CN117747884B - 整车状态下氢燃料电池系统的测试方法、装置和系统 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种整车状态下氢燃料电池系统的测试方法、装置和系统,涉及新能源技术领域。本公开的方法包括:控制待测试车辆按照预设测试条件进行行驶,并在待测试车辆的行驶过程中控制待测试车辆的氢燃料电池系统以目标状态运行,其中,目标状态包括:氢燃料电池系统在动力电池处于预设SOC区间的情况下和在预设进水温度范围内以额定功率输出,氢燃料电池系统的散热风扇在氢燃料电池系统的预设出水温度范围内以最大占空比运行;监测氢燃料电池系统的进水温度和出水温度;在氢燃料电池系统的进水温度和出水温度不再变化的情况下,根据环境温度、氢燃料电池系统的出水温度和氢燃料电池系统的最高许用温度,确定氢燃料电池系统的最高许用环境温度。
Description
技术领域
本公开涉及新能源技术领域,特别涉及一种整车状态下氢燃料电池系统的测试方法、装置和系统。
背景技术
氢燃料电池商用车由于低碳环保、节能等原因,现已成为当前研究的热点。商用车燃料电池系统的功率较大、效率偏低,同时考虑到商用车整车的散热环境恶劣,因此在极限工况下对氢燃料电池散热系统能力要求相对较高。所以有效的评价氢燃料电池散热系统的热平衡能力是促进燃料电池商用车推广应用的重要进程。
由于氢燃料电池商用车运营工况特性和控制策略差异的原因,现阶段暂无在整车状态下氢燃料电池系统热平衡相关测试方法,无法真实的反映氢燃料电池系统在整车状态下的能够应用的环境温度。
发明内容
本公开所要解决的一个技术问题是:提出一种整车状态下氢燃料电池系统的测试方法,提高对氢燃料电池系统的热平衡能力评估的准确性。
根据本公开的一些实施例,提供的一种整车状态下氢燃料电池系统的测试方法,包括:控制待测试车辆按照预设测试条件进行行驶,并在待测试车辆的行驶过程中控制待测试车辆的氢燃料电池系统以目标状态运行,其中,目标状态包括:氢燃料电池系统在动力电池处于预设荷电状态SOC区间的情况下和在预设进水温度范围内以额定功率输出,氢燃料电池系统的散热风扇在氢燃料电池系统的预设出水温度范围内以最大占空比运行;监测氢燃料电池系统的进水温度和出水温度;在氢燃料电池系统的进水温度和出水温度不再变化的情况下,根据环境温度、氢燃料电池系统的出水温度和氢燃料电池系统的最高许用温度,确定氢燃料电池系统的最高许用环境温度。
在一些实施例中,该方法还包括:调整氢燃料电池系统的运行策略和散热风扇的运行策略,其中,待测试车辆的行驶过程中控制待测试车辆的氢燃料电池系统以目标状态运行包括:根据调整后的氢燃料电池系统的运行策略和散热风扇的运行策略,控制氢燃料电池系统,以使氢燃料电池系统以目标状态运行。
在一些实施例中,调整氢燃料电池系统的运行策略包括:将整车控制器VCU和燃料电池控制器FCU的控制策略由氢燃料电池系统的请求功率基于动力电池的SOC变化,调整为在动力电池处于预设SOC区间内氢燃料电池系统的请求功率为额定功率;将氢燃料电池系统在原始进水温度范围内以额定功率输出,调整为在预设进水温度范围内以额定功率输出,其中,原始进水温度范围小于预设进水温度范围。
在一些实施例中,调整散热风扇的运行策略包括:将散热风扇跟随氢燃料电池系统出水温变化的运行策略,调整为散热风扇在氢燃料电池系统的预设出水温度范围内以最大占空比运行。
在一些实施例中,根据环境温度、氢燃料电池系统的出水温度和氢燃料电池系统的最高许用温度,确定氢燃料电池系统的最高许用环境温度包括,在环境温度在第一温度范围内的情况下:确定氢燃料电池系统的出水温度与环境温度的第一差值;确定第一温度范围内的最高温度与环境温度的第二差值;确定第一差值与第二差值和预设系数的乘积的和;将氢燃料电池系统的最高许用温度与和的差值,确定为氢燃料电池系统的最高许用环境温度。
在一些实施例中,根据环境温度、氢燃料电池系统的出水温度和氢燃料电池系统的最高许用温度,确定氢燃料电池系统的最高许用环境温度还包括,在环境温度在第二温度范围内的情况下:将氢燃料电池系统的最高许用温度与第一差值的差值,确定为氢燃料电池系统的最高许用环境温度,其中,第二温度范围内的最低温度大于或等于第一温度范围内的最高温度。
在一些实施例中,控制待测试车辆按照预设测试条件进行行驶包括:控制待测试车辆的驱动模式切换为混动模式、关闭制动能量回收、开启空调制冷、保持动力电池的SOC不超出预设SOC区间、以在预设速度范围内持续放电行驶。
