CN115207421B - 电池系统供能方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

电池系统供能方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种电池系统供能方法、装置、电子设备及存储介质，包括：确认燃料电池的寿命参数所述寿命参数用于表征电池的电池损耗；确认所述寿命参数对应的燃料电池的第一性能参数；确认所述燃料电池的当前性能参数；基于寿命预测模型、所述第一性能参数和所述当前性能参数，确认所述燃料电池的工作性能参数；基于所述燃料电池对应的设备的工况特征参数和所述燃料电池的工作性能参数，确认所述燃料电池所属的电池系统的分配策略；基于所述分配策略使所述燃料电池输出工作电能，为所述设备提供所述工作电能；通过本公开，可以提升燃料电池的使用寿命。

Description

电池系统供能方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本公开涉及能源供给技术领域，尤其涉及一种电池系统供能方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
设备（如车辆）的实际运营工况复杂，燃料电池输出的功率会根据设备的系统、设备的能量分配调整，随着设备的工况特征参数不断变化，这种频繁变载将导致燃料电池的催化剂碳载体高电位腐蚀和催化剂衰减；同时设备的进气系统的布置、滤芯、冷却系统设计等也都会影响燃料电池堆的寿命，从而影响电池系统的寿命。
发明内容
本公开提供了一种电池系统供能方法、装置、电子设备及存储介质，以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。
根据本公开的第一方面，提供一种电池系统供能方法，包括：
确认燃料电池的寿命参数，所述寿命参数用于表征电池的电池损耗；
确认所述寿命参数对应的燃料电池的第一性能参数；
确认所述燃料电池的当前性能参数；
基于寿命预测模型、所述第一性能参数和所述当前性能参数，确认所述燃料电池的工作性能参数；
基于所述燃料电池对应的设备的工况特征参数和所述燃料电池的工作性能参数，确认所述燃料电池所属的电池系统的分配策略；
基于所述分配策略使所述燃料电池输出工作电能，为所述设备提供所述工作电能。
上述方案中，所述确认燃料电池的寿命参数，包括：
获取所述燃料电池的电压巡回系统（Cell Voltage Monitor System，CVM）参数；
基于燃料电池的特性曲线和CVM参数中包括的电压参数和电流参数，确定所述燃料电池的寿命参数。
上述方案中，所述确认所述燃料电池的当前性能参数包括：
获取所述燃料电池的当前性能参数；
其中，所述当前性能参数至少包括当前额定功率、当前变载幅度、当前许用功率和当前响应速度中至少之一。
上述方案中，所述
基于寿命预测模型、所述第一性能参数和所述当前性能参数，确认所述燃料电池的工作性能参数，包括：
基于所述第一性能参数与所述当前性能参数之差，确定第一阈值；
确定第一参数与所述第一阈值之积，加上所述当前性能参数的结果，为所述燃料电池的工作性能参数。
上述方案中，所述基于所述燃料电池对应的设备的工况特征参数和所述燃料电池的工作性能参数，确认所述燃料电池所属的电池系统的分配策略，包括：
基于所述燃料电池对应的设备的工况特征参数包括的功率需求参数、所述工况特征参数包括的变载斜率需求参数、所述燃料电池的工作性能参数包括的输出功率范围以及所述燃料电池的变载斜率性能参数，确认所述燃料电池所属的电池系统的分配策略。
上述方案中，所述基于所述燃料电池对应的设备的工况特征参数包括的功率需求参数、所述工况特征参数包括的变载斜率需求参数、所述燃料电池的工作性能参数包括的输出功率范围参数以及所述燃料电池的变载斜率性能参数，确认所述燃料电池所属的电池系统的分配策略，包括：
基于所述功率需求参数与所述输出功率范围参数之间的关系，以及所述变载斜率需求参数与所述变载斜率性能参数之间的关系，确定所述燃料电池，和/或所述电池系统包括的动力电池的分配策略。
上述方案中，所述基于所述功率需求参数与所述输出功率范围参数之间的关系，以及所述变载斜率需求参数与所述变载斜率性能参数之间的关系，确定所述燃料电池，和/或所述电池系统包括的动力电池的分配策略，包括：
响应于所述功率需求参数属于所述燃料电池的输出功率范围参数，且所述变载斜率需求参数小于所述变载斜率性能参数，则由所述燃料电池为所述设备提供能量；
响应于所述功率需求参数属于所述燃料电池的输出功率范围参数，且所述变载斜率需求参数大于或等于所述变载斜率性能参数，则由所述电池系统包括的动力电池为所述设备提供能量，所述燃料电池作为辅助动力源为所述动力电池提供能量；
响应于所述功率需求参数小于所述输出功率范围参数的最小值，且所述变载斜率需求参数小于所述变载斜率性能参数，则由所述燃料电池为所述设备提供能量，所述燃料电池作为辅助动力源为所述动力电池提供能量；
响应于所述功率需求参数小于所述输出功率范围参数的最小值，且所述变载斜率需求参数大于或等于所述变载斜率性能参数，则由所述动力电池为所述设备提供能量，所述燃料电池作为辅助动力源为所述动力电池提供能量；
