CN115503558A - 燃料电池的能量管理方法、装置、车辆及计算机存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种燃料电池的能量管理方法、装置、车辆以及计算机存储介质，通过使用燃料电池的车辆在运行过程中，获取车辆所处位置的实时环境信息和车辆的实时驾驶运行数据；根据所述实时环境信息确定车辆的行驶路径规划数据，和根据所述实时驾驶运行数据确定车辆的驾驶运行场景轨迹数据；根据所述行驶路径规划数据和所述驾驶运行场景轨迹数据，动态的对车辆的燃料电池进行能量管理。采用本申请技术方案能够达成在兼顾燃料电池寿命的基础上，提高燃料电池的系统效率以降低燃料消耗的技术目的。

Description

燃料电池的能量管理方法、装置、车辆及计算机存储介质

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，尤其涉及一种燃料电池的能量管理方法、装置、车辆以及计算机存储介质。

背景技术

诸如以氢为燃料的燃料电池早已成为新能源车辆中的整车核心关键部件，而如何在新能源车辆的运行中对燃料电池进行合理的使用相应的也成为了燃料电池车辆整体生产研发中着重研究的关键问题。

然而，现如今车辆使用燃料电池时所采用的对燃料电池的功率控制，都是结合车辆瞬时的驱动需求和车辆及其零部件的自身特性进行优化的结果，从而使得目前的燃料电池车辆能耗较高且车辆使用寿命有限。

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、装置、车辆以及计算机存储介质，旨在针对现有车辆使用的燃料电池管理控制方式进行改善，从而实现自适应的对车辆燃料电池进行能量管理控制，达成在兼顾燃料电池寿命的基础上，提高燃料电池的系统效率以降低燃料消耗。

为实现上述目的，本申请提供一种燃料电池的能量管理方法，所述燃料电池的能量管理方法应用于使用燃料电池的车辆，所述燃料电池的能量管理方法包括：

获取车辆所处位置的实时环境信息和车辆的实时驾驶运行数据；

根据所述实时环境信息确定车辆的行驶路径规划数据，和根据所述实时驾驶运行数据确定车辆的驾驶运行场景轨迹数据；

根据所述行驶路径规划数据和所述驾驶运行场景轨迹数据，动态的对车辆的燃料电池进行能量管理。

在一些可行的实施例中，在所述动态的对车辆的燃料电池进行能量管理的步骤之后，所述方法还包括：

检测所述燃料电池的实际能量输出；

根据所述实际能量输出确定对所述燃料电池进行的能量管理操作是否符合预设的能量输出控制需求；

若确定所述能量管理操作不符合所述能量输出控制需求，则动态的调整所述能量管理操作直至所述能量管理操作符合所述能量输出控制需求。

在一些可行的实施例中，所述实时环境信息包括：车辆的位置和车辆所处位置的外部环境图像；

所述根据所述实时环境信息确定车辆的行驶路径规划数据的步骤，包括：

针对所述外部环境图像进行图像分析确定车辆所处位置的交通拥堵状态；

结合所述交通拥堵状态和车辆的位置进行计算以确定车辆的行驶路径规划数据。

在一些可行的实施例中，在所述针对所述外部环境图像进行图像分析确定车辆所处位置的交通拥堵状态的步骤之后，所述方法还包括：

结合所述交通拥堵状态和车辆的实时状态数据，确定车辆的动力模式；

按照所述动力模式控制所述燃料电池输出能量并动态的对所述燃料电池进行能量管理。

在一些可行的实施例中，所述根据所述实时驾驶运行数据确定车辆的驾驶运行场景轨迹数据的步骤，包括：

将所述实时驾驶运行数据和预设的自定义路径规划数据作为管理燃料电池能量的实时输入信息；

根据所述实时输入信息对初始输入信息进行调整处理以确定车辆的驾驶运行场景轨迹数据。

在一些可行的实施例中，所述车辆内置或者外接有轨迹交通数据库，所述方法还包括：

从所述轨迹交通数据库中获取预设的自定义路径规划数据。

在一些可行的实施例中，所述车辆配置有一个或者多个外设传感器；

所述获取车辆所处位置的实时环境信息和车辆的实时驾驶运行数据的步骤，包括：

在车辆实时的运行过程中，通过一个或者多个所述外设传感器采集车辆所处位置的实时环境信息；和，通过车辆的CAN网络接收一条或者多条CAN网络总线消息以获取所述车辆的实时驾驶运行数据。

