CN115107583A - 燃料电池的能量管理方法、整车控制器、处理器与车辆 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种燃料电池的能量管理方法、整车控制器、处理器与车辆，该能量管理方法包括：计算动力电池当前的实时功率与预设逼近因子的乘积，得到预设功率值，并对预设功率值进行积分，得到第一目标值，预设逼近因子为第一预设区间中的数值；至少根据动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值；至少根据车辆的巡航功率值、补偿功率值以及第一目标值，确定燃料电池的目标设定功率值，巡航功率为根据预定速度确定的，预定速度为车辆处于定速巡航状态下的行驶速度，保证了计算较为简单，且确定的燃料电池的目标设定功率值较为准确，延长了动力电池的使用寿命以及提升了整车的能效，解决了现有技术中对燃料电池的功率管理较为不准确的问题。

Description

燃料电池的能量管理方法、整车控制器、处理器与车辆
技术领域
本申请涉及燃料电池领域，具体而言，涉及一种燃料电池的能量管理方法、整车控制器、计算机可读存储介质、处理器与车辆。
背景技术
燃料电池与动力电池的混合动力系统应用于重型商用车，可以实现高效的节能减排。以燃料电池在49t牵引车上应用为例，该车型工作以高速长距离运输为主。在车辆定速巡航时，采用燃料电池与动力电池串联驱动的方式，整车能效更高。而基于规则的混动能量管理方式，燃料电池的输出功率与整车的功率需求存在偏差，动力电池的SoC(荷电状态，State of Charge，简称SoC)在一定范围内动态变化，将会导致燃料电池发出的电会较大比例的存储到动力电池中，且动力电池电能吞吐能量损失，还会导致整车能效降低。
因此，亟需一种能够对燃料电池的功率进行精准管理的方法。
在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种燃料电池的能量管理方法、整车控制器、计算机可读存储介质、处理器与车辆，以解决现有技术中对燃料电池的功率管理较为不准确的问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种燃料电池的能量管理方法，车辆包括动力电池、燃料电池和整车控制器，所述能量管理方法应用在所述整车控制器中，所述能量管理方法包括：计算所述动力电池当前的实时功率与预设逼近因子的乘积，得到预设功率值，并对所述预设功率值进行积分，得到第一目标值，所述预设逼近因子为第一预设区间中的数值；至少根据所述动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值；至少根据所述车辆的巡航功率值、所述补偿功率值以及所述第一目标值，确定所述燃料电池的目标设定功率值，所述巡航功率值为根据预定速度确定的，所述预定速度为所述车辆处于定速巡航状态下的行驶速度。
可选地，确定所述动力电池当前的所述实时功率的过程包括：获取所述动力电池当前的电压和电流；根据所述电流和所述电压，确定所述动力电池当前的所述实时功率；对所述预设功率值进行积分，得到第一目标值，包括：根据预设积分区间，对所述预设功率值进行积分，得到所述第一目标值，所述预设积分区间为根据所述车辆的类型确定的。
可选地，至少根据所述动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值，包括：在所述动力电池当前的所述荷电状态值处于第二预设区间的范围内的情况下，确定所述补偿功率值为第一预定值；在所述动力电池当前的所述荷电状态值超过所述第二预设区间的上限的情况下，确定所述补偿功率值为第二预定值；在所述动力电池当前的所述荷电状态值低于所述第二预设区间的下限的情况下，确定所述补偿功率值为第三预定值，其中，所述第一预定值、所述第二预定值和所述第三预定值为通过查找预设SoC表格确定的。
可选地，至少根据所述车辆的巡航功率值、所述补偿功率值以及所述第一目标值，确定所述燃料电池的目标设定功率值，包括：计算所述巡航功率值与所述补偿功率值的和，得到第二目标值；计算所述第一目标值与所述第二目标值的和，得到第三目标值；根据所述第三目标值和所述燃料电池的许用功率值，确定所述燃料电池的所述目标设定功率值。
可选地，根据所述第三目标值和所述燃料电池的许用功率值，确定所述燃料电池的所述目标设定功率值，包括：将所述第三目标值和所述许用功率值中的最小值，确定为第四目标值；将所述第四目标值和第四预定值中的最大值，确定为第五目标值；根据所述第五目标值和变化速率限制区间，确定所述目标设定功率值。
可选地，所述车辆还包括燃料电池控制器，在根据所述第五目标值和变化速率限制区间，确定所述目标设定功率值之后，所述能量管理方法还包括：将所述目标设定功率值发送至所述燃料电池控制器，以使得所述燃料电池控制器控制所述燃料电池以所述目标设定功率值进行做功。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种整车控制器，车辆包括动力电池、燃料电池和整车控制器，所述整车控制器包括：功率决策单元，用于计算所述动力电池当前的实时功率与预设逼近因子的乘积，得到预设功率值，并对所述预设功率值进行积分，得到第一目标值，所述预设逼近因子为第一预设区间中的数值；SoC补偿单元，用于至少根据所述动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值；所述功率决策单元，还用于至少根据所述车辆的巡航功率值、所述补偿功率值以及所述第一目标值，确定所述燃料电池的目标设定功率值，所述巡航功率值为根据预定速度确定的，所述预定速度为所述车辆处于定速巡航状态下的行驶速度。