响应于所述功率需求参数大于所述输出功率范围参数的最大值，且所述变载斜率需求参数小于所述变载斜率性能参数，则由所述动力电池和所述燃料电池共同为所述设备提供能量，且所述燃料电池以所述输出功率范围参数的最大值运行；
响应于所述功率需求参数大于所述输出功率范围参数的最大值，且所述变载斜率需求参数大于或等于所述变载斜率性能参数，则由所述动力电池为所述设备提供能量，所述燃料电池作为辅助动力源为所述动力电池提供能量。
根据本公开的第二方面，提供了一种电池系统供能装置，包括：
第一确认单元，用于确认燃料电池的寿命参数，所述寿命参数用于表征电池的电池损耗；
处理单元，用于确认所述寿命参数对应的燃料电池的第一性能参数；
获取单元，用于确认所述燃料电池的当前性能参数；
第二确认单元，用于基于寿命预测模型、所述第一性能参数和所述当前性能参数，确认所述燃料电池的工作性能参数；
分配单元，用于基于所述燃料电池对应的设备的工况特征参数和所述燃料电池的工作性能参数，确认所述燃料电池所属的电池系统的分配策略；
供能单元，用于基于所述分配策略使所述燃料电池输出工作电能，为所述设备提供所述工作电能。
根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本公开所述的方法。
根据本公开的第四方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，所述计算机指令用于使所述计算机执行本公开所述的方法。
本公开的电池系统供能方法，通过确认燃料电池的寿命参数，所述寿命参数用于表征电池的电池损耗；确认所述寿命参数对应的燃料电池的第一性能参数；确认所述燃料电池的当前性能参数；基于寿命预测模型、所述第一性能参数和所述当前性能参数，确认所述燃料电池的工作性能参数；基于所述燃料电池对应的设备的工况特征参数和所述燃料电池的工作性能参数，确认所述燃料电池所属的电池系统的分配策略；基于所述分配策略使所述燃料电池输出工作电能，为所述设备提供所述工作电能；能够结合燃料电池的当前寿命参数确定燃料电池的工作性能参数，进而调整电池系统的分配策略，从而提升燃料电池的寿命。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，其中：
在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
图1示出了本公开实施例提供的电池系统供能方法的一种可选流程示意图；
图2示出了本公开实施例提供的电池系统供能方法的另一种可选流程示意图；
图3示出了本公开实施例提供的电池系统供能装置的可选结构示意图；
图4示出了本公开实施例一种电子设备的组成结构示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而非全部实施例。基于本公开中的实施例，本领域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，都属于本公开保护的范围。
燃料电池（或称燃料电池系统，或燃料电池堆）的寿命，未完全满足设备（如车辆，可以是卡车等大型车辆）日常运营的寿命要求。目前，我国商用车燃料电池的寿命已超过10000小时，未来期望寿命进一步提升以达到30000小时，满足设备（特别是卡车等大型设备）的使用要求。
以所述设备为车辆为例，车辆的实际运营工况复杂，燃料电池的输出功率会根据系统、电池系统能量分配改变，即随着车辆的工况需求不断变化，这种频繁变载将导致催化剂碳载体高电位腐蚀和催化剂衰减；同时设备的进气系统的布置、滤芯、冷却系统设计等也都会影响燃料电池的寿命，从而影响电池系统的寿命。
目前国内已发布了《车用质子交换膜燃料电池堆使用寿命测试评价方法》，《车用质子交换膜燃料电池发电系统使用寿命测试评价方法》也在制定，标准明确并统一了车用质子交换膜燃料电池的寿命测试方法。国内外在不同工况对燃料电池寿命的影响、燃料电池各个关键零部件相关参数在燃料电池寿命劣化过程的变化、燃料电池整车使用工况及使用环境空气成分等对燃料电池的寿命衰减影响等有一定研究。
目前整车能量分配策略是基于车辆运行工况进行功率分配的，在车辆运行全生命周期内，电池系统的能量分配相对固定，不能根据燃料电池系统寿命衰减情况适时调整功率分配策略，不能很好的优化燃料电池寿命。
针对相关技术中心电池系统的供能策略中存在的缺陷，本公开提供一种电池系统供能方法，以至少解决上述部分或全部技术问题。
需要说明的是，本公开涉及的燃料电池可以包括多组燃料电池构成的燃料电池堆。
图1示出了本公开实施例提供的电池系统供能方法的一种可选流程示意图，将根据各个步骤进行说明。
步骤S101，确认燃料电池的寿命参数。
在一些实施例中，电池系统供能装置（以下简称装置）获取燃料电池的特性曲线。其中，所述燃料电池的特性曲线可以是燃料电池在不同寿命阶段的特性曲线。具体的，所述燃料电池的特性曲线的横轴可以是燃料电池输出的电流，纵轴可以是燃料电池输出的电压；随着燃料电池输出能量，燃料电池的寿命被消耗，相对于一个固定的输出电流，燃料电池输出的电压逐渐变小。
在另一些实施例中，所述装置获取所述燃料电池的电压巡回系统参数，具体的，CVM参数中至少包括所述燃料电池当前输出的电压和当前输出的电流。
在一些实施例中，所述装置基于所述燃料电池当前输出的电压和当前输出的电流，以及所述燃料电池的特性曲线，确定所述燃料电池的寿命参数。