此外，为实现上述目的，本申请还提供一种燃料电池的能量管理装置，本申请燃料电池的能量管理装置应用于使用燃料电池的车辆，本申请燃料电池的能量管理方法包括：

实时车辆数据采集模块，用于获取车辆所处位置的实时环境信息和车辆的实时驾驶运行数据；

分析匹配模块，用于根据所述实时环境信息确定车辆的行驶路径规划数据，和根据所述实时驾驶运行数据确定车辆的驾驶运行场景轨迹数据；

能量管理模块，用于根据所述行驶路径规划数据和所述驾驶运行场景轨迹数据，动态的对车辆的燃料电池进行能量管理。

其中，所述燃料电池的能量管理装置的各个功能模块各自在运行时可实现如上述任一项的燃料电池的能量管理方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本申请还提供一种车辆，所述车辆包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的所述燃料电池的能量管理方法的程序，所述燃料电池的能量管理方法的程序被处理器执行时可实现如上述的燃料电池的能量管理方法的步骤。

本申请还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有实现上述燃料电池的能量管理方法的程序，所述燃料电池的能量管理方法的程序被处理器执行时实现如上述的燃料电池的能量管理方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本申请还提供一种计算机程序产品、包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的燃料电池的能量管理方法的步骤。

本申请提供的一种燃料电池的能量管理方法、装置、车辆以及计算机存储介质，通过使用燃料电池的车辆在运行过程中，获取车辆所处位置的实时环境信息和车辆的实时驾驶运行数据；根据所述实时环境信息确定车辆的行驶路径规划数据，和根据所述实时驾驶运行数据确定车辆的驾驶运行场景轨迹数据；根据所述行驶路径规划数据和所述驾驶运行场景轨迹数据，动态的对车辆的燃料电池进行能量管理。

如此，相比于现有结合车辆瞬时的驱动需求和车辆及其零部件的自身特性进行优化来管理燃料电池能量的方式，本申请通过根据车辆所处位置的实时环境信息和车辆的实时驾驶运行数据，分别确定车辆的行驶路径规划数据和驾驶运行场景轨迹数据，从而基于该行驶路径规划数据和驾驶运行场景轨迹数据，动态的对车辆的燃料电池进行能量管理。即，本申请实现了针对现有车辆使用的燃料电池管理控制方式进行改善，从而自适应的对车辆燃料电池进行能量管理控制，达成了在兼顾燃料电池寿命的基础上，提高燃料电池的系统效率以降低燃料消耗的技术目的。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本申请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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请燃料电池的能量管理方法一实施例的流程示意图；

图2为本申请燃料电池的能量管理装置一实施例涉及的功能模块的结构示意图；

图3为本申请实施例方案中车辆涉及的硬件运行环境的设备结构示意图。

本申请目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，燃料电池(例如氢燃料电池)作为整车核心关键部件。对燃料电池的合理使用成为了燃料电池车辆研究的关键问题。目前，燃料电池厂家、整车厂家所实施的燃料电池能量控制策略一般有以下几种：

第一种为soc(stateofcharge，荷电状态)阶梯控制策略，具体地，燃料电池车辆能量管理采用电池系统soc做单一的输入量，将其划分为几个区间，例如一般根据soc值的大小划分为soc很高、soc较高、soc适中、soc较低、soc很低的几个区间。当soc很高时，燃料电池不开机。soc较高时，燃料电池输出较小功率。soc适中时，燃料电池输出适中功率。soc较低时，燃料电池输出较大功率。soc很低时，燃料电池输出最大功率。

第二种为实时功率跟随策略，具体是将实时功率跟随整车需求功率，或者整车需求功率经过算法滤波后的整车需求功率值输出，进而直接控制燃料电池进行跟随输出。

第三种为模糊控制策略，具体地，燃料电池车辆能量管理以电池soc、整车需求功率、车速等作为模糊输入量，制定复杂的模糊规则，经过模糊推理以及反复模糊化处理，得出燃料电池输出功率。

然而，第一种策略由于soc不会突变使得燃料电池输出功率在很长时间段内保持相同值输出，燃料电池不经常变载，有利于燃料电池寿命，但燃料电池输出的部分电能不能直接作为输出给到动力电机系统，从而降低了能量传递效率，使得整车氢耗升高。而第二种策略相比于第一种策略可以基本直接将燃料电池输出功率传递到动力电机系统，使得能量传递效率得到提高。但此策略中燃料电池基本一直处于频繁变载的工况，这会造成燃料电池性能急剧衰减进而降低燃料电池寿命。第三种策略相比与前两种策略在一定程度上实现了燃料电池与动力电池的合理使用，并满足了整车功率需求，但是此种策略的实现一方面需要考量的因素过多，另一方面由于实际工况中燃料电池会经常出现小幅度变载，而这种策略又无法对燃料电池的变载时间进行精准控制，从而使得此策略的管控效果仍然不够理想。因此需要一种燃料电池能量控制策略克服现有技术存在的上述缺点。