根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行任意一种所述的燃料电池的能量管理方法。
根据本发明实施例的再一方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行任意一种所述的燃料电池的能量管理方法。
根据本发明实施例的一方面，还提供了一种车辆，包括：整车控制器，所述整车控制器用于执行任意一种所述燃料电池的能量管理方法。
在本发明实施例中，所述的燃料电池的能量管理方法中，首先，计算所述动力电池当前的实时功率与预设逼近因子的乘积，得到预设功率值，并对所述预设功率值进行积分，得到第一目标值；然后，至少根据所述动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值；最后，至少根据所述车辆的巡航功率值、所述补偿功率值以及所述第一目标值，确定所述燃料电池的目标设定功率值。与现有技术中通过燃料电池过去一段时间内电量的消耗情况，或者通过燃料电池和动力电池的历史输出功率，确定燃料电池的目标功率设定值相比，本方案中只需对由动力电池的实时功率和预设逼近因子确定的预设功率值进行积分，得到第一目标值，再根据动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值，最后根据巡航功率值、补偿功率值和第一目标值，确定燃料电池的目标设定功率值，这样不仅保证了本方案的计算较为简单，还保证了确定出的燃料电池的目标设定功率值较为准确，从而解决了现有技术中对燃料电池的功率管理较为不准确的问题。另外，本方案中根据动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值，这样还降低了车辆在定速巡航的过程中动力电池的荷电状态值的波动程度，延长了动力电池的使用寿命以及提升了整车的能效。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本申请的一种实施例的燃料电池的能量管理方法的流程图；
图2示出了根据本申请的一种实施例的确定燃料电池的目标设定功率值的示意图；
图3示出了根据本申请的一种实施例的整车控制器的结构示意图；
图4示出了根据本申请的又一种实施例的整车控制器的结构示意图；
图5示出了根据本申请的一种实施例的车辆的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
正如背景技术中所说的，现有技术中对燃料电池的功率管理较为不准确，为了解决上述问题，本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种燃料电池的能量管理方法、整车控制器、计算机可读存储介质、处理器与车辆。
根据本申请的实施例，提供了一种燃料电池的能量管理方法。
图1是根据本申请实施例的燃料电池的能量管理方法的流程图。车辆包括动力电池、燃料电池和整车控制器，上述能量管理方法应用在上述整车控制器中，如图1所示，该能量管理方法包括以下步骤：
步骤S101，计算上述动力电池当前的实时功率与预设逼近因子的乘积，得到预设功率值，并对上述预设功率值进行积分，得到第一目标值，上述预设逼近因子为第一预设区间中的数值；
步骤S102，至少根据上述动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值；
步骤S103，至少根据上述车辆的巡航功率值、上述补偿功率值以及上述第一目标值，确定上述燃料电池的目标设定功率值，上述巡航功率值为根据预定速度确定的，上述预定速度为上述车辆处于定速巡航状态下的行驶速度。
上述的燃料电池的能量管理方法中，首先，计算上述动力电池当前的实时功率与预设逼近因子的乘积，得到预设功率值，并对上述预设功率值进行积分，得到第一目标值；然后，至少根据上述动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值；最后，至少根据上述车辆的巡航功率值、上述补偿功率值以及上述第一目标值，确定上述燃料电池的目标设定功率值。与现有技术中通过燃料电池过去一段时间内电量的消耗情况，或者通过燃料电池和动力电池的历史输出功率，确定燃料电池的目标功率设定值相比，本方案中只需对由动力电池的实时功率和预设逼近因子确定的预设功率值进行积分，得到第一目标值，再根据动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值，最后根据巡航功率值、补偿功率值和第一目标值，确定燃料电池的目标设定功率值，这样不仅保证了本方案的计算较为简单，还保证了确定出的燃料电池的目标设定功率值较为准确，从而解决了现有技术中对燃料电池的功率管理较为不准确的问题。另外，本方案中根据动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值，这样还降低了车辆在定速巡航的过程中动力电池的荷电状态值的波动程度，延长了动力电池的使用寿命以及提升了整车的能效。