在一些实施例中,监测氢燃料电池系统的进水温度和出水温度包括:通过数据采集系统采集设置在氢燃料电池系统进水和出水管路上的温度传感器的数值;通过CAN总线从数据采集系统获取温度传感器的数值,监测氢燃料电池系统的进水温度和出水温度。
在一些实施例中,该方法还包括:控制待测试车辆按照预设测试条件进行行驶之前,控制待测试车辆的驱动模式切换为纯电模式,并承载预设重量负载进行行驶,直至动力电池放电至预设SOC值。
在一些实施例中,该方法还包括:根据氢燃料电池系统的最高许用环境温度,确定氢燃料电池系统是否满足设计和使用要求。
根据本公开的另一些实施例,提供的一种整车状态下氢燃料电池系统的测试装置,包括:控制模块,用于控制待测试车辆按照预设测试条件进行行驶,并在待测试车辆的行驶过程中控制待测试车辆的氢燃料电池系统以目标状态运行,其中,目标状态包括:氢燃料电池系统在动力电池处于预设荷电状态SOC区间的情况下和在预设进水温度范围内以额定功率输出,氢燃料电池系统的散热风扇在氢燃料电池系统的预设出水温度范围内以最大占空比运行;监测模块,用于监测氢燃料电池系统的进水温度和出水温度;确定模块,用于在氢燃料电池系统的进水温度和出水温度不再变化的情况下,根据环境温度、氢燃料电池系统的出水温度和氢燃料电池系统的最高许用温度,确定氢燃料电池系统的最高许用环境温度。
根据本公开的又一些实施例,提供的一种整车状态下氢燃料电池系统的测试装置,包括:处理器;以及耦接至处理器的存储器,用于存储指令,指令被处理器执行时,使处理器执行如实现前述任意实施例的整车状态下氢燃料电池系统的测试方法。
根据本公开的再一些实施例,提供的一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其中,该程序被处理器执行时实现前述任意实施例的整车状态下氢燃料电池系统的测试方法。
根据本公开的又一些实施例,提供的一种整车状态下氢燃料电池系统的测试系统,包括:前述任意实施例的整车状态下氢燃料电池系统的测试装置;以及氢燃料电池系统进水和出水管路上的温度传感器,用于采集氢燃料电池系统的进水温度和出水温度。
本公开的方法中,在待测试车辆进行测试行驶时,控制待测试车辆的氢燃料电池系统以目标状态运行,即氢燃料电池系统在动力电池处于预设荷电状态SOC区间和在预设进水温度范围内以额定功率输出,氢燃料电池系统的散热风扇在氢燃料电池系统的预设出水温度范围内以最大占空比运行。通过监测氢燃料电池系统的进水温度和出水温度,确定在氢燃料电池系统的进水温度和出水温度不再变化的情况下,氢燃料电池系统的最高许用环境温度。通过本公开的方法,避免了氢燃料电池系统的功率在实际运行工况下持续波动的问题,避免了热平衡测试过程中不可控的整车运行复杂工况,提高了对氢燃料电池系统的能力评估的准确性,能够更加准确的测试出整车状态下氢燃料电池系统在实际运行极限工况下可以使用的环境温度。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述,本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本公开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公开的一些实施例,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示出本公开的一些实施例的整车状态下氢燃料电池系统的测试方法的流程示意图。
图2示出本公开的一些实施例的氢燃料电池系统输出功率随进水温度变化的示意图。
图3示出本公开的一些实施例的散热风扇占空比随出水温度变化的示意图。
图4示出本公开的另一些实施例的散热风扇占空比随出水温度变化的示意图。
图5示出本公开的一些实施例的待测试车辆的系统的结构示意图。
图6示出本公开的一些实施例的监控数据的示意图。
图7示出本公开的一些实施例的整车状态下氢燃料电池系统的测试装置的结构示意图。
图8示出本公开的另一些实施例的整车状态下氢燃料电池系统的测试装置的结构示意图。
图9示出本公开的又一些实施例的整车状态下氢燃料电池系统的测试装置的结构示意图。
图10示出本公开的一些实施例的整车状态下氢燃料电池系统的测试系统的结构示意图。
具体实施方式