综上，现如今车辆使用燃料电池时所采用的对燃料电池的功率控制，都是结合车辆瞬时的驱动需求和车辆及其零部件的自身特性进行优化的结果。因为没有将驾驶员的行驶需求、道路交通情况和车辆作为一个整体来考虑，从而使得目前的燃料电池车辆能耗较高且车辆使用寿命有限。

针对此问题，本发明提出一种自适应的能量管理控制策略，在兼顾考虑动力电池寿命的基础上，提高燃料电池寿命和效率，同时提高能量系统的传递效率。即，本申请实施例提供一种燃料电池的能量管理方法，通过使用燃料电池的车辆在运行过程中，获取车辆所处位置的实时环境信息和车辆的实时驾驶运行数据；根据所述实时环境信息确定车辆的行驶路径规划数据，和根据所述实时驾驶运行数据确定车辆的驾驶运行场景轨迹数据；根据所述行驶路径规划数据和所述驾驶运行场景轨迹数据，动态的对车辆的燃料电池进行能量管理。

如此，相比于现有结合车辆瞬时的驱动需求和车辆及其零部件的自身特性进行优化来管理燃料电池能量的方式，本申请通过根据车辆所处位置的实时环境信息和车辆的实时驾驶运行数据，分别确定车辆的行驶路径规划数据和驾驶运行场景轨迹数据，从而基于该行驶路径规划数据和驾驶运行场景轨迹数据，动态的对车辆的燃料电池进行能量管理。即，本申请实现了针对现有车辆使用的燃料电池管理控制方式进行改善，从而自适应的对车辆燃料电池进行能量管理控制，达成了在兼顾燃料电池寿命的基础上，提高燃料电池的系统效率以降低燃料消耗的技术目的。

基于上述本申请燃料电池的能量管理方法的整体构思，提出本申请燃料电池的能量管理方法的第一实施例。

请参照图1，图1为本申请燃料电池的能量管理方法第一实施例的流程示意图。需要说明的是，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。

此外，在本实施例中，本申请燃料电池的能量管理方法的执行主体可以是车辆本身。为方便阐述和阅读理解，后文均以车辆作为执行主体来阐述本申请燃料电池的能量管理方法的第一实施例。

如图1所示，在本申请燃料电池的能量管理方法的第一实施例中，本申请燃料电池的能量管理方法具体包括如下步骤：

步骤S10，获取车辆所处位置的实时环境信息和车辆的实时驾驶运行数据；

在本实施例中，车辆在启动运行的过程中，持续不断的采集获取所处位置外部的实时环境信息，和，获取车辆所配置各个车身控制器各自传递的车辆在当前驾驶运行过程中的实时驾驶运行数据。

在本实施例以及后文所阐述的其它各个实施例中，车辆可通过配置的一个或者多个外设传感器来采集所处位置外部的实时环境信息。基于此，上述的步骤S10，具体可以包括：

步骤S101，在车辆实时的运行过程中，通过一个或者多个所述外设传感器采集车辆所处位置的实时环境信息；和，通过车辆的CAN网络接收一条或者多条CAN网络总线消息以获取所述车辆的实时驾驶运行数据。

在本实施例中，车辆所配置的外设传感器包括但不限于车辆摄像头和激光雷达等外设传感器，如此，车辆即可在实时的运行过程中，通过该车载摄像头及激光雷达等外设传感器，实时的采集获取得到车辆周围的环境图像和车辆位置信息，以将该环境图像和车辆位置作为车辆的实时环境信息。

此外，车辆还可以通过车辆内部配置的CAN网络总线来接收一个或者多个车身控制器各自在车辆运行过程中，通过该CAN网络总线进行传递的一条或者多条CAN网络总线消息，从而，车辆通过针对该CAN网络总线消息进行解析即可获取得到车辆的实时驾驶运行数据。

步骤S20，根据所述实时环境信息确定车辆的行驶路径规划数据，和根据所述实时驾驶运行数据确定车辆的驾驶运行场景轨迹数据；

在本实施例中，车辆在获取得到上述的实时环境信息之后，即可通过该实时环境信息进行内部分析，从而预测车辆周边环境的各个元素(包括但不限于其它车辆或者行人等交通参与者)在未来时刻大概率会出现的状态，以此计算得到车辆在未来时刻的行驶路径规划数据。