具体地，在实际的应用过程中，例如，基于规则的能量管理方式，燃料电池的输出功率与整车功率需求存在偏差，这样导致动力电池的荷电状态值在一定范围内会发生动态变化，从而也会导致燃料电池发出的电会较大比例的存储到动力电池中。但是，动力电池的吞吐能量损失，导致整车能效降低。而在本申请的技术方案中，本方案中根据动力电池的实时功率和预设逼近因子，确定预设功率值，并对预设功率值进行积分，得到第一目标值，再根据动力电池的荷电状态值，确定功率补偿值，最后，至少根据车辆的巡航功率值、功率补偿值以及第一目标值，确定燃料电池的目标设定功率值。这样保证了确定出的燃料电池的目标设定功率值较为准确。且通过动力电池的荷电状态值，确定动力电池的补偿功率值，这样保证了动力电池的荷电状态值维持在合理区间中，保证了动力电池处于浅充电和浅放电的状态下，进而延长了动力电池的使用寿命以及提供了整车的能效。
具体地，上述动力电池和上述燃料电池可以为串联连接，还可以为并联连接，还可以为串-并联连接。在本申请中并不对上述动力电池和上述燃料电池的连接关系进行限制。
具体地，上述车辆可以为重型商用车。当然，上述车辆并不限于重型商用车，还可以为现有技术中任何可行的其他类型的车辆。
具体地，上述第一预设区间可以为[0,1]。上述预设逼近因子可以取在[0,1]中且逼近0的数值。通过上述预设逼近因子和上述积分环节，这样可以实现燃料电池的目标设定功率值逐渐跟随整车的驱动功率需求。具体地，在动力电池的第一目标值为负时，则说明动力电池处于充电状态。由于预设逼近因子为小于1的正值，故预设逼近因子越小，第一目标值越小。因此，这样使得燃料电池的目标设定功率值跟随整车的驱动功率需求也较慢，反之亦然。
具体地，在上述车辆的定速巡航开关处于关闭状态时，可采用常规控制方式对燃料电池和动力电池进行能量分配。例如，基于规则的能量管理方式，根据动力电池的荷电状态值，设置不同的燃料电池功率等级，以使得燃料电池提供稳态功率。在燃料电池提供的稳态功率不能满足车辆的驱动功率需求的部分，由动力电池补充。在定速巡航开关处于开启状态时且车辆的车速处于稳定状态时，本申请基于动力电池的电压和电流，测算动力电池的实时功率。从动力电池充放电的功率接近于零的角度，控制燃料电池的目标设定功率值跟随车辆的驱动功率需求。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本申请的一种实施例中，确定上述动力电池当前的上述实时功率的过程包括：获取上述动力电池当前的电压和电流；根据上述电流和上述电压，确定上述动力电池当前的上述实时功率；对上述预设功率值进行积分，得到第一目标值，包括：根据预设积分区间，对上述预设功率值进行积分，得到上述第一目标值，上述预设积分区间为根据上述车辆的类型确定的。在该实施例中，在预设积分区间对预设功率值进行积分，得到第一目标值，后续根据第一目标值、巡航功率值和补偿功率值，确定燃料电池的目标设定功率值，进一步地保证了确定出的燃料电池的目标设定功率值较为准确，进一步地使得燃料电池的目标设定功率值逐渐根据整车的驱动功率需求，使得动力电池逐渐不对燃料电池进行功率补偿。
为了较为简单地确定出补偿功率值，以及进一步地保证后续至少根据车辆的巡航功率值、补偿功率值以及第一目标值，确定燃料电池的目标设定功率值较为准确，本申请的另一种实施例中，至少根据上述动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值，包括：在上述动力电池当前的上述荷电状态值处于第二预设区间的范围内的情况下，确定上述补偿功率值为第一预定值；在上述动力电池当前的上述荷电状态值超过上述第二预设区间的上限的情况下，确定上述补偿功率值为第二预定值；在上述动力电池当前的上述荷电状态值低于上述第二预设区间的下限的情况下，确定上述补偿功率值为第三预定值，其中，上述第一预定值、上述第二预定值和上述第三预定值为通过查找预设SoC表格确定的。
具体地，上述第二预设区间可以为动力电池的总电量的40％～70％。
具体地，上述预设SoC表格中的多个功率补偿值可以为通过经验值进行确定的。当然，上述预设SoC表格还可以为现有技术中任何可行的表格。在本申请中，并不对上述预设SoC表格进行确定。
本申请的又一种实施例中，至少根据上述车辆的巡航功率值、上述补偿功率值以及上述第一目标值，确定上述燃料电池的目标设定功率值，包括：计算上述巡航功率与上述补偿功率值的和，得到第二目标值；计算上述第一目标值与上述第二目标值的和，得到第三目标值；根据上述第三目标值和上述燃料电池的许用功率值，确定上述燃料电池的上述目标设定功率值。在该实施例中，计算巡航功率值、补偿功率值和第一目标值的和，得到第三目标值，再根据第三目标值和燃料电池的许用功率值，确定燃料电池的目标设定功率值，这样保证了可以较为简单和高效地确定出燃料电池的目标设定功率值，进一步地保证了确定燃料电池的目标设定功率值的计算量较小。
