出功率，所述第四功率为氢系统总成工作效率最高时的输出功率；
所述高压电池包功率点包括第六功率和第七功率，所述第六功率为电池的最大输出功率，所述第七功率为电池的最大输入功率。
2.根据权利要求1所述的氢燃料货厢式医疗车的电器架构，其特征在于，当所述SOC值当前处在的控制区间为所述第二区间时，根据所述氢系统总成功率点、高压电池包功率点和设备需求功率之间的关系，控制氢系统总成输出功率和高压电池包输出功率的大小，或控制氢系统总成输出功率和高压电池包输入功率的大小，具体包括：
当所述设备需求功率大于等于第三功率与第六功率之和时，控制氢系统总成输出功率等于设备需求功率与第六功率之差，进而控制高压电池包输出功率等于第六功率；
当所述设备需求功率大于等于第三功率，且小于第三功率与第六功率之和时，控制氢系统总成输出功率等于第三功率，进而控制高压电池包输出功率等于设备需求功率和第三功率之差；
当所述设备需求功率大于等于第四功率，且小于第三功率时，控制氢系统总成输出功率等于第四功率，进而控制高压电池包输出功率等于设备需求功率和第四功率之差；
当所述设备需求功率大于等于第一功率，且小于第四功率时，控制氢系统总成输出功率等于设备需求功率，进而控制高压电池包输出功率等于设备需求功率和氢系统总成输出功率之差；
当所述设备需求功率小于等于第一功率时，控制氢系统总成输出功率等于第一功率，进而控制高压电池包输入功率等于氢系统总成输出功率和设备需求功率之差。
3.根据权利要求2所述的氢燃料货厢式医疗车的电器架构，其特征在于，当所述SOC值当前处在的控制区间为第三区间时，根据所述氢系统总成功率点、高压电池包功率点和设备需求功率之间的关系，控制氢系统总成输出功率和高压电池包输出功率的大小，或控制氢系统总成输出功率和高压电池包输入功率的大小，具体包括：
当所述设备需求功率大于等于第三功率与第六功率之和时，控制氢系统总成输出功率等于设备需求功率与第六功率之差，进而控制高压电池包输出功率等于第六功率；
当所述设备需求功率大于等于第三功率，且小于第三功率与第六功率之和时，控制氢系统总成输出功率等于第三功率，进而控制电池输出功率等于设备需求功率和第三功率之差；
当所述设备需求功率大于等于第四功率小于第三功率，且第七功率大于等于第三功率与设备需求功率之差时，控制氢系统总成输出功率等于第三功率，进而控制高压电池包输入功率等于第三功率与设备需求功率之差；
当所述设备需求功率大于等于第四功率小于第三功率，且第七功率小于第三功率与设备需求功率之差时，控制氢系统总成输出功率等于第三功率与第七功率之差，进而控制高压电池包输入功率等于氢系统总成输出功率与设备需求功率之差；
当所述设备需求功率小于第四功率，且第七功率大于等于第四功率与设备需求功率之差时，控制氢系统总成输出功率等于第四功率，进而控制高压电池包输入功率等于氢系统总成输出功率与设备需求功率之差；
当所述设备需求功率小于第四功率，且第七功率小于第四功率与设备需求功率之差时，控制氢系统总成输出功率等于第四功率与第七功率之差，进而控制高压电池包输入功率等于氢系统总成输出功率与设备需求功率之差。
4.根据权利要求3所述的氢燃料货厢式医疗车的电器架构，其特征在于，当所述SOC值当前处在的控制区间为所述第四区间时，根据所述氢系统总成功率点、高压电池包功率点和设备需求功率之间的关系，控制氢系统总成输出功率的大小，具体包括：
当设备需求功率大于等于所述第三功率时，控制氢系统总成输出功率等于设备需求功率；
当设备需求功率小于所述第三功率，且所述第三功率与设备需求功率之差小于等于第七功率时，控制氢系统总成输出功率等于第三功率；
当设备需求功率小于所述第三功率，且所述第三功率与设备需求功率之差大于第七功率时，控制氢系统总成输出功率等于第三功率与第七功率之差。
5.根据权利要求1所述的氢燃料货厢式医疗车的电器架构，其特征在于，所述氢系统总成包括燃料电池系统和供氢系统，所述供氢系统用于储存氢气并输送氢气至所述燃料电池系统；
所述燃料电池系统包括发动机、升压器、辅助散热系统和控制器；
所述发动机用于接收所述供氢系统输入的氢气，并将氢能转化为电能的反应堆；
所述升压器用于将所述发动机产生的电压提升至需求电压，并将所述发动机产生的电能输出至需求设备；
所述辅助散热系统用于给所述发动机、升压器和控制器散热，使所述燃料电池系统处于稳定的工作温度中；
所述控制器用于监控所述发动机、升压器和辅助散热系统的运行、控制所述供氢系统的开闭、与VCU进行交互。
6.根据权利要求5所述的氢燃料货厢式医疗车的电器架构，其特征在于，所述VCU、高压电池包、逆变器、低压电池、氢系统总成分别通过低压电气连接在低压电池上。
7.根据权利要求6所述的氢燃料货厢式医疗车的电器架构，其特征在于，所述附件控制器通过高压电气连接高压附件和电机。
8.根据权利要求1-7任一项所述的氢燃料货厢式医疗车的电器架构，其特征在于，所述逆变器通过高压电气连接上装用电器，所述上装用电器为医疗车上装的所有用电器的总和。
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