此外，在本实施例中，车辆在获取得到上述的实时驾驶运行数据之后，即可通过将该实时驾驶运行数据和预先由车辆的用户自定义配置生成的自主路径规划作为整车能量的预设输入信息进行匹配和修正，从而计算得出车辆的驾驶运行场景轨迹数据。

步骤S30，根据所述行驶路径规划数据和所述驾驶运行场景轨迹数据，动态的对车辆的燃料电池进行能量管理。

在本实施例中，车辆在基于上述的实时环境信息确定得到车辆的行驶路径规划数据，和基于上述的实时驾驶运行数据确定得到车辆的驾驶运行场景轨迹数据之后，即进一步通过车辆中所配置针对燃料电池进行管理控制的控制单元VCU，按照该行驶路径规划数据和该驾驶运行场景轨迹数据来控制该燃料电池进行启动运行，和控制该燃料电池在车辆实时运行过程中的能量输出，即，通过车辆所配置整车控制器内的控制单元VCU，在车辆的整个运行过程当中自适应的针对燃料电池输出的能量进行分配和管理。

在本实施例中，本申请燃料电池的能量管理方法通过使用燃料电池的车辆在启动运行的过程中，持续不断的采集获取所处位置外部的实时环境信息，和，获取车辆所配置各个车身控制器各自传递的车辆在当前驾驶运行过程中的实时驾驶运行数据。之后，车辆即可通过该实时环境信息进行内部分析，从而预测车辆周边环境的各个元素(包括但不限于其它车辆或者行人等交通参与者)在未来时刻大概率会出现的状态，以此计算得到车辆在未来时刻的行驶路径规划数据。最后，车辆即进一步通过车辆中所配置针对燃料电池进行管理控制的控制单元VCU，按照该行驶路径规划数据和该驾驶运行场景轨迹数据来控制该燃料电池进行启动运行，和控制该燃料电池在车辆实时运行过程中的能量输出，即，通过车辆所配置整车控制器内的控制单元VCU，在车辆的整个运行过程当中自适应的针对燃料电池输出的能量进行分配和管理。

如此，相比于现有结合车辆瞬时的驱动需求和车辆及其零部件的自身特性进行优化来管理燃料电池能量的方式，本申请通过根据车辆所处位置的实时环境信息和车辆的实时驾驶运行数据，分别确定车辆的行驶路径规划数据和驾驶运行场景轨迹数据，从而基于该行驶路径规划数据和驾驶运行场景轨迹数据，动态的对车辆的燃料电池进行能量管理。即，本申请实现了针对现有车辆使用的燃料电池管理控制方式进行改善，从而自适应的对车辆燃料电池进行能量管理控制，达成了在兼顾燃料电池寿命的基础上，提高燃料电池的系统效率以降低燃料消耗的技术目的。

进一步地，基于上述本申请燃料电池的能量管理方法的第一实施例，提出本申请燃料电池的能量管理方法的第二实施例。

在申请燃料电池的能量管理方法的第二实施例中，上述车辆获取得到的实时环境信息包括：车辆的位置和车辆所处位置的外部环境图像；基于此，上述的步骤S20中“根据所述实时环境信息确定车辆的行驶路径规划数据”的步骤，具体可以包括：

步骤S201，针对所述外部环境图像进行图像分析确定车辆所处位置的交通拥堵状态；

在本实施例中，车辆在获取得到通过车载摄像头等外设传感器采集得到的外部环境图像之后，通过针对该外部环境图像进行分析从而预测得到车辆在未来时刻所处位置对应的驾驶环境的交通拥堵状态。

需要说明的是，在本实施例中，车辆通过对外部环境图像进行分析处理能够预测得到的交通拥堵状态包括但不限于：道路无拥堵、车流畅通和驾驶工况良好，或者道路拥堵、车流量大和驾驶工况复杂。

步骤S202，结合所述交通拥堵状态和车辆的位置进行计算以确定车辆的行驶路径规划数据。

在本实施例中，车辆通过对采集得到的外部环境图像进行分析从而预测得到车辆所处位置的交通拥堵状态之后，即进一步基于该交通拥堵状态车辆在当前时刻所处的位置进行计算从而确定出车辆在未来时刻的行驶路径规划数据。

进一步地，在另一种可行的实施例中，在上述的步骤S201,针对所述外部环境图像进行图像分析确定车辆所处位置的交通拥堵状态之后，本申请燃料电池的能量管理方法，还可以包括：