为了进一步地保证确定的燃料电池的目标审定功率值较为合理和准确，本申请的再一种实施例中，根据上述第三目标值和上述燃料电池的许用功率值，确定上述燃料电池的上述目标设定功率值，包括：将上述第三目标值和上述许用功率值中的最小值，确定为第四目标值；将上述第四目标值和第四预定值中的最大值，确定为第五目标值；根据上述第五目标值和变化速率限制区间，确定上述目标设定功率值。
具体地，上述第四预定值可以零。
具体地，根据第五目标值和变化速率限制区间，确定燃料电池的目标设定功率值的过程可以为：第上述五目标值处于变化速率限制区间的情况下，则燃料电池的目标设定功率值为第五目标值；在上述第五目标值低于变化速率限制区间的下限的情况下，则将燃料电池的目标设定功率值设置为变化速率限制区间的下限；在上述第五目标值超过变化速率限制区间的上限的情况下，则将燃料电池的目标设定功率值设置为变化速率限制区间的上限。
具体地，上述变化速率限制区间可以根据实际的应用场景进行调整，在本申请中，并不对上述变化速率限制区间进行限制。
本申请的一种实施例中，上述车辆还包括燃料电池控制器，在根据上述第五目标值和变化速率限制区间，确定上述目标设定功率值之后，上述能量管理方法还包括：将上述目标设定功率值发送至上述燃料电池控制器，以使得上述燃料电池控制器控制上述燃料电池以上述目标设定功率值进行做功，进一步地保证了整车的能效较低，以及进一步地实现了整车的高效驱动和零污染排放。
本申请的一种具体实施例中，如图2所示，为确定燃料电池的目标设定功率值的示意图。首先，获取动力电池当前的电压和电流，并根据电压和电流，计算动力电池的实时功率。然后，将动力电池的实时功率与预设逼近因子相乘，得到预设功率值，并对预设功率值进行积分，得到第一目标值。之后，根据动力电池的荷电状态值，确定动力电池的补偿功率值，并计算巡航功率值与补偿功率值的和，得到第二目标值，再计算第二目标值和第一目标值的和，得到第三目标值。之后，将燃料电池的许用功率值和第三目标值中的最小值，确定为第四目标值。之后，将第四目标值和第四预定值中的最小值，确定为第五目标值。之后，根据第五目标值和变化速率限制区间，确定燃料电池的目标设定功率值。
本申请实施例还提供了一种整车控制器，需要说明的是，本申请实施例的整车控制器可以用于执行本申请实施例所提供的用于燃料电池的能量管理方法。以下对本申请实施例提供的整车控制器进行介绍。
图3是根据本申请实施例的整车控制器的结构示意图。如图3所示，该整车控制器包括：
功率决策单元10，用于计算上述动力电池当前的实时功率与预设逼近因子的乘积，得到预设功率值，并对上述预设功率值进行积分，得到第一目标值，上述预设逼近因子为第一预设区间中的数值；
SoC补偿单元20，用于至少根据上述动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值；
上述功率决策单元10，还用于至少根据上述车辆的巡航功率值、上述补偿功率值以及上述第一目标值，确定上述燃料电池的目标设定功率值，上述巡航功率值为根据预定速度确定的，上述预定速度为上述车辆处于定速巡航状态下的行驶速度。
上述的整车控制器中，SoC补偿单元用于至少根据上述动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值；功率决策单元用于计算上述动力电池当前的实时功率与预设逼近因子的乘积，得到预设功率值，并对上述预设功率值进行积分，得到第一目标值，至少根据上述车辆的巡航功率值、上述补偿功率值以及上述第一目标值，确定上述燃料电池的目标设定功率值。与现有技术中通过燃料电池过去一段时间内电量的消耗情况，或者通过燃料电池和动力电池的历史输出功率，确定燃料电池的目标功率设定值相比，本方案中只需对由动力电池的实时功率和预设逼近因子确定的预设功率值进行积分，得到第一目标值，再根据动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值，最后根据巡航功率值、补偿功率值和第一目标值，确定燃料电池的目标设定功率值，这样不仅保证了本方案的计算较为简单，还保证了确定出的燃料电池的目标设定功率值较为准确，从而解决了现有技术中对燃料电池的功率管理较为不准确的问题。另外，本方案中根据动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值，这样还降低了车辆在定速巡航的过程中动力电池的荷电状态值的波动程度，延长了动力电池的使用寿命以及提升了整车的能效。
具体地，在实际的应用过程中，例如，基于规则的能量管理方式，燃料电池的输出功率与整车功率需求存在偏差，这样导致动力电池的荷电状态值在一定范围内会发生动态变化，从而也会导致燃料电池发出的电会较大比例的存储到动力电池中。但是，动力电池的吞吐能量损失，导致整车能效降低。而在本申请的技术方案中，本方案中根据动力电池的实时功率和预设逼近因子，确定预设功率值，并对预设功率值进行积分，得到第一目标值，再根据动力电池的荷电状态值，确定功率补偿值，最后，至少根据车辆的巡航功率值、功率补偿值以及第一目标值，确定燃料电池的目标设定功率值。这样保证了确定出的燃料电池的目标设定功率值较为准确。且通过动力电池的荷电状态值，确定动力电池的补偿功率值，这样保证了动力电池的荷电状态值维持在合理区间中，保证了动力电池处于浅充电和浅放电的状态下，进而延长了动力电池的使用寿命以及提供了整车的能效。