其中，所述寿命参数用于表征电池的电池损耗，所述燃料电池的寿命参数可以包括燃料电池的使用参数和/或燃料电池的供能参数。例如，燃料电池的寿命参数可以是当前燃料电池能够输出的最大电流、最大电压或最大功率占燃料电池（未损耗时）输出的最高电流、最高电压和最高功率的百分比；或者，燃料电池的寿命参数还可以是当前燃料电池所处的寿命阶段，例如当前燃料电池剩余80%寿命（或者说当前燃料电池有20%的损耗）。其中，所述燃料电池输出的最高电流、最高电压和最高功率可以是燃料电池未被使用时测得的，或出厂时测得的，或者是燃料电池的额定值。
在一些可选实施例中，燃料电池所处的寿命阶段与当前燃料电池的输出的电流、电压或功率相关，可以通过燃料电池所处的寿命阶段确认当前燃料电池的输出的电流、电压或功率。需要说明的是，燃料电池所处的寿命阶段的百分比数值，与当前燃料电池的输出的电流、电压或功率仅为燃料电池输出的最高电流、最高电压和最高功率的百分比数值不一定相同。例如，当前燃料电池剩余80%寿命，但当前燃料电池的输出的电流和电压可以是燃料电池输出的最高电流和最高电压的90%。本领域技术人员应当理解，此处的数值均是作为示例帮助本领域技术人员理解本公开，并不用于限制本公开的保护范围。
步骤S102，确认所述寿命参数对应的燃料电池的第一性能参数。
在一些实施例中，所述装置确认所述寿命参数对应的燃料电池的第一性能参数；其中，所述第一性能参数表征所述燃料电池在当前寿命参数下，能够输出的最大电流、最大电压或最大功率中至少之一。
具体实施时，所述装置可以基于燃料电池关键参数特性方程确认所述寿命参数对应的第一性能参数。其中，所述燃料电池关键参数特性方程可以基于寿命参数对应的系数或者电池损耗对应的系数、燃料电池输出的最高电流、最高电压和最高功率，确定所述燃料电池的第一性能参数。
可选的，所述第一性能参数还可以表征所述燃料电池在当前寿命参数下的额定功率、变载幅度、许用功率和响应速度中至少之一。
具体实施时，所述装置可以基于燃料电池关键参数特性方程确认所述寿命参数对应的第一性能参数。可选的，所述装置可以基于所述寿命参数对应的电流范围阈值和电压范围阈值，确定所述寿命参数对应的第一性能参数。其中，所述第一性能参数表征当前寿命参数下，对寿命损耗小的额定功率、变载幅度、许用功率和响应速度中至少之一。
步骤S103，确认所述燃料电池的当前性能参数。
在一些实施例中，所述装置获取所述燃料电池的当前性能参数；其中，所述当前性能参数至少包括当前额定功率、当前变载幅度、当前许用功率和当前响应速度中至少之一。
具体实施时，所述装置可以直接获取所述燃料电池的当前额定功率、当前变载幅度、当前许用功率和当前响应速度中至少之一。
步骤S104，基于寿命预测模型、所述第一性能参数和所述当前性能参数，确认所述燃料电池的工作性能参数。
在一些实施例中，所述装置基于寿命预测模型、所述第一性能参数和所述当前性能参数，确认所述燃料电池的工作性能参数。
具体实施时，所述装置基于所述第一性能参数与所述当前性能参数之差，确定第一阈值；确定第一参数与所述第一阈值之积，加上所述当前性能参数的结果，为所述燃料电池的工作性能参数。
具体的，寿命预测模型可以通过如下公式确定：
工作性能参数=当前性能参数+第一参数*（当前性能参数-第一性能参数）
其中，第一参数可以是大于-1，且小于1的任意数值；可选的，第一参数可以基于实际需求设置，也可以根据实验确定，本公开不做具体限制。
步骤S105，基于所述燃料电池对应的设备的工况特征参数和所述燃料电池的工作性能参数，确认所述燃料电池所属的电池系统的分配策略。
在一些实施例中，所述装置获取所述设备的工况特征参数，其中，所述工况特征参数可以包括所述设备的运行参数，进一步，所述装置可以基于所述设备的工况特征参数确定所述设备的需求性能参数，其中，所述需求性能参数可以包括功率需求参数、变载斜率需求参数、需求额定功率、需求变载幅度、需求许用功率和需求响应速度中至少之一；所述工况特征参数可以是设备运行状态对应的参数，如怠速、高速、城郊、城市等，所述需求性能参数可以是车辆运行所需要的加速度参数、速度参数、传感器参数（用于判断是否上坡或下坡）中至少之一。
在一些实施例中，所述装置基于所述燃料电池对应的设备的工况特征参数包括的功率需求参数、所述工况特征参数包括的变载斜率需求参数、所述燃料电池的工作性能参数包括的输出功率范围以及所述燃料电池的变载斜率性能参数，确认所述燃料电池所属的电池系统的分配策略。
在一些实施例中，所述装置基于所述功率需求参数与所述输出功率范围参数之间的关系，以及所述变载斜率需求参数与所述变载斜率性能参数之间的关系，确定所述燃料电池，和/或所述电池系统包括的动力电池的分配策略。