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,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例,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,都属于本公开保护的范围。
本公开提出了一种整车状态下氢燃料电池系统的测试方法,适用于氢燃料电池商用车的整车测试,下面结合图1~6进行描述。
图1为本公开整车状态下氢燃料电池系统的测试方法一些实施例的流程图。如图1所示,该实施例的方法包括:步骤S102~S106。
在步骤S102中,控制待测试车辆按照预设测试条件进行行驶,并在待测试车辆的行驶过程中控制待测试车辆的氢燃料电池系统以目标状态运行。
在一些实施例中,目标状态包括:氢燃料电池系统在动力电池处于预设SOC(Stateof Charge,荷电状态)区间和在预设进水温度范围内以额定功率输出,氢燃料电池系统的散热风扇在氢燃料电池系统的预设出水温度范围内以最大占空比运行。
通过控制待测试车辆的氢燃料电池系统以目标状态运行,可以使待测试车辆在测试行驶过程中接近极限工况的状态,在这种状态下测试得到的氢燃料电池系统的最高许用环境温度,才能够真实反映出在各种工况下都适用的最高许用环境温度。
在一些实施例中,预先调整氢燃料电池系统的运行策略和散热风扇的运行策略,根据调整后的氢燃料电池系统的运行策略和散热风扇的运行策略,控制氢燃料电池系统,以使氢燃料电池系统以目标状态运行。
在一些实施例中,将VCU(Vehicle Control Unit,整车控制器)和FCU(Fuel CellController,燃料电池控制器)的控制策略由氢燃料电池系统的请求功率基于动力电池的SOC变化,调整为在动力电池处于预设SOC区间内氢燃料电池系统的请求功率为额定功率。氢燃料电池系统的请求功率决定其输出功率。
例如,以待测试车辆为某款氢燃料电池自卸车为例,该待测试车辆由额定功率100kW的氢燃料电池系统和75kWh的功率型动力电池组成。
调整控制策略之前,待测试车辆的控制策略为氢燃料电池系统的请求功率基于动力电池的SOC变化,例如,氢燃料电池系统的请求功率为基于动力电池SOC固定功率点输。例如,该氢燃料电池系统初始的控制策略如表1所示,在不同SOC阶段氢燃料电池系统请求功率大小不同,仅SOC小于30%时系统才能达到额定功率100kW。
表1
而实际运行工况下,很难控制车辆运行工况保证动力电池SOC长时间低于30%,维持系统额定功率输出满足热平衡的试验条件。因此,需要调整FCU和VCU控制策略。例如,将控制策略调整为在小于90%的SOC区间内在氢燃料电池系统请求功率为额定功率,以实现氢燃料电池系统以持续额定功率输出,以保证有充足的时间使得氢燃料电池系统达到热平衡。调整后的控制策略如表2所示。
表2
在一些实施例中,将氢燃料电池系统在原始进水温度范围内以额定功率输出,调整为在预设进水温度范围内以额定功率输出,其中,原始进水温度范围小于预设进水温度范围。
例如,氢燃料电池系统为延长使用寿命其输出功率与系统的进水温度相关,在一定温度范围内氢燃料电池系统无法以额定功率输出,需水温达到一定阈值时才能以额定功率输出。通过调整降低氢燃料电池系统进水温度对其输出功率的限值要求,允许氢燃料电池系统在可控的进水温度范围内(即预设进水温度范围)持续以额定功率输出,避免风扇全速运转时水温过低影响氢燃料电池系统输出功率。此外,若环境温度超过40℃,该可不调整,则目标状态中的预设进水温度范围为原始进水温度范围。
例如,调整前,待测试车辆的氢燃料电池系统允许输出功率与进水温度关系曲线如图2中实线所示。当水温在零下30℃至75℃时,氢燃料电池系统允许输出功率随着水温的升高而缓慢增大,当进水温度达到75℃时系统才允许额定功率100kW输出。当进水温度超过87℃时,氢燃料电池系统停机。因此,需进一步降低氢燃料电池系统进水温度对其输出功率的限值要求,例如,允许氢燃料电池系统在进水温度60℃时也能够持续以额定功率100kW输出,如图2虚线所示。避免风扇全速运转时进水温度过低影响氢燃料电池系统额定功率输出,无法持续维持热平衡测试所需的极限工况。注意,降低进水温度限制需在厂家允许的范围内执行。
如果氢燃料电池系统出水温度对其输出功率有限制,则可以调整氢燃料电池系统在预设出水温度范围内以额定功率输出,目标状态包括氢燃料电池系统在预设出水温度范围内以额定功率输出。
在一些实施例中,将散热风扇跟随氢燃料电池系统出水温变化的运行策略,调整为散热风扇在氢燃料电池系统的预设出水温度范围内以最大占空比运行。