具体地，上述动力电池和上述燃料电池可以为串联连接，还可以为并联连接，还可以为串-并联连接。在本申请中并不对上述动力电池和上述燃料电池的连接关系进行限制。
具体地，上述车辆可以为重型商用车。当然，上述车辆并不限于重型商用车，还可以为现有技术中任何可行的其他类型的车辆。
具体地，上述第一预设区间可以为[0,1]。上述预设逼近因子可以取在[0,1]中且逼近0的数值。通过上述预设逼近因子和上述积分环节，这样可以实现燃料电池的目标设定功率值逐渐跟随整车的驱动功率需求。具体地，在动力电池的第一目标值为负时，则说明动力电池处于充电状态。由于预设逼近因子为小于1的正值，故预设逼近因子越小，第一目标值越小。因此，这样使得燃料电池的目标设定功率值跟随整车的驱动功率需求也较慢，反之亦然。
具体地，在上述车辆的定速巡航开关处于关闭状态时，可采用常规控制方式对燃料电池和动力电池进行能量分配。例如，基于规则的能量管理方式，根据动力电池的荷电状态值，设置不同的燃料电池功率等级，以使得燃料电池提供稳态功率。在燃料电池提供的稳态功率不能满足车辆的驱动功率需求的部分，由动力电池补充。在定速巡航开关处于开启状态时且车辆的车速处于稳定状态时，本申请基于动力电池的电压和电流，测算动力电池的实时功率。从动力电池充放电的功率接近于零的角度，控制燃料电池的目标设定功率值跟随车辆的驱动功率需求。
本申请的一种实施例中，上述功率决策单元包括获取模块和第一确定模块，其中，上述获取模块用于获取上述动力电池当前的电压和电流；上述第一确定模块用于根据上述电流和上述电压，确定上述动力电池当前的上述实时功率；上述功率决策单元还包括第一计算模块，用于根据预设积分区间，对上述预设功率值进行积分，得到上述第一目标值，上述预设积分区间为根据上述车辆的类型确定的。在该实施例中，在预设积分区间对预设功率值进行积分，得到第一目标值，后续根据第一目标值、巡航功率值和补偿功率值，确定燃料电池的目标设定功率值，进一步地保证了确定出的燃料电池的目标设定功率值较为准确，进一步地使得燃料电池的目标设定功率值逐渐根据整车的驱动功率需求，使得动力电池逐渐不对燃料电池进行功率补偿。
为了较为简单地确定出补偿功率值，以及进一步地保证后续至少根据车辆的巡航功率值、补偿功率值以及第一目标值，确定燃料电池的目标设定功率值较为准确，本申请的另一种实施例中，上述SoC补偿单元包括第二确定模块、第三确定模块和第四确定模块，其中，上述第二确定模块用于在上述动力电池当前的上述荷电状态值处于第二预设区间的范围内的情况下，确定上述补偿功率值为第一预定值；上述第三确定模块用于在上述动力电池当前的上述荷电状态值超过上述第二预设区间的上限的情况下，确定上述补偿功率值为第二预定值；上述第四确定模块用于在上述动力电池当前的上述荷电状态值低于上述第二预设区间的下限的情况下，确定上述补偿功率值为第三预定值，其中，上述第一预定值、上述第二预定值和上述第三预定值为通过查找预设SoC表格确定的。
具体地，上述第二预设区间可以为动力电池的总电量的40％～70％。
具体地，上述预设SoC表格中的多个功率补偿值可以为通过经验值进行确定的。当然，上述预设SoC表格还可以为现有技术中任何可行的表格。在本申请中，并不对上述预设SoC表格进行确定。
本申请的又一种实施例中，上述功率决策单元包括第二计算模块、第三计算模块和第五确定模块，其中，上述第二计算模块用于计算上述巡航功率与上述补偿功率值的和，得到第二目标值；上述第三计算模块用于计算上述第一目标值与上述第二目标值的和，得到第三目标值；上述第五确定模块用于根据上述第三目标值和上述燃料电池的许用功率值，确定上述燃料电池的上述目标设定功率值。在该实施例中，计算巡航功率值、补偿功率值和第一目标值的和，得到第三目标值，再根据第三目标值和燃料电池的许用功率值，确定燃料电池的目标设定功率值，这样保证了可以较为简单和高效地确定出燃料电池的目标设定功率值，进一步地保证了确定燃料电池的目标设定功率值的计算量较小。
为了进一步地保证确定的燃料电池的目标审定功率值较为合理和准确，本申请的再一种实施例中，上述第五确定模块包括第一确定子模块、第二确定子模块和第三确定子模块，其中，上述第一确定子模块用于将上述第三目标值和上述许用功率值中的最小值，确定为第四目标值；上述第二确定子模块用于将上述第四目标值和第四预定值中的最大值，确定为第五目标值；上述第三确定子模块用于根据上述第五目标值和变化速率限制区间，确定上述目标设定功率值。
具体地，上述第四预定值可以零。
具体地，根据第五目标值和变化速率限制区间，确定燃料电池的目标设定功率值的过程可以为：第上述五目标值处于变化速率限制区间的情况下，则燃料电池的目标设定功率值为第五目标值；在上述第五目标值低于变化速率限制区间的下限的情况下，则将燃料电池的目标设定功率值设置为变化速率限制区间的下限；在上述第五目标值超过变化速率限制区间的上限的情况下，则将燃料电池的目标设定功率值设置为变化速率限制区间的上限。
具体地，上述变化速率限制区间可以根据实际的应用场景进行调整，在本申请中，并不对上述变化速率限制区间进行限制。