步骤A，结合所述交通拥堵状态和车辆的实时状态数据，确定车辆的动力模式；

步骤B，按照所述动力模式控制所述燃料电池输出能量并动态的对所述燃料电池进行能量管理。

在本实施例中，车辆在通过对采集得到的外部环境图像进行分析从而预测得到车辆所处位置的交通拥堵状态之后，还可以通过将该交通拥堵状态与车辆在当前时刻的实时状态数据，来确定车辆在当前时刻应当采用的能量输出模式。从而，车辆即可按照该能量输出模式来控制车辆的燃料电池进行能量输出，并且，车辆在该燃料电池输出能量的过程中同样动态的这对该燃料电池进行能量管理的操作。

需要说明的是，在本实施例中，上述车辆在当前时刻的实时状态数据至少包括车辆所使用动力电池的剩余电量SOC、车速以及车辆所处位置的气温数据。此外，上述燃料电池的能量输出模式包括但不限于纯电模式和混合动力模式。

示例性地，当车辆通过外部传感器采集的外部环境图像进行分析检测，来预测到车辆在未来时刻的整车驾驶环境为道路无拥堵、车流畅通和驾驶工况良好，并且，车辆的动力电池在当前时刻的电池剩余电量SOC＞84％时，认为此时车辆应当采用的动力模式为纯电模式，进而实时的调整车辆针对燃料电池进行能量管理的控制单元VCU将燃料电池的能量分配和输出，以令该燃料电池在当前时刻不输出能量，即不启动运行。而车辆在检测到动力电池的剩余电量SOC低于75％时，则确定当前需要将燃料电池介入到车辆的驾驶运行当中，从而根据车辆在当前时刻的运行车速和外部环境的气温等状态数据，由控制单元VCU实时调整燃料电池的工作状态，即，以该燃料电池的发电需求和动力电池电量为基础，通过控制单元VCU自适应的进行能量分配管理以实时修正燃料电池的能量输出，达成在满足当前车辆正常行驶的条件下，燃料电池和动力电池的电量最优的跟踪控制。

或者，当车辆通过外部传感器采集的外部环境图像进行分析检测，来预测到车辆在未来时刻的整车驾驶环境为道路拥堵、车流量大和驾驶工况复杂时，车辆即综合预设场景和当前车辆数据，确定车辆优先以纯电模式进行运行。而当车辆检测到动力电池的剩余电量SOC低于75％时，再按照上述的过程启动燃料电池，并由控制单元VCU控制该燃料电池定点输出需求功率以用于给动力电池和车辆的驱动电机进行供电。

进一步地，在一种可行的实施例中，上述的步骤S20中“根据所述实时驾驶运行数据确定车辆的驾驶运行场景轨迹数据”的步骤，具体可以包括：

步骤S203，将所述实时驾驶运行数据和预设的自定义路径规划数据作为管理燃料电池能量的实时输入信息；

步骤S204，根据所述实时输入信息对初始输入信息进行调整处理以确定车辆的驾驶运行场景轨迹数据。

需要说明的是，在本实施例中，预设的自定义路径规划数据为预先由车辆的用户自定义配置生成的自主路径规划。

在本实施例中，车辆在获取得到上述的实时驾驶运行数据之后，即可通过将该实时驾驶运行数据和预先由车辆的用户自定义配置生成的自主路径规划作为整车能量的实时输入信息，然后车辆即可基于该实时输入信息对车辆在开启启动运行时获取得到的初始输入信息进行匹配和修正，从而计算得出车辆的驾驶运行场景轨迹数据。

进一步地，在另一种可行的实施例中，本申请所涉及的车辆还可以内置或者外接一轨迹交通数据库。基于此，本申请燃料电池的能量管理方法，还可以包括：

步骤C，从所述轨迹交通数据库中获取预设的自定义路径规划数据。

在本实施例中，车辆的用户可通过车辆面向用户提供的用户图形界面或者与车辆连接的终端设备，自定义配置生成自主路径规划，然后将该自主路径规划传递至车辆内置或者外接的轨迹交通数据库当中进行存储。如此，车辆在开始启动运行的过程当中即可从该轨迹交通数据库当中获取得到用户自定义配置生成的自主路径规划。

进一步地，基于上述本申请燃料电池的能量管理方法的第一实施例和/或者第二实施例，提出本申请燃料电池的能量管理方法的第三实施例。

在本申请燃料电池的能量管理方法的第三实施例中，在上述的步骤S30，根据所述行驶路径规划数据和所述驾驶运行场景轨迹数据，动态的对车辆的燃料电池进行能量管理之后，本申请燃料电池的能量管理方法还可以包括：

步骤S40，检测所述燃料电池的实际能量输出；

在本实施例中，车辆在按照上述过程通过整车控制器对车辆使用的燃料电池进行能量输出管理的过程中，车辆还同步或者异步的针对车辆的燃料电池实际输出能量的情况进行监测，从而得到该燃料电池的实际能量输出。