具体实施时，所述装置响应于所述功率需求参数属于所述燃料电池的输出功率范围参数，且所述变载斜率需求参数小于所述变载斜率性能参数，则由所述燃料电池为所述设备提供能量；或者，响应于所述功率需求参数属于所述燃料电池的输出功率范围参数，且所述变载斜率需求参数大于或等于所述变载斜率性能参数，则由所述电池系统包括的动力电池为所述设备提供能量，所述燃料电池作为辅助动力源为所述动力电池提供能量；或者，响应于所述功率需求参数小于所述输出功率范围参数的最小值，且所述变载斜率需求参数小于所述变载斜率性能参数，则由所述燃料电池为所述设备提供能量，所述燃料电池作为辅助动力源为所述动力电池提供能量；或者，响应于所述功率需求参数小于所述输出功率范围参数的最小值，且所述变载斜率需求参数大于或等于所述变载斜率性能参数，则由所述动力电池为所述设备提供能量，所述燃料电池作为辅助动力源为所述动力电池提供能量；或者，响应于所述功率需求参数大于所述输出功率范围参数的最大值，且所述变载斜率需求参数小于所述变载斜率性能参数，则由所述动力电池和所述燃料电池共同为所述设备提供能量，且所述燃料电池以所述输出功率范围参数的最大值运行；或者，响应于所述功率需求参数大于所述输出功率范围参数的最大值，且所述变载斜率需求参数大于或等于所述变载斜率性能参数，则由所述动力电池为所述设备提供能量，所述燃料电池作为辅助动力源为所述动力电池提供能量。
步骤S106，基于所述分配策略使所述燃料电池输出工作电能，为所述设备提供所述工作电能。
在一些实施例中，所述电池系统中包括的燃料电池和动力电池，基于所述分配策略使所述燃料电池输出工作电能，为所述设备提供所述工作电能。
在一些可选实施例中，步骤S101至步骤S104可以每隔第一周期执行一次，以实现在设备运行以及燃料电池供能的过程中，动态的结合设备工况以及燃料电池的寿命参数，确定电池系统的分配策略。
如此，本公开实施例提供的电池系统供能方法，通过确认燃料电池的寿命参数，所述寿命参数用于表征电池的电池损耗；确认所述寿命参数对应的燃料电池的第一性能参数；确认所述燃料电池的当前性能参数；基于寿命预测模型、所述第一性能参数和所述当前性能参数，确认所述燃料电池的工作性能参数；基于所述燃料电池对应的设备的工况特征参数和所述燃料电池的工作性能参数，确认所述燃料电池所属的电池系统的分配策略；基于所述分配策略使所述燃料电池输出工作电能，为所述设备提供所述工作电能。通过燃料电池的特性曲线和燃料电池的CVM参数，可以确定燃料电池的寿命参数，实现燃料电池的实时寿命预测；进一步，车辆运行过程中会有怠速、高速、城郊、城市等不同使用工况，在每个工况下也都存在变载情况，针对当前工况确定需求性能参数，结合不同工况下燃料电池的寿命参数，可以实现针对实时不同工况的燃料电池寿命预测，在结合设备实际使用时具体工况，加权各个工况对寿命的影响，从而实现燃料电池寿命的在线实时预测；同时，在整车级动态调整和优化燃料电池和动力电池的功率输出分配，兼顾经济性并优化燃料电池寿命。
接下来以设备为车辆为例进行说明。
图2示出了本公开实施例提供的电池系统供能方法的另一种可选流程示意图，将根据各个步骤进行说明。
步骤S201，基于燃料电池的特性曲线和燃料电池的CVM参数，确定燃料电池的第一性能参数。
在一些实施例中，电池系统供能装置（以下简称装置）基于燃料电池的特性曲线和燃料电池的CVM参数，确定燃料电池的寿命参数；基于所述燃料电池的寿命参数和燃料电池关键参数特征方程，确定所述燃料电池的第一性能参数。
具体实施时，所述装置获取燃料电池的特性曲线。其中，所述燃料电池的特性曲线（极化曲线）可以是燃料电池在不同寿命阶段的特性曲线。具体的，所述燃料电池的特性曲线的横轴可以是燃料电池输出的电流，纵轴可以是燃料电池输出的电压；随着燃料电池输出能量，燃料电池的寿命被消耗，相对于一个固定的输出电流，燃料电池输出的电压逐渐变小。
在另一些实施例中，所述装置获取所述燃料电池的电压巡回系统参数，具体的，CVM参数中至少包括所述燃料电池当前输出的电压和当前输出的电流。
在一些实施例中，所述装置基于所述燃料电池当前输出的电压和当前输出的电流，以及所述燃料电池的特性曲线，确定所述燃料电池的寿命参数。
在一些实施例中，所述装置基于所述燃料电池的寿命参数和燃料电池关键参数特征方程，确定所述燃料电池的第一性能参数。
具体实施时，所述装置可以基于所述寿命参数对应的电流范围阈值和电压范围阈值，确定所述寿命参数对应的第一性能参数。其中，所述第一性能参数表征当前寿命参数下，对寿命损耗小的额定功率、变载幅度、许用功率和响应速度中至少之一。
可选的，所述装置可以基于所述寿命参数对应的电流范围阈值和电压范围阈值，确定所述寿命参数对应的第一性能参数。其中，所述第一性能参数表征当前寿命参数下，对寿命损耗小的额定功率、变载幅度、许用功率和响应速度中至少之一。
或者，具体实施时，所述装置还可以基于所述燃料电池的寿命参数的系数，确定所述第一性能参数。可选的，可以基于所述寿命参数的系数和所述燃料电池关键参数特征方程，确定每一项性能参数的系数值，基于所述每一项性能参数的系数值和燃料电池出厂时的额定性能参数，确定第一性能参数。
步骤S202，获取燃料电池的当前性能参数。
在一些实施例中，所述装置获取所述燃料电池的当前性能参数；其中，所述当前性能参数至少包括当前额定功率、当前变载幅度、当前许用功率和当前响应速度中至少之一。
步骤S203，基于寿命预测模型更新所述当前性能参数，生成工作性能参数。
在一些实施例中，所述装置基于寿命预测模型、所述第一性能参数更新所述当前性能参数，确认所述更新后的所述当前性能参数为所述燃料电池的工作性能参数。
具体实施时，所述装置基于所述第一性能参数与所述当前性能参数之差，确定第一阈值；确定第一参数与所述第一阈值之积，加上所述当前性能参数的结果，为所述燃料电池的工作性能参数。
具体的，寿命预测模型可以通过如下公式确定：
工作性能参数=当前性能参数+第一参数*（当前性能参数-第一性能参数）