本申请的一种实施例中，上述车辆还包括燃料电池控制器，在根据上述第五目标值和变化速率限制区间，确定上述目标设定功率值之后，上述功率决策单元还用于将上述目标设定功率值发送至上述燃料电池控制器，以使得上述燃料电池控制器控制上述燃料电池以上述目标设定功率值进行做功，进一步地保证了整车的能效较低，以及进一步地实现了整车的高效驱动和零污染排放。
本申请的一种具体实施例中，如图2所示，为确定燃料电池的目标设定功率值的示意图。首先，获取动力电池当前的电压和电流，并根据电压和电流，计算动力电池的实时功率。然后，将动力电池的实时功率与预设逼近因子相乘，得到预设功率值，并对预设功率值进行积分，得到第一目标值。之后，根据动力电池的荷电状态值，确定动力电池的补偿功率值，并计算巡航功率值与补偿功率值的和，得到第二目标值，再计算第二目标值和第一目标值的和，得到第三目标值。之后，将燃料电池的许用功率值和第三目标值中的最小值，确定为第四目标值。之后，将第四目标值和第四预定值中的最小值，确定为第五目标值。之后，根据第五目标值和变化速率限制区间，确定燃料电池的目标设定功率值。
本申请的另一种具体实施例中，如图4所示，为整车控制器的结构示意图。上述整车控制器包括SoC补偿单元、功率决策单元、驾驶员驱动需求单元、定速巡航控制单元以及驱动扭矩单元。其中，SoC补偿单元用于根据动力电池当前的荷电状态值，确定动力电池的补偿功率值。功率决策单元，用于根据动力电池当前的实时功率以及预设逼近因子，计算得到预设功率值，并对预设功率值进行积分，得到第一目标值，再根据车辆的巡航功率值、补偿功率值、许用功率值以及第一目标值，确定燃料电池的目标设定功率值。驾驶员驱动需求单元，刹车踏板开度值为零时，基于油门开度值和车速，计算驱动扭矩；油门开度值为零或者刹车踏板开度值非零时，根据刹车踏板开度值和车速计算驱动扭矩。定速巡航控制单元，在定速巡航开关处于开启状态时，判断车辆状态是否满足巡航控制条件。若车辆状态满足巡航控制条件，则基于设定车速和实际车速闭环控制巡航功率(或驱动扭矩)。扭矩决策单元，适时选择电机需求扭矩的计算路径，在定速巡航状态下，电机需求扭矩选择定速巡航控制模块的计算结果。
上述整车控制器包括处理器和存储器，上述功率决策单元和SoC补偿单元等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来解决现有技术中对燃料电池的功率管理较为不准确的问题。
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)，存储器包括至少一个存储芯片。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述燃料电池的能量管理方法。
本发明实施例提供了一种处理器，上述处理器用于运行程序，其中，上述程序运行时执行上述燃料电池的能量管理方法。
本申请的一种典型的实施例中，还提供了一种车辆，该车辆包括整车控制器，上述整车控制器用于执行上述任一种燃料电池的能量管理方法。
上述的车辆包括整车控制器，上述整车控制器用于执行上述任一种燃料电池的能量管理方法。上述的能量管理方法中，首先，计算上述动力电池当前的实时功率与预设逼近因子的乘积，得到预设功率值，并对上述预设功率值进行积分，得到第一目标值；然后，至少根据上述动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值；最后，至少根据上述车辆的巡航功率值、上述补偿功率值以及上述第一目标值，确定上述燃料电池的目标设定功率值。与现有技术中通过燃料电池过去一段时间内电量的消耗情况，或者通过燃料电池和动力电池的历史输出功率，确定燃料电池的目标功率设定值相比，本方案中只需对由动力电池的实时功率和预设逼近因子确定的预设功率值进行积分，得到第一目标值，再根据动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值，最后根据巡航功率值、补偿功率值和第一目标值，确定燃料电池的目标设定功率值，这样不仅保证了本方案的计算较为简单，还保证了确定出的燃料电池的目标设定功率值较为准确，从而解决了现有技术中对燃料电池的功率管理较为不准确的问题。另外，本方案中根据动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值，这样还降低了车辆在定速巡航的过程中动力电池的荷电状态值的波动程度，延长了动力电池的使用寿命以及提升了整车的能效。
本申请的一种具体实施例中，如图5所示，上述车辆还包括燃料电池控制器、燃料电池堆、DC/DC功率转换器、动力电池和驱动电机。其中，整车控制器还用于获取驱动电机的实际扭矩、转速、燃料电池控制器发送的许用功率值以及动力电池发送的当前的电压、电流和荷电状态值。整车控制器根据接收到的多个参数的数值，计算出驱动电机的驱动扭矩以及燃料电池的目标设定功率值，并驱动扭矩发送至驱动电机以及目标设定功率值发送至燃料电池。燃料电池控制器根据接收到的目标设定功率值确定设定电流，并将设定电流发送至DC/DC功率转换器。驱动电机根据整车控制器发送的驱动扭矩以及动力电池提供的功率，进行动力输出。
本发明实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现至少以下步骤：