例如,取消散热风扇跟随氢燃料电池系统出水温变化的PWM(Pulse WidthModulation,脉宽调制)调速的运行策略,将散热风扇运行策略更改为停机和启动两种状态,风扇启动后立即全速运转。
一般情况下,氢燃料电池系统的散热风扇占空比随着氢燃料电池系统进出水温度的变化而变化。例如,调整前,待测试车辆的氢燃料电池系统的散热风扇的调速运行策略如图3所示。
若不更改散热风扇的运行策略,散热风扇转速极大可能性会受到环境温度的影响无法全速运转,进而无法真实的反映散热系统的散热能力。例如,在环境温度22℃进行热平衡试验,散热风扇占空比在73%时,氢燃料电池系统进出水温度即可分别稳定在71℃和77℃,无法反映散热风扇全速运转时的散热能力,也无法计算极限情况下的最高许用环境温度,进而无法评估氢燃料电池系统的热管理水平。因此,测试前,需将散热风扇运行策略更改为停机和启动两种状态,在氢燃料电池系统的出水温度达到阈值的情况下,散热风扇启动后立即全速运转,如图4所示。
如果氢燃料电池系统的散热风扇占空比随着氢燃料电池系统进水温度的变化而变化。可以将散热风扇跟随氢燃料电池系统进水温变化的运行策略,调整为散热风扇在氢燃料电池系统的预设进水温度范围内以最大占空比运行。
在一些实施例中,控制待测试车辆按照预设测试条件进行行驶包括:控制待测试车辆的驱动模式切换为混动模式、关闭制动能量回收、开启空调制冷、保持动力电池的SOC不超出预设SOC区间、以在预设速度范围内持续放电行驶。
将待测试车辆的驱动形式切换至混动模式、关闭制动能量回收、开启空调制冷后进行测试,并可以同步采集相关测试数据。待测试车辆可在实际道路/试车场以低速持续放电行驶(低速行驶可以更好的模拟整车状态极端的散热工况,例如,10-30km/h),保证动力电池SOC不高于氢燃料电池系统额定功率输出的限值要求(例如,如表2所示,动力电池SOC不高于90%),待氢燃料电池系统进出水温度不再变化时停止测试,关闭混动模式。
例如,在测试过程中,可以通过CAN总线监控氢燃料电池系统的输出功率、散热风扇占空比是否符合目标条件,监控动力电池的SOC不超出预设SOC区间,监控待测试车辆的速度是否在预设速度范围内,以控制待测试车辆按照预设测试条件进行行驶。
在步骤S104中,监测氢燃料电池系统的进水温度和出水温度。
通过设置在氢燃料电池系统管路上的温度传感器,监测氢燃料电池系统的进水温度和出水温度。
例如,通过数据采集系统采集设置在氢燃料电池系统进水和出水管路上的温度传感器的数值;通过CAN总线从数据采集系统获取温度传感器的数值,监测氢燃料电池系统的进水温度和出水温度。
如图5所示,在氢燃料电池系统的进水管路和出水管路上可以安装温度传感器,温度传感器通过的数值通过信号线传输到数据采集系统,通过CAN总线可以从数据采集系统获取温度传感器的数值。
可以监测的各种数值,例如,氢燃料电池系统的输出功率、进出水温度,动力电池SOC、车速、散热风扇占空比等,并通过监控系统的显示器进行显示。如图6所示,监控得到的各种数值可以绘制成曲线反映整个测试过程的情况。
在步骤S106中,在氢燃料电池系统的进水温度和出水温度不再变化的情况下,根据环境温度、氢燃料电池系统的出水温度和氢燃料电池系统的最高许用温度,确定氢燃料电池系统的最高许用环境温度。
在一些实施例中,在环境温度在第一温度范围内的情况下:确定氢燃料电池系统的出水温度与环境温度的第一差值;确定第一温度范围内的最高温度与环境温度的第二差值;确定第一差值与第二差值和预设系数的乘积的和;将氢燃料电池系统的最高许用温度与和的差值,确定为氢燃料电池系统的最高许用环境温度。
在一些实施例中,在环境温度在第二温度范围内的情况下:将氢燃料电池系统的最高许用温度与第一差值的差值,确定为氢燃料电池系统的最高许用环境温度,其中,第二温度范围内的最低温度大于或等于第一温度范围内的最高温度。
例如,测试时的环境温度T0、氢燃料电池系统出水口温度Tout及氢燃料系统最高许用温度Tmax可以获得,进而氢燃料电池系统的最高许用环境温度可以通过以下公式确定。
环境温度在第一温度范围内,即T1≤T0<T2,T=Tmax-(Tout-T0+( T2- T0)×a。
环境温度在第二温度范围内,即T0≥ T2,T=Tmax-(Tout-T0)。
例如,T1=15℃,T2=30℃,a=0.16。
如果环境温度低于第一温度范围,可以不进行测试,这种环境温度较低的情况,难以得到真实的氢燃料电池系统的最高许用环境温度。