步骤S50，根据所述实际能量输出确定对所述燃料电池进行的能量管理操作是否符合预设的能量输出控制需求；

在本实施例中，车辆在针对燃料电池实际输出的能量进行监测从而得到该燃料电池的实际能量输出之后，即基于该实际能量输出映射的车辆整车控制器对于该燃料电池进行的能量管理操作，是否符合预设的能量输出控制需求。

需要说明的是，在本实施例中，上述预设的能量输出控制需求为燃料电池在经过车辆整车控制器所做出的能量管理操作，是否无限接近自适应动态规划方程模型中的性能指标函数和控制策略。其中，性能指标函数能够直接参与算法迭代，从而可利用人工智能中的自学习原理进行不断的训练和预测。

步骤S60，若确定所述能量管理操作不符合所述能量输出控制需求，则动态的调整所述能量管理操作直至所述能量管理操作符合所述能量输出控制需求。

在本实施例中，若车辆确定到上述车辆的整车控制器针对燃料电池做出的能量管理操作，不符合上述的能量输出控制需求，则车辆即通过该整车控制器继续按照车辆实时采集的新的数据，继续动态的针对该燃料电池进行能量输出的过程进行管理，即，车辆首先按照实时采集的新的数据动态的对整车控制器对燃料电池所做的能量管理操作进行调整，然后由该整车控制器对燃料电池输出能量进行调整后的能量管理操作，如此迭代循环直至车辆监测到该能量管理操作符合上述的能量输出控制需求。

此外，本申请还提供一种燃料电池的能量管理装置。本申请燃料电池的能量管理装置应用于使用燃料电池的车辆。

如图2所示，本申请燃料电池的能量管理装置包括：

实时车辆数据采集模块10，用于获取车辆所处位置的实时环境信息和车辆的实时驾驶运行数据；

分析匹配模块20，用于根据所述实时环境信息确定车辆的行驶路径规划数据，和根据所述实时驾驶运行数据确定车辆的驾驶运行场景轨迹数据；

能量管理模块30，用于根据所述行驶路径规划数据和所述驾驶运行场景轨迹数据，动态的对车辆的燃料电池进行能量管理。

可选地，本申请燃料电池的能量管理装置还包括：

实际输出监测模块，用于检测所述燃料电池的实际能量输出；

判断模块，用于根据所述实际能量输出确定对所述燃料电池进行的能量管理操作是否符合预设的能量输出控制需求；

操作调整模块，用于若确定所述能量管理操作不符合所述能量输出控制需求，则动态的调整所述能量管理操作直至所述能量管理操作符合所述能量输出控制需求。

可选地，所述实时环境信息包括：车辆的位置和车辆所处位置的外部环境图像；分析匹配模块20，包括：

图像分析单元，用于针对所述外部环境图像进行图像分析确定车辆所处位置的交通拥堵状态；

第一计算单元，用于结合所述交通拥堵状态和车辆的位置进行计算以确定车辆的行驶路径规划数据。

可选地，本申请燃料电池的能量管理装置还包括：

车辆动力模式确定模块，用于结合所述交通拥堵状态和车辆的实时状态数据，确定车辆的动力模式；

本申请燃料电池的能量管理装置的能量管理模块30，还用于按照所述动力模式控制所述燃料电池输出能量并动态的对所述燃料电池进行能量管理。

可选地，分析匹配模块20，包括：

输入信息确定单元，用于将所述实时驾驶运行数据和预设的自定义路径规划数据作为管理燃料电池能量的实时输入信息；

第二计算单元，用于根据所述实时输入信息对初始输入信息进行调整处理以确定车辆的驾驶运行场景轨迹数据。

可选地，所述车辆内置或者外接有轨迹交通数据库，本申请燃料电池的能量管理装置还包括：

自定义数据获取模块，用于从所述轨迹交通数据库中获取预设的自定义路径规划数据。

可选地，所述车辆配置有一个或者多个外设传感器；本申请燃料电池的能量管理装置的实时车辆数据采集模块10，还用于在车辆实时的运行过程中，通过一个或者多个所述外设传感器采集车辆所处位置的实时环境信息；和，通过车辆的CAN网络接收一条或者多条CAN网络总线消息以获取所述车辆的实时驾驶运行数据。

本申请燃料电池的能量管理装置的具体实施方式与上述燃料电池的能量管理方法各实施例基本相同，在此不再赘述。

此外，本申请实施例还提供一种如上述任一实施例中所提及的使用燃料电池的车辆。

请参照图3，图3是本申请实施例方案所提及车辆涉及的硬件运行环境的设备结构示意图。本申请实施例方案所提及车辆配置有电容感应区域的车辆，所述电容感应区域包括多个电容感应点。