步骤S101，计算上述动力电池当前的实时功率与预设逼近因子的乘积，得到预设功率值，并对上述预设功率值进行积分，得到第一目标值，上述预设逼近因子为第一预设区间中的数值；
步骤S102，至少根据上述动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值；
步骤S103，至少根据上述车辆的巡航功率值、上述补偿功率值以及上述第一目标值，确定上述燃料电池的目标设定功率值，上述巡航功率值为根据预定速度确定的，上述预定速度为上述车辆处于定速巡航状态下的行驶速度。
本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。
本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有至少如下方法步骤的程序：
步骤S101，计算上述动力电池当前的实时功率与预设逼近因子的乘积，得到预设功率值，并对上述预设功率值进行积分，得到第一目标值，上述预设逼近因子为第一预设区间中的数值；
步骤S102，至少根据上述动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值；
步骤S103，至少根据上述车辆的巡航功率值、上述补偿功率值以及上述第一目标值，确定上述燃料电池的目标设定功率值，上述巡航功率值为根据预定速度确定的，上述预定速度为上述车辆处于定速巡航状态下的行驶速度。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例上述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：
1)、本申请的燃料电池的能量管理方法中，首先，计算上述动力电池当前的实时功率与预设逼近因子的乘积，得到预设功率值，并对上述预设功率值进行积分，得到第一目标值；然后，至少根据上述动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值；最后，至少根据上述车辆的巡航功率值、上述补偿功率值以及上述第一目标值，确定上述燃料电池的目标设定功率值。与现有技术中通过燃料电池过去一段时间内电量的消耗情况，或者通过燃料电池和动力电池的历史输出功率，确定燃料电池的目标功率设定值相比，本方案中只需对由动力电池的实时功率和预设逼近因子确定的预设功率值进行积分，得到第一目标值，再根据动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值，最后根据巡航功率值、补偿功率值和第一目标值，确定燃料电池的目标设定功率值，这样不仅保证了本方案的计算较为简单，还保证了确定出的燃料电池的目标设定功率值较为准确，从而解决了现有技术中对燃料电池的功率管理较为不准确的问题。另外，本方案中根据动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值，这样还降低了车辆在定速巡航的过程中动力电池的荷电状态值的波动程度，延长了动力电池的使用寿命以及提升了整车的能效。
2)、本申请的整车控制器中，SoC补偿单元用于至少根据上述动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值；功率决策单元用于计算上述动力电池当前的实时功率与预设逼近因子的乘积，得到预设功率值，并对上述预设功率值进行积分，得到第一目标值，至少根据上述车辆的巡航功率值、上述补偿功率值以及上述第一目标值，确定上述燃料电池的目标设定功率值。与现有技术中通过燃料电池过去一段时间内电量的消耗情况，或者通过燃料电池和动力电池的历史输出功率，确定燃料电池的目标功率设定值相比，本方案中只需对由动力电池的实时功率和预设逼近因子确定的预设功率值进行积分，得到第一目标值，再根据动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值，最后根据巡航功率值、补偿功率值和第一目标值，确定燃料电池的目标设定功率值，这样不仅保证了本方案的计算较为简单，还保证了确定出的燃料电池的目标设定功率值较为准确，从而解决了现有技术中对燃料电池的功率管理较为不准确的问题。另外，本方案中根据动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值，这样还降低了车辆在定速巡航的过程中动力电池的荷电状态值的波动程度，延长了动力电池的使用寿命以及提升了整车的能效。