例如,以待测试车辆为某款氢燃料电池自卸车为例,在环境温度22℃时氢燃料电池系统最终进出水口温度稳定在58℃和66℃。根据公式可以得到当15≤T0<30℃时,T=Tmax-(Tout-T0+(30- T0)×0.16)=87-(66-22+(30-22)×0.16)=41℃。
在一些实施例中,根据氢燃料电池系统的最高许用环境温度,确定氢燃料电池系统是否满足设计和使用要求。例如,确定氢燃料电池自卸车是否可以在较高环境温度下安全使用等。
在进行测试前,还可以对待测试车辆进行配置,使待测试车辆达到初始条件。
在一些实施例中,控制待测试车辆按照预设测试条件进行行驶之前,控制待测试车辆的驱动模式切换为纯电模式,并承载预设重量负载进行行驶,直至动力电池放电至预设SOC值。
待测试车辆装载一定负载后,关闭混动模式,以纯电模式动态行驶放电,直至动力电池放电至预设SOC值。测试开始前不再进行充电或者启动氢燃料电池系统进行怠速充电。例如,在氢燃料电池自卸车货箱内装载约15t的负载,将驱动模式切换至纯电EV模式,并在试车场以任意车速行驶,将动力电池的SOC放电至低于20%后停车。
如图5所示,还可以预先在氢燃料电池散热系统管路上安装温度、压力和流量等热平衡试验所需测试传感器,同时通过CAN总线监控氢燃料电池输出功率、散热风扇占空比、氢燃料电池系统进出水温度、动力电池SOC以及车速等相关信号,并将试验传感器采集数据和CAN总线数据输入到数据采集系统中同步。
压力和流量等传感器,可以用于进行数据分析,例如,当氢燃料电池系统无法以目标状态运行的情况,可以根据进出水的压力和流量等数据进行分析,或者在氢燃料电池系统的最高许用环境温度过于低的情况下,可以进出水的压力和流量等数据分析原因。
本公开的方法中,在待测试车辆进行测试行驶时,控制待测试车辆的氢燃料电池系统以目标状态运行,即氢燃料电池系统在预设荷电状态SOC区间和预设进水温度范围内以额定功率输出,氢燃料电池系统的散热风扇在氢燃料电池系统的预设出水温度范围内以最大占空比运行。通过监测氢燃料电池系统的进水温度和出水温度,确定在氢燃料电池系统的进水温度和出水温度不再变化的情况下,氢燃料电池系统的最高许用环境温度。通过本公开的方法,避免了氢燃料电池系统的功率在实际运行工况下持续波动的问题,避免了热平衡测试过程中不可控的整车运行复杂工况,提高了对氢燃料电池系统的能力评估的准确性,能够更加准确的测试出整车状态下氢燃料电池系统在实际运行极限工况下可以使用的环境温度。
本公开的方法适用于整车状态下氢燃料电池系统商用车的测试,仅通过优化整车相关控制策略,实现氢燃料电池系统持续额定功率输出,满足氢燃料电池系统热平衡测试条件。通过该测试方法可有效的反映氢燃料电池系统在整车状态下的热管理水平,能够更加准确的评估整车状态下氢燃料散热系统的能力,避免了氢燃料电池系统台架试验与整车散热效果不一致的问题,并且该方法技术简单易于推广,脱离了环境仓试验室条件的约束,可在室外温度进行道路热平衡试验,极大的节约了试验周期和成本,可行性强。
本公开还提供一种整车状态下氢燃料电池系统的测试装置,下面结合图7进行描述。
图7为本公开整车状态下氢燃料电池系统的测试装置的一些实施例的结构图。如图7所示,该实施例的装置70包括:控制模块710,监测模块720,确定模块730。
控制模块710用于控制待测试车辆按照预设测试条件进行行驶,并在待测试车辆的行驶过程中控制待测试车辆的氢燃料电池系统以目标状态运行,其中,目标状态包括:氢燃料电池系统在动力电池处于预设荷电状态SOC区间的情况下和在预设进水温度范围内以额定功率输出,氢燃料电池系统的散热风扇在氢燃料电池系统的预设出水温度范围内以最大占空比运行。
监测模块720用于监测氢燃料电池系统的进水温度和出水温度。
确定模块730用于在氢燃料电池系统的进水温度和出水温度不再变化的情况下,根据环境温度、氢燃料电池系统的出水温度和氢燃料电池系统的最高许用温度,确定氢燃料电池系统的最高许用环境温度。
在一些实施例中,装置70还包括:调整模块740,用于调整氢燃料电池系统的运行策略和散热风扇的运行策略;控制模块710用于根据调整后的氢燃料电池系统的运行策略和散热风扇的运行策略,控制氢燃料电池系统,以使氢燃料电池系统以目标状态运行。
在一些实施例中,调整模块740用于将整车控制器VCU和燃料电池控制器FCU的控制策略由氢燃料电池系统的请求功率基于动力电池的SOC变化,调整为在动力电池处于预设SOC区间内氢燃料电池系统的请求功率为额定功率;将氢燃料电池系统在原始进水温度范围内以额定功率输出,调整为在预设进水温度范围内以额定功率输出,其中,原始进水温度范围小于预设进水温度范围。