其中，第一参数可以是大于-1，且小于1的任意数值；可选的，第一参数可以基于实际需求设置，也可以根据实验确定，本公开不做具体限制。
步骤S204，获取车辆的需求性能参数。
在一些实施例中，所述装置获取所述设备的工况特征参数，基于所述工况特征参数，确定所述车辆的需求性能参数；其中，所述工况特征参数可以包括所述设备的运行参数；所述需求性能参数可以包括功率需求参数、变载斜率需求参数、需求额定功率、需求变载幅度、需求许用功率和需求响应速度中至少之一；所述工况特征参数可以是设备运行状态对应的参数，如怠速、高速、城郊、城市等，所述需求性能参数可以是车辆运行所需要的加速度参数、速度参数、传感器参数（用于判断是否上坡或下坡）中至少之一。
步骤S205，基于所述需求性能参数和所述工作性能参数，确定电池系统的分配策略。
在一些实施例中，所述装置基于所述燃料电池对应的设备的工况特征参数和所述燃料电池的工作性能参数，确认所述电池系统中包括的动力电池的工作性能参数；基于所述燃料电池的工作性能参数和所述动力电池的工作性能参数，确认所述电池系统的分配策略。
具体实施时，所述装置可以基于所述设备的需求性能参数与所述燃料电池的工作性能参数之差，确认所述电池系统中包括的动力电池的工作性能参数。
或者，具体实施时，所述装置可以确定所述燃料电池的工作性能参数中各项参数与所述设备的需求性能参数中对应的各项参数的比值，确认各比值中最小的比值为所述燃料电池的输出；确定1与所述最小的比值之差为所述动力电池的输出。
在另一些实施例中，所述装置基于所述燃料电池对应的设备的工况特征参数包括的功率需求参数、所述工况特征参数包括的变载斜率需求参数、所述燃料电池的工作性能参数包括的输出功率范围以及所述燃料电池的变载斜率性能参数，确认所述燃料电池所属的电池系统的分配策略。
在一些实施例中，所述装置基于所述功率需求参数与所述输出功率范围参数之间的关系，以及所述变载斜率需求参数与所述变载斜率性能参数之间的关系，确定所述燃料电池，和/或所述电池系统包括的动力电池的分配策略。
具体实施时，所述装置响应于所述功率需求参数属于所述燃料电池的输出功率范围参数，且所述变载斜率需求参数小于所述变载斜率性能参数，则由所述燃料电池为所述设备提供能量（即燃料电池输出功率范围和变载斜率均满足整车需求：整车需求功率完全由燃料电池系统提供，同时燃料电池功率变载斜率根据整车需求进行响应）。
或者，具体实施时，所述装置响应于所述功率需求参数属于所述燃料电池的输出功率范围参数，且所述变载斜率需求参数大于或等于所述变载斜率性能参数，则由所述电池系统包括的动力电池为所述设备提供能量，所述燃料电池作为辅助动力源为所述动力电池提供能量（燃料电池输出功率范围满足整车功率需求，但燃料电池功率变载斜率不满足整车需求：整车需求功率由动力电池提供，燃料电池作为整车辅助动力源为动力电池补充电能）。
或者，具体实施时，所述装置响应于所述功率需求参数小于所述输出功率范围参数的最小值，且所述变载斜率需求参数小于所述变载斜率性能参数，则由所述燃料电池为所述设备提供能量，所述燃料电池作为辅助动力源为所述动力电池提供能量（燃料电池最小允许输出功率大于整车需求功率，但燃料电池功率变载斜率满足整车需求，整车需求功率由燃料电池提供，燃料电池系统剩余输出功率作为整车辅助动力源为动力电池补充电能）。
或者，具体实施时，所述装置响应于所述功率需求参数小于所述输出功率范围参数的最小值，且所述变载斜率需求参数大于或等于所述变载斜率性能参数，则由所述动力电池为所述设备提供能量，所述燃料电池作为辅助动力源为所述动力电池提供能量（燃料电池最小允许输出功率大于整车需求功率，且燃料电池功率变载斜率不满足整车需求；整车需求功率由动力电池提供，燃料电池作为整车辅助动力源为动力电池补充电能）。
或者，响应于所述功率需求参数大于所述输出功率范围参数的最大值，且所述变载斜率需求参数小于所述变载斜率性能参数，则由所述动力电池和所述燃料电池共同为所述设备提供能量，且所述燃料电池以所述输出功率范围参数的最大值运行（燃料电池最大允许输出功率小于整车需求功率，但燃料电池功率变载斜率满足整车需求：整车需求功率由燃料电池和动力电池同时提供，其中燃料电池以最大允许输出功率运行）。
或者，响应于所述功率需求参数大于所述输出功率范围参数的最大值，且所述变载斜率需求参数大于或等于所述变载斜率性能参数，则由所述动力电池为所述设备提供能量，所述燃料电池作为辅助动力源为所述动力电池提供能量（燃料电池最大允许输出功率小于整车需求功率，且燃料电池功率变载斜率小于整车需求；整车需求功率由动力电池提供，燃料电池作为整车辅助动力源为动力电池补充电能）。
步骤S206，基于所述分配策略使所述燃料电池输出工作电能，为所述设备提供所述工作电能。
在一些实施例中，所述电池系统中包括的燃料电池和动力电池，基于所述分配策略使所述燃料电池输出工作电能，为所述设备提供所述工作电能。
在一些可选实施例中，步骤S201至步骤S206可以每隔第一周期执行一次，以实现在设备运行以及燃料电池供能的过程中，动态的结合设备工况以及燃料电池的寿命参数，确定电池系统的分配策略。