如图3所示，该车辆可以包括：处理器1001，例如CPU，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现处理器1001和存储器1005之间的连接通信。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储设备。

可选地，该车辆还包括甲醇增程器、整车控制器(VCU)、电池管理系统(BMS)、发动机管理系统(EMS)和发电机控制器(GCU)。其中，整车控制器(VCU)通过外部公共CAN与电池管理系统(BMS)等通信、通过内部CAN与发动机管理系统(EMS)和发电机控制器(GCU)通信。此外，该车辆还可以包括车身控制器BCM、ECU和矩形用户接口、网络接口、摄像头、RF(RadioFrequency，射频)电路，传感器、音频电路、WiFi模块等等。矩形用户接口可以包括显示屏(Display)、输入子模块比如键盘(Keyboard)，可选矩形用户接口还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。车辆还通过T-BOX与远程服务平台TSP进行通信连接。

本领域技术人员可以理解，图3中示出的结构并不构成对车辆的限定，基于实际应用的不同设计需要，在不同可行的实施方式当中，车辆当然还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图3所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块以及燃料电池的能量管理程序。操作系统是管理和控制基于车辆硬件和软件资源的程序，支持燃料电池的能量管理程序以及其它软件和/或程序的运行。网络通信模块用于实现存储器1005内部各组件之间的通信，以及与燃料电池的能量管理装置中其它硬件和软件之间通信。

在图3所示的车辆中，处理器1001用于执行存储器1005中存储的燃料电池的能量管理程序，并执行如下步骤：

获取车辆所处位置的实时环境信息和车辆的实时驾驶运行数据；

根据所述实时环境信息确定车辆的行驶路径规划数据，和根据所述实时驾驶运行数据确定车辆的驾驶运行场景轨迹数据；

根据所述行驶路径规划数据和所述驾驶运行场景轨迹数据，动态的对车辆的燃料电池进行能量管理

可选地，处理器1001还用于执行存储器1005中存储的燃料电池的能量管理程序，在执行动态的对车辆的燃料电池进行能量管理的步骤之后，并执行如下步骤：

检测所述燃料电池的实际能量输出；

根据所述实际能量输出确定对所述燃料电池进行的能量管理操作是否符合预设的能量输出控制需求；

若确定所述能量管理操作不符合所述能量输出控制需求，则动态的调整所述能量管理操作直至所述能量管理操作符合所述能量输出控制需求。

可选地，所述实时环境信息包括：车辆的位置和车辆所处位置的外部环境图像；处理器1001还用于执行存储器1005中存储的燃料电池的能量管理程序，并执行如下步骤：

针对所述外部环境图像进行图像分析确定车辆所处位置的交通拥堵状态；

结合所述交通拥堵状态和车辆的位置进行计算以确定车辆的行驶路径规划数据。

可选地，处理器1001还用于执行存储器1005中存储的燃料电池的能量管理程序，在执行针对所述外部环境图像进行图像分析确定车辆所处位置的交通拥堵状态的步骤之后，并执行如下步骤：

结合所述交通拥堵状态和车辆的实时状态数据，确定车辆的动力模式；

按照所述动力模式控制所述燃料电池输出能量并动态的对所述燃料电池进行能量管理。

可选地，处理器1001还用于执行存储器1005中存储的燃料电池的能量管理程序，并执行如下步骤：

将所述实时驾驶运行数据和预设的自定义路径规划数据作为管理燃料电池能量的实时输入信息；

根据所述实时输入信息对初始输入信息进行调整处理以确定车辆的驾驶运行场景轨迹数据。

可选地，所述车辆内置或者外接有轨迹交通数据库，处理器1001还用于执行存储器1005中存储的燃料电池的能量管理程序，并执行如下步骤：

从所述轨迹交通数据库中获取预设的自定义路径规划数据。

可选地，所述车辆配置有一个或者多个外设传感器；处理器1001还用于执行存储器1005中存储的燃料电池的能量管理程序，并执行如下步骤：

在车辆实时的运行过程中，通过一个或者多个所述外设传感器采集车辆所处位置的实时环境信息；和，通过车辆的CAN网络接收一条或者多条CAN网络总线消息以获取所述车辆的实时驾驶运行数据。

本申请车辆的具体实施方式与上述燃料电池的能量管理方法各实施例基本相同，在此不再赘述。

此外，本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，且所述计算机存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述一个或者一个以上程序还可被一个或者一个以上的处理器执行以用于实现上述任一项所述的燃料电池的能量管理方法的步骤。