在一些实施例中,调整模块740用于将散热风扇跟随氢燃料电池系统出水温变化的运行策略,调整为散热风扇在氢燃料电池系统的预设出水温度范围内以最大占空比运行。
在一些实施例中,确定模块730用于在环境温度在第一温度范围内的情况下:确定氢燃料电池系统的出水温度与环境温度的第一差值;确定第一温度范围内的最高温度与环境温度的第二差值;确定第一差值与第二差值和预设系数的乘积的和;将氢燃料电池系统的最高许用温度与和的差值,确定为氢燃料电池系统的最高许用环境温度。
在一些实施例中,确定模块730用于在环境温度在第二温度范围内的情况下:将氢燃料电池系统的最高许用温度与第一差值的差值,确定为氢燃料电池系统的最高许用环境温度,其中,第二温度范围内的最低温度大于或等于第一温度范围内的最高温度。
在一些实施例中,控制模块710用于控制待测试车辆的驱动模式切换为混动模式、关闭制动能量回收、开启空调制冷、保持动力电池的SOC不超出预设SOC区间、以在预设速度范围内持续放电行驶。
在一些实施例中,监测模块720用于通过数据采集系统采集设置在氢燃料电池系统进水和出水管路上的温度传感器的数值;通过CAN总线从数据采集系统获取温度传感器的数值,监测氢燃料电池系统的进水温度和出水温度。
在一些实施例中,控制模块710还用于控制待测试车辆按照预设测试条件进行行驶之前,控制待测试车辆的驱动模式切换为纯电模式,并承载预设重量负载进行行驶,直至动力电池放电至预设SOC值。
在一些实施例中,确定模块730还用于根据氢燃料电池系统的最高许用环境温度,确定氢燃料电池系统是否满足设计和使用要求。
本公开的实施例中的整车状态下氢燃料电池系统的测试装置可各由各种计算设备或计算机系统来实现,下面结合图8以及图5进行描述。
图8为本公开整车状态下氢燃料电池系统的测试装置的一些实施例的结构图。如图8所示,该实施例的装置80包括:存储器810以及耦接至该存储器810的处理器820,处理器820被配置为基于存储在存储器810中的指令,执行本公开中任意一些实施例中的整车状态下氢燃料电池系统的测试方法。
其中,存储器810例如可以包括系统存储器、固定非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)、数据库以及其他程序等。
图9为本公开整车状态下氢燃料电池系统的测试装置的另一些实施例的结构图。如图9所示,该实施例的装置90包括:存储器910以及处理器920,分别与存储器810以及处理器820类似。还可以包括输入输出接口930、网络接口940、存储接口950等。这些接口930,940,950以及存储器910和处理器920之间例如可以通过总线960连接。其中,输入输出接口930为显示器、鼠标、键盘、触摸屏等输入输出设备提供连接接口。网络接口940为各种联网设备提供连接接口,例如可以连接到数据库服务器或者云端存储服务器等。存储接口950为SD卡、U盘等外置存储设备提供连接接口。
本公开还提供一种整车状态下氢燃料电池系统的测试系统,下面结合图10进行描述。
图10为本公开整车状态下氢燃料电池系统的测试系统的一些实施例的结构图。如图10所示,该实施例的系统10包括:前述任意实施例的整车状态下氢燃料电池系统的测试装置70/80/90以及设置在氢燃料电池系统进水和出水管路上的温度传感器110,用于采集氢燃料电池系统的进水温度和出水温度。
整车状态下氢燃料电池系统的测试系统还可以包括氢燃料电池系统或者待测试车辆。整车状态下氢燃料电池系统的测试系统还可以包括显示装置,用于显示监控的各种数值,可以参考前述实施例,在此不再赘述。
本领域内的技术人员应当明白,本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解为可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅为本公开的较佳实施例,并不用以限制本公开,凡在本公开的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种整车状态下氢燃料电池系统的测试方法,包括:
控制待测试车辆按照预设测试条件进行行驶,并在所述待测试车辆的行驶过程中控制所述待测试车辆的氢燃料电池系统以目标状态运行,其中,所述目标状态包括:所述氢燃料电池系统在动力电池处于预设荷电状态SOC区间的情况下和在预设进水温度范围内以额定功率输出,所述氢燃料电池系统的散热风扇在所述氢燃料电池系统的预设出水温度范围内以最大占空比运行;