如此，本公开实施例提供的电池系统供能方法，一方面，由于目前燃料电池的寿命多为通过实验室标准工况测试进行预测的，在不同应用场景和使用工况下实际寿命参数与实验室预测的寿命参数误差很大。本工况希望通过不同车辆使用工况下确定燃料电池的寿命参数，实现燃料电池寿命的在线计算和在线预测。车辆运行过程中会有怠速、高速、城郊、城市等不同使用工况，在每个工况下也都存在变载情况，针对不同的工况进行提取，结合不同工况下燃料电池寿命衰减的研究成果，可以实现针对实时不同工况的燃料电池寿命预测，在结合车辆实际使用时具体工况，加权各个工况对寿命的影响，从而实现燃料电池寿命的在线实时预测。另一方面，相关技术中，对于包括燃料电池的电池系统的分配策略相对固定，在不同燃料电池寿命阶段没有针对寿命进行策略优化，这不利于燃料电池寿命的提升。电池系统为满足整车使用工况的需求，需要提升动态响应能力，这样会导致变载过程中空气、氢气分布的不均匀性加剧，从而导致局部副反应的概率增加，引起寿命衰减。本工况能够通过燃料电池寿命参数在线预测方法的建立，在整车级动态调整和优化燃料电池和动力电池的功率输出分配，兼顾经济性并优化燃料电池寿命。
图3示出了本公开实施例提供的电池系统供能装置的可选结构示意图，将根据各个部分进行说明。
在一些实施例中，电池系统供能装置300包括第一确认单元301、处理单元302、获取单元303、第二确认单元304、分配单元305和供能单元306。
第一确认单元301，用于确认燃料电池的寿命参数；
处理单元302，用于确认所述寿命参数对应的燃料电池的第一性能参数；
获取单元303，用于确认所述燃料电池的当前性能参数；
第二确认单元304，用于基于寿命预测模型、所述第一性能参数和所述当前性能参数，确认所述燃料电池的工作性能参数；
分配单元305，用于基于所述燃料电池对应的设备的工况特征参数和所述燃料电池的工作性能参数，确认所述燃料电池所属的电池系统的分配策略；
供能单元306，用于基于所述分配策略使所述燃料电池输出工作电能，为所述设备提供所述工作电能。
所述第一确认单元301，具体用于获取所述燃料电池的电压巡回系统参数；基于燃料电池的特性曲线和CVM参数中包括的电压参数和电流参数，确定所述燃料电池的寿命参数。
所述处理单元302，具体用于确认所述寿命参数对应的燃料电池的第一性能参数；其中，所述第一性能参数表征所述燃料电池在当前寿命参数下，能够输出的最大电流、最大电压或最大功率中至少之一。
所述获取单元303，具体用于获取所述燃料电池的当前性能参数；其中，所述当前性能参数至少包括当前额定功率、当前变载幅度、当前许用功率和当前响应速度中至少之一。
所述第二确认单元304，具体用于基于所述第一性能参数与所述当前性能参数之差，确定第一阈值；确定第一参数与所述第一阈值之积，加上所述当前性能参数的结果，为所述燃料电池的工作性能参数。
所述分配单元305，具体用于基于所述燃料电池对应的设备的工况特征参数包括的功率需求参数、所述工况特征参数包括的变载斜率需求参数、所述燃料电池的工作性能参数包括的输出功率范围以及所述燃料电池的变载斜率性能参数，确认所述燃料电池所属的电池系统的分配策略。
所述分配单元305，具体用于基于所述功率需求参数与所述输出功率范围参数之间的关系，以及所述变载斜率需求参数与所述变载斜率性能参数之间的关系，确定所述燃料电池，和/或所述电池系统包括的动力电池的分配策略。
所述分配单元305，具体用于以下至少之一：
响应于所述功率需求参数属于所述燃料电池的输出功率范围参数，且所述变载斜率需求参数小于所述变载斜率性能参数，则由所述燃料电池为所述设备提供能量；
响应于所述功率需求参数属于所述燃料电池的输出功率范围参数，且所述变载斜率需求参数大于或等于所述变载斜率性能参数，则由所述电池系统包括的动力电池为所述设备提供能量，所述燃料电池作为辅助动力源为所述动力电池提供能量；
响应于所述功率需求参数小于所述输出功率范围参数的最小值，且所述变载斜率需求参数小于所述变载斜率性能参数，则由所述燃料电池为所述设备提供能量，所述燃料电池作为辅助动力源为所述动力电池提供能量；
响应于所述功率需求参数小于所述输出功率范围参数的最小值，且所述变载斜率需求参数大于或等于所述变载斜率性能参数，则由所述动力电池为所述设备提供能量，所述燃料电池作为辅助动力源为所述动力电池提供能量；
响应于所述功率需求参数大于所述输出功率范围参数的最大值，且所述变载斜率需求参数小于所述变载斜率性能参数，则由所述动力电池和所述燃料电池共同为所述设备提供能量，且所述燃料电池以所述输出功率范围参数的最大值运行；
响应于所述功率需求参数大于所述输出功率范围参数的最大值，且所述变载斜率需求参数大于或等于所述变载斜率性能参数，则由所述动力电池为所述设备提供能量，所述燃料电池作为辅助动力源为所述动力电池提供能量。
所述供能单元306，具体用于所述电池系统中包括的燃料电池和动力电池，基于所述分配策略使所述燃料电池输出工作电能，为所述设备提供所述工作电能。
如此，本公开实施例通过结合车辆道路工况和燃料电池当前性能参数，实时建模，实现燃料电池寿命参数的在线实时预测；同时通过燃料电池的一致性数据采集，建立燃料电池系统控制关键参数特性方程，实现燃料电池系统的关键参数动态调整；结合整车混合动力构型和寿命在线预测方法模型，建立整车动力系统功率匹配优化控制模型，根据实际道路工况建立具备自学习方法的实时优化功率分配策略模型。通过上述特性方程和模型建立，实现燃料电池系统的工况优化控制，从而提升燃料电池寿命。