3)、本申请的车辆包括整车控制器，上述整车控制器用于执行上述任一种燃料电池的能量管理方法。上述的能量管理方法中，首先，计算上述动力电池当前的实时功率与预设逼近因子的乘积，得到预设功率值，并对上述预设功率值进行积分，得到第一目标值；然后，至少根据上述动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值；最后，至少根据上述车辆的巡航功率值、上述补偿功率值以及上述第一目标值，确定上述燃料电池的目标设定功率值。与现有技术中通过燃料电池过去一段时间内电量的消耗情况，或者通过燃料电池和动力电池的历史输出功率，确定燃料电池的目标功率设定值相比，本方案中只需对由动力电池的实时功率和预设逼近因子确定的预设功率值进行积分，得到第一目标值，再根据动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值，最后根据巡航功率值、补偿功率值和第一目标值，确定燃料电池的目标设定功率值，这样不仅保证了本方案的计算较为简单，还保证了确定出的燃料电池的目标设定功率值较为准确，从而解决了现有技术中对燃料电池的功率管理较为不准确的问题。另外，本方案中根据动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值，这样还降低了车辆在定速巡航的过程中动力电池的荷电状态值的波动程度，延长了动力电池的使用寿命以及提升了整车的能效。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃料电池的能量管理方法，车辆包括动力电池、燃料电池和整车控制器，所述能量管理方法应用在所述整车控制器中，其特征在于，所述能量管理方法包括：
计算所述动力电池当前的实时功率与预设逼近因子的乘积，得到预设功率值，并对所述预设功率值进行积分，得到第一目标值，所述预设逼近因子为第一预设区间中的数值；
至少根据所述动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值；
至少根据所述车辆的巡航功率值、所述补偿功率值以及所述第一目标值，确定所述燃料电池的目标设定功率值，所述巡航功率值为根据预定速度确定的，所述预定速度为所述车辆处于定速巡航状态下的行驶速度。
2.根据权利要求1所述的能量管理方法，其特征在于，
确定所述动力电池当前的所述实时功率的过程包括：
获取所述动力电池当前的电压和电流；
根据所述电流和所述电压，确定所述动力电池当前的所述实时功率；
对所述预设功率值进行积分，得到第一目标值，包括：
根据预设积分区间，对所述预设功率值进行积分，得到所述第一目标值，所述预设积分区间为根据所述车辆的类型确定的。
3.根据权利要求1所述的能量管理方法，其特征在于，至少根据所述动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值，包括：
在所述动力电池当前的所述荷电状态值处于第二预设区间的范围内的情况下，确定所述补偿功率值为第一预定值；
在所述动力电池当前的所述荷电状态值超过所述第二预设区间的上限的情况下，确定所述补偿功率值为第二预定值；
在所述动力电池当前的所述荷电状态值低于所述第二预设区间的下限的情况下，确定所述补偿功率值为第三预定值，其中，所述第一预定值、所述第二预定值和所述第三预定值为通过查找预设SoC表格确定的。
4.根据权利要求1所述的能量管理方法，其特征在于，至少根据所述车辆的巡航功率值、所述补偿功率值以及所述第一目标值，确定所述燃料电池的目标设定功率值，包括：
计算所述巡航功率值与所述补偿功率值的和，得到第二目标值；
计算所述第一目标值与所述第二目标值的和，得到第三目标值；
根据所述第三目标值和所述燃料电池的许用功率值，确定所述燃料电池的所述目标设定功率值。
5.根据权利要求4所述的能量管理方法，其特征在于，根据所述第三目标值和所述燃料电池的许用功率值，确定所述燃料电池的所述目标设定功率值，包括：
将所述第三目标值和所述许用功率值中的最小值，确定为第四目标值；
将所述第四目标值和第四预定值中的最大值，确定为第五目标值；
根据所述第五目标值和变化速率限制区间，确定所述目标设定功率值。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的能量管理方法，其特征在于，所述车辆还包括燃料电池控制器，在根据所述第五目标值和变化速率限制区间，确定所述目标设定功率值之后，所述能量管理方法还包括：
将所述目标设定功率值发送至所述燃料电池控制器，以使得所述燃料电池控制器控制所述燃料电池以所述目标设定功率值进行做功。
7.一种整车控制器，车辆包括动力电池、燃料电池和整车控制器，其特征在于，所述整车控制器包括：
功率决策单元，用于计算所述动力电池当前的实时功率与预设逼近因子的乘积，得到预设功率值，并对所述预设功率值进行积分，得到第一目标值，所述预设逼近因子为第一预设区间中的数值；
SoC补偿单元，用于至少根据所述动力电池当前的荷电状态值，确定补偿功率值；
所述功率决策单元，还用于至少根据所述车辆的巡航功率值、所述补偿功率值以及所述第一目标值，确定所述燃料电池的目标设定功率值，所述巡航功率值为根据预定速度确定的，所述预定速度为所述车辆处于定速巡航状态下的行驶速度。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行权利要求1至6中任意一项所述的燃料电池的能量管理方法。
9.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至6中任意一项所述的燃料电池的能量管理方法。
10.一种车辆，其特征在于，包括：整车控制器，所述整车控制器用于执行权利要求1至6中任意一项所述燃料电池的能量管理方法。
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