监测所述氢燃料电池系统的进水温度和出水温度;
在所述氢燃料电池系统的进水温度和出水温度不再变化的情况下,根据环境温度、所述氢燃料电池系统的出水温度和所述氢燃料电池系统的最高许用温度,确定所述氢燃料电池系统的最高许用环境温度,包括,
在所述环境温度在第一温度范围内的情况下,确定所述氢燃料电池系统的出水温度与所述环境温度的第一差值,确定所述第一温度范围内的最高温度与所述环境温度的第二差值,确定第一差值与所述第二差值和预设系数的乘积的和,将所述氢燃料电池系统的最高许用温度与所述和的差值,确定为所述氢燃料电池系统的最高许用环境温度;和/或
在所述环境温度在第二温度范围内的情况下,确定所述氢燃料电池系统的出水温度与所述环境温度的第一差值,将所述氢燃料电池系统的最高许用温度与所述第一差值的差值,确定为所述氢燃料电池系统的最高许用环境温度,其中,所述第二温度范围内的最低温度大于或等于所述第一温度范围内的最高温度。
2.根据权利要求1所述的测试方法,还包括:
调整所述氢燃料电池系统的运行策略和所述散热风扇的运行策略,
其中,所述待测试车辆的行驶过程中控制所述待测试车辆的氢燃料电池系统以目标状态运行包括:
根据调整后的所述氢燃料电池系统的运行策略和所述散热风扇的运行策略,控制所述氢燃料电池系统,以使所述氢燃料电池系统以目标状态运行。
3.根据权利要求2所述的测试方法,其中,所述调整所述氢燃料电池系统的运行策略包括:
将整车控制器VCU和燃料电池控制器FCU的控制策略由所述氢燃料电池系统的请求功率基于所述动力电池的SOC变化,调整为在所述动力电池处于预设SOC区间内所述氢燃料电池系统的请求功率为额定功率;
将所述氢燃料电池系统在原始进水温度范围内以额定功率输出,调整为在预设进水温度范围内以额定功率输出,其中,所述原始进水温度范围小于预设进水温度范围。
4.根据权利要求2所述的测试方法,其中,调整所述散热风扇的运行策略包括:
将所述散热风扇跟随所述氢燃料电池系统出水温变化的运行策略,调整为散热风扇在所述氢燃料电池系统的预设出水温度范围内以最大占空比运行。
5.根据权利要求1所述的测试方法,其中,所述控制待测试车辆按照预设测试条件进行行驶包括:
控制所述待测试车辆的驱动模式切换为混动模式、关闭制动能量回收、开启空调制冷、保持所述动力电池的SOC不超出预设SOC区间、以在预设速度范围内持续放电行驶。
6.根据权利要求1所述的测试方法,其中,所述监测所述氢燃料电池系统的进水温度和出水温度包括:
通过数据采集系统采集设置在所述氢燃料电池系统进水和出水管路上的温度传感器的数值;
通过CAN总线从数据采集系统获取所述温度传感器的数值,监测所述氢燃料电池系统的进水温度和出水温度。
7.根据权利要求1所述的测试方法,还包括:
控制待测试车辆按照预设测试条件进行行驶之前,控制所述待测试车辆的驱动模式切换为纯电模式,并承载预设重量负载进行行驶,直至动力电池放电至预设SOC值。
8.根据权利要求1-7任一项所述的测试方法,还包括:
根据所述氢燃料电池系统的最高许用环境温度,确定所述氢燃料电池系统是否满足设计和使用要求。
9.一种整车状态下氢燃料电池系统的测试装置,包括:
控制模块,用于控制待测试车辆按照预设测试条件进行行驶,并在所述待测试车辆的行驶过程中控制所述待测试车辆的氢燃料电池系统以目标状态运行,其中,所述目标状态包括:所述氢燃料电池系统在动力电池处于预设荷电状态SOC区间的情况下和在预设进水温度范围内以额定功率输出,所述氢燃料电池系统的散热风扇在所述氢燃料电池系统的预设出水温度范围内以最大占空比运行;
监测模块,用于监测所述氢燃料电池系统的进水温度和出水温度;
确定模块,用于在所述氢燃料电池系统的进水温度和出水温度不再变化的情况下,根据环境温度、所述氢燃料电池系统的出水温度和所述氢燃料电池系统的最高许用温度,确定所述氢燃料电池系统的最高许用环境温度,
其中,所述确定模块用于在所述环境温度在第一温度范围内的情况下,确定所述氢燃料电池系统的出水温度与所述环境温度的第一差值,确定所述第一温度范围内的最高温度与所述环境温度的第二差值,确定第一差值与所述第二差值和预设系数的乘积的和,将所述氢燃料电池系统的最高许用温度与所述和的差值,确定为所述氢燃料电池系统的最高许用环境温度;和/或在所述环境温度在第二温度范围内的情况下,确定所述氢燃料电池系统的出水温度与所述环境温度的第一差值,将所述氢燃料电池系统的最高许用温度与所述第一差值的差值,确定为所述氢燃料电池系统的最高许用环境温度,其中,所述第二温度范围内的最低温度大于或等于所述第一温度范围内的最高温度。