根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备和一种可读存储介质。
图4示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备800的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。
如图4所示，电子设备800包括计算单元801，其可以根据存储在只读存储器（ROM）802中的计算机程序或者从存储单元808加载到随机访问存储器（RAM）803中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 803中，还可存储电子设备800操作所需的各种程序和数据。计算单元801、ROM 802以及RAM 803通过总线804彼此相连。输入/输出（I/O）接口805也连接至总线804。
电子设备800中的多个部件连接至I/O接口805，包括：输入单元806，例如键盘、鼠标等；输出单元807，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元808，例如磁盘、光盘等；以及通信单元809，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元809允许电子设备800通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
计算单元801可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元801的一些示例包括但不限于中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）、各种专用的人工智能（AI）计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器（DSP）、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元801执行上文所描述的各个方法和处理，例如电池系统供能方法。例如，在一些实施例中，电池系统供能方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元808。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 802和/或通信单元809而被载入和/或安装到电子设备800上。当计算机程序加载到RAM 803并由计算单元801执行时，可以执行上文描述的电池系统供能方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元801可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为执行电池系统供能方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、芯片上系统的系统（SOC）、负载可编程逻辑设备（CPLD）、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置（例如，CRT（阴极射线管）或者LCD（液晶显示器）监视器）；以及键盘和指向装置（例如，鼠标或者轨迹球），用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈（例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈）；并且可以用任何形式（包括声输入、语音输入或者、触觉输入）来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统（例如，作为数据服务器）、或者包括中间件部件的计算系统（例如，应用服务器）、或者包括前端部件的计算系统（例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互）、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信（例如，通信网络）来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网（LAN）、广域网（WAN）和互联网。
计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种电池系统供能方法，其特征在于，所述方法包括：
获取燃料电池的电压巡回系统CVM参数，基于燃料电池的特性曲线和CVM参数中包括的电压参数和电流参数，确定所述燃料电池的寿命参数，所述寿命参数用于表征电池的电池损耗；
确认所述寿命参数对应的燃料电池的第一性能参数；所述第一性能参数表征所述燃料电池在当前寿命参数下，能够输出的最大电流、最大电压或最大功率中至少之一；
获取所述燃料电池的当前性能参数，其中，所述当前性能参数至少包括当前额定功率、当前变载幅度、当前许用功率和当前响应速度中至少之一；
基于所述第一性能参数与所述当前性能参数之差，确定第一阈值，确定第一参数与所述第一阈值之积，加上所述当前性能参数的结果，为所述燃料电池的工作性能参数；所述第一参数是大于-1，且小于1的任意数值；