本申请计算机存储介质的具体实施方式与上述燃料电池的能量管理方法各实施例基本相同，在此不再赘述。

此外，本申请还提供一种计算机程序产品、包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的燃料电池的能量管理方法的步骤。

本申请计算机程序产品的具体实施方式与上述燃料电池的能量管理方法各实施例基本相同，在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的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(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是车载电脑，智能手机，计算机，或者服务器等)执行本申请各个实施例所述的方法。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种燃料电池的能量管理方法，其特征在于，所述燃料电池的能量管理方法应用于使用燃料电池的车辆，所述燃料电池的能量管理方法包括：

获取车辆所处位置的实时环境信息和车辆的实时驾驶运行数据；

根据所述实时环境信息确定车辆的行驶路径规划数据，和根据所述实时驾驶运行数据确定车辆的驾驶运行场景轨迹数据；

根据所述行驶路径规划数据和所述驾驶运行场景轨迹数据，动态的对车辆的燃料电池进行能量管理。

2.如权利要求1所述的燃料电池的能量管理方法，其特征在于，在所述动态的对车辆的燃料电池进行能量管理的步骤之后，所述方法还包括：

检测所述燃料电池的实际能量输出；

根据所述实际能量输出确定对所述燃料电池进行的能量管理操作是否符合预设的能量输出控制需求；

若确定所述能量管理操作不符合所述能量输出控制需求，则动态的调整所述能量管理操作直至所述能量管理操作符合所述能量输出控制需求。

3.如权利要求1所述的燃料电池的能量管理方法，其特征在于，所述实时环境信息包括：车辆的位置和车辆所处位置的外部环境图像；

所述根据所述实时环境信息确定车辆的行驶路径规划数据的步骤，包括：

针对所述外部环境图像进行图像分析确定车辆所处位置的交通拥堵状态；

结合所述交通拥堵状态和车辆的位置进行计算以确定车辆的行驶路径规划数据。

4.如权利要求3所述的燃料电池的能量管理方法，其特征在于，在所述针对所述外部环境图像进行图像分析确定车辆所处位置的交通拥堵状态的步骤之后，所述方法还包括：

结合所述交通拥堵状态和车辆的实时状态数据，确定车辆的动力模式；

按照所述动力模式控制所述燃料电池输出能量并动态的对所述燃料电池进行能量管理。

5.如权利要求3所述的燃料电池的能量管理方法，其特征在于，所述根据所述实时驾驶运行数据确定车辆的驾驶运行场景轨迹数据的步骤，包括：

将所述实时驾驶运行数据和预设的自定义路径规划数据作为管理燃料电池能量的实时输入信息；

根据所述实时输入信息对初始输入信息进行调整处理以确定车辆的驾驶运行场景轨迹数据。

6.如权利要求5所述的燃料电池的能量管理方法，其特征在于，所述车辆内置或者外接有轨迹交通数据库，所述方法还包括：

从所述轨迹交通数据库中获取预设的自定义路径规划数据。

7.如权利要求1至6任一项所述的燃料电池的能量管理方法，其特征在于，所述车辆配置有一个或者多个外设传感器；

所述获取车辆所处位置的实时环境信息和车辆的实时驾驶运行数据的步骤，包括：

在车辆实时的运行过程中，通过一个或者多个所述外设传感器采集车辆所处位置的实时环境信息；和，通过车辆的CAN网络接收一条或者多条CAN网络总线消息以获取所述车辆的实时驾驶运行数据。

8.一种燃料电池的能量管理装置，其特征在于，所述燃料电池的能量管理装置应用于使用燃料电池的车辆，所述燃料电池的能量管理方法包括：

实时车辆数据采集模块，用于获取车辆所处位置的实时环境信息和车辆的实时驾驶运行数据；

分析匹配模块，用于根据所述实时环境信息确定车辆的行驶路径规划数据，和根据所述实时驾驶运行数据确定车辆的驾驶运行场景轨迹数据；

能量管理模块，用于根据所述行驶路径规划数据和所述驾驶运行场景轨迹数据，动态的对车辆的燃料电池进行能量管理。

9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括：存储器、处理器以及存储在存储器上的用于实现所述燃料电池的能量管理方法的程序，

所述存储器用于存储实现燃料电池的能量管理方法的程序；

所述处理器用于执行实现所述燃料电池的能量管理方法的程序，以实现如权利要求1至7中任一项所述燃料电池的能量管理方法的步骤。

10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有实现燃料电池的能量管理方法的程序，所述实现燃料电池的能量管理方法的程序被处理器执行以实现如权利要求1至7中任一项所述燃料电池的能量管理方法的步骤。

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