10. 一种整车状态下氢燃料电池系统的测试装置,包括:
处理器;以及
耦接至所述处理器的存储器,用于存储指令,所述指令被所述处理器执行时,使所述处理器执行如权利要求1-8任一项所述的整车状态下氢燃料电池系统的测试方法。
11. 一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其中,该程序被处理器执行时实现权利要求1-8任一项所述方法的步骤。
12.一种整车状态下氢燃料电池系统的测试系统,包括:权利要求9或10所述的整车状态下氢燃料电池系统的测试装置;以及
设置在氢燃料电池系统进水和出水管路上的温度传感器,用于采集氢燃料电池系统的进水温度和出水温度。
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Citations (5)
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---|---|---|---|---|
JP2007053051A (ja) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池車両の制御装置 |
CN112542601A (zh) * | 2020-08-12 | 2021-03-23 | 中国汽车技术研究中心有限公司 | 燃料电池车热平衡测试装置及测试方法 |
CN115923602A (zh) * | 2022-12-23 | 2023-04-07 | 长城汽车股份有限公司 | 氢燃料电池汽车的电池输出功率控制方法、装置和介质 |
CN116049996A (zh) * | 2023-03-27 | 2023-05-02 | 徐州徐工汽车制造有限公司 | 电池的散热性能评估方法和装置 |
CN116061769A (zh) * | 2023-03-07 | 2023-05-05 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 车辆的能量管理控制方法、装置、车辆控制器及车辆 |
Family Cites Families (2)
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---|---|---|---|---|
KR101655613B1 (ko) * | 2014-12-15 | 2016-09-08 | 현대자동차주식회사 | 연료전지의 출력 제어 방법 |
CN111055728B (zh) * | 2019-12-16 | 2022-07-12 | 金龙联合汽车工业(苏州)有限公司 | 氢燃料电池与动力电池混合动力客车的能量控制方法 |
-
2024
- 2024-02-02 CN CN202410164173.0A patent/CN117747884B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007053051A (ja) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池車両の制御装置 |
CN112542601A (zh) * | 2020-08-12 | 2021-03-23 | 中国汽车技术研究中心有限公司 | 燃料电池车热平衡测试装置及测试方法 |
CN115923602A (zh) * | 2022-12-23 | 2023-04-07 | 长城汽车股份有限公司 | 氢燃料电池汽车的电池输出功率控制方法、装置和介质 |
CN116061769A (zh) * | 2023-03-07 | 2023-05-05 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 车辆的能量管理控制方法、装置、车辆控制器及车辆 |
CN116049996A (zh) * | 2023-03-27 | 2023-05-02 | 徐州徐工汽车制造有限公司 | 电池的散热性能评估方法和装置 |
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