基于所述燃料电池对应的设备的工况特征参数包括的功率需求参数、所述工况特征参数包括的变载斜率需求参数、所述燃料电池的工作性能参数包括的输出功率范围以及所述燃料电池的变载斜率性能参数，确认所述燃料电池所属的电池系统的分配策略；
基于所述分配策略使所述燃料电池输出工作电能，为所述设备提供所述工作电能。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述燃料电池对应的设备的工况特征参数包括的功率需求参数、所述工况特征参数包括的变载斜率需求参数、所述燃料电池的工作性能参数包括的输出功率范围参数以及所述燃料电池的变载斜率性能参数，确认所述燃料电池所属的电池系统的分配策略，包括：
基于所述功率需求参数与所述输出功率范围参数之间的关系，以及所述变载斜率需求参数与所述变载斜率性能参数之间的关系，确定所述燃料电池，和/或所述电池系统包括的动力电池的分配策略。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述功率需求参数与所述输出功率范围参数之间的关系，以及所述变载斜率需求参数与所述变载斜率性能参数之间的关系，确定所述燃料电池，和/或所述电池系统包括的动力电池的分配策略，包括以下至少之一：
响应于所述功率需求参数属于所述燃料电池的输出功率范围参数，且所述变载斜率需求参数小于所述变载斜率性能参数，则由所述燃料电池为所述设备提供能量；
响应于所述功率需求参数属于所述燃料电池的输出功率范围参数，且所述变载斜率需求参数大于或等于所述变载斜率性能参数，则由所述电池系统包括的动力电池为所述设备提供能量，所述燃料电池作为辅助动力源为所述动力电池提供能量；
响应于所述功率需求参数小于所述输出功率范围参数的最小值，且所述变载斜率需求参数小于所述变载斜率性能参数，则由所述燃料电池为所述设备提供能量，所述燃料电池作为辅助动力源为所述动力电池提供能量；
响应于所述功率需求参数小于所述输出功率范围参数的最小值，且所述变载斜率需求参数大于或等于所述变载斜率性能参数，则由所述动力电池为所述设备提供能量，所述燃料电池作为辅助动力源为所述动力电池提供能量；
响应于所述功率需求参数大于所述输出功率范围参数的最大值，且所述变载斜率需求参数小于所述变载斜率性能参数，则由所述动力电池和所述燃料电池共同为所述设备提供能量，且所述燃料电池以所述输出功率范围参数的最大值运行；
响应于所述功率需求参数大于所述输出功率范围参数的最大值，且所述变载斜率需求参数大于或等于所述变载斜率性能参数，则由所述动力电池为所述设备提供能量，所述燃料电池作为辅助动力源为所述动力电池提供能量。
4.一种电池系统供能装置，其特征在于，所述装置包括：
第一确认单元，用于获取燃料电池的电压巡回系统CVM参数，基于燃料电池的特性曲线和CVM参数中包括的电压参数和电流参数，确定所述燃料电池的寿命参数，所述寿命参数用于表征电池的电池损耗；
处理单元，用于确认所述寿命参数对应的燃料电池的第一性能参数；所述第一性能参数表征所述燃料电池在当前寿命参数下，能够输出的最大电流、最大电压或最大功率中至少之一；
获取单元，用于获取所述燃料电池的当前性能参数，其中，所述当前性能参数至少包括当前额定功率、当前变载幅度、当前许用功率和当前响应速度中至少之一；
第二确认单元，用于基于所述第一性能参数与所述当前性能参数之差，确定第一阈值，确定第一参数与所述第一阈值之积，加上所述当前性能参数的结果，为所述燃料电池的工作性能参数；所述第一参数是大于-1，且小于1的任意数值；
分配单元，用于基于所述燃料电池对应的设备的工况特征参数包括的功率需求参数、所述工况特征参数包括的变载斜率需求参数、所述燃料电池的工作性能参数包括的输出功率范围以及所述燃料电池的变载斜率性能参数，确认所述燃料电池所属的电池系统的分配策略；
供能单元，用于基于所述分配策略使所述燃料电池输出工作电能，为所述设备提供所述工作电能。
5.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-3中任一项所述的方法的步骤。
6.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-3中任一项所述的方法的步骤。
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Denomination of invention: Battery system energy supply method, device, electronic device, and storage medium

Effective date of registration: 20230919

Granted publication date: 20230110

Pledgee: Xixian New District Financing Guarantee Co.,Ltd.

Pledgor: Proton Automotive Technology Co.,Ltd.

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