本申请涉及新能源汽车,具体为一种氢燃料电池车辆能量控制方法及系统。
背景技术:
1、新能源汽车中,氢燃料电池汽车被寄希望于成为未来最理想的清洁能源形式。基于燃料电池电力输出比较软的实际情况,常搭配动力电池(组)等对燃料电池电力输出进行“削峰填谷”。针对这种混合双动力架构,需要匹配双电系统的能量控制策略,以保证在满足整车动力性需求。同时,也须保证两种能源设备均在高效、长寿命工况区间运行。此外,由于车辆引入了双动力架构,燃料电池或动力电池(组)出现严重故障都会导致车辆无法运行。但当燃料电池(组)出现严重故障无法运行时,利用动力电池(组)储存电量,还可以支持整车一定续驶里程的运行。为了保证在到达最近的维修站或充电桩之前,车辆不会因燃料电池或整车其他非动力类严重故障导致车辆终止运营,我们需要对整车能量输出进行控制调整。
2、申请内容
3、本申请的目的在于提供可避免因为车辆动力系统故障停运的风险,降低因拖车辆回维修点或充电桩而产生的影响和费用的一种氢燃料电池车辆能量控制方法及系统。
4、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
5、本发明的一种氢燃料电池车辆能量控制方法及系统,包括获取行驶路径数据和车辆即时所在位置,并根据路径数据和车辆即时所在位置得到车辆即时所在位置与距离最进的维修站或充电桩的跛行里程;
6、获取跛行速度,并根据跛行里程和跛行速度得到跛行时间;
7、根据跛行速度计算得到车辆跛行所需动力;
8、根据跛行所需动力和跛行时间得到跛行所需能量;
9、根据跛行时间得到预计关机时环境温度;
10、根据预计关机时环境温度判断整车低温冷启动需求;
11、当整车有低温冷启动需求时,根据预计关机时环境温度得到低温冷启动所需要能量,并且根据跛行所需能量和低温冷启动所需要能量得到跛行所需总能量;当整车没有低温冷启动需求时,跛行所需能量即为跛行所需总能量;
12、根据跛行所需总能量控制调节动力电池系统的吞吐量;
13、根据动力电池系统的吞吐量和动力电池系统与燃料电池系统的输出关系曲线得到燃料电池系统的调整输出。
14、进一步,根据跛行速度计算得到车辆跛行所需动力的方法包括:根据公式1计算得到跛行所需动力,
15、
16、其中,vlame为跛行速度,r为整车机械传动效率,a为整车迎风面积,cd为空气阻力系数,f为滚动阻力系数,g为整车重量。
17、进一步,根据即时环境温度和预计关机时环境温度得到低温冷启动所需要能量的方法包括:当预计关机时环境温度低于0℃时,根据预计关机时环境温度,通过公式2计算得到系统完成低温冷启动需要上升的温度,
18、δt=|tx|+k, 公式2,
19、其中,tx为预计关机时环境温度,k为燃料电池系统可以满足满功率或特定功率输出条件下的温度;
20、根据系统完成低温冷启动需要上升的温度,通过公式3计算得到低温冷启动所需要能量,
21、ecs=cfcs×mfcs×δt, 公式3,
22、其中,cfcs为燃料电池系统综合热容值,mfcs为燃料电池系统总质量。
23、进一步,根据跛行所需总能量控制调节动力电池系统的吞吐量的方法包括:根据跛行所需总能量,通过公式4计算得到动力电池系统调整输出的吞吐量,
24、soc=e总/e动*100+b,公式4,
25、其中,e总为跛行所需总能量,e动为动力电池系统总荷电量,b为动力电池系统的最小荷电量;
26、根据动力电池系统调整输出的吞吐量调整动力电池的输出。
27、一种氢燃料电池车辆能量控制系统,包括用于执行所述一种氢燃料电池车辆能量控制方法的系统:
28、包括跛行时间控制模块:用于获取行驶路径数据和车辆即时所在位置,并根据路径数据和车辆即时所在位置得到车辆即时所在位置与距离最进的维修站或充电桩的跛行里程;获取跛行速度,并根据跛行里程和跛行速度得到跛行时间;
29、跛行所需能量计算控制模块:用于根据跛行速度计算得到车辆跛行所需动力;
30、根据跛行所需动力和跛行时间得到跛行所需能量;
31、根据跛行时间得到预计关机时环境温度;
32、根据预计关机时环境温度判断整车低温冷启动需求;
33、当整车有低温冷启动需求时,根据预计关机时环境温度得到低温冷启动所需要能量,并且根据跛行所需能量和低温冷启动所需要能量得到跛行所需总能量;当整车没有低温冷启动需求时,跛行所需能量即为跛行所需总能量;
34、跛行能量输出调整模块:用于根据跛行所需总能量控制调节动力电池系统的吞吐量;
35、根据动力电池系统的吞吐量和动力电池系统与燃料电池系统的输出关系曲线得到燃料电池系统的调整输出。
36、与现有技术相比,本申请的有益效果是:
37、通过导航系统输入整车的行驶路径数据,并且读取整车运营工况参数,通过定位装置获取整车即时所在位置,根据路径数据和车辆即时所在位置得到车辆即时所在位置与距离最进的维修站或充电桩的跛行里程,根据跛行里程和跛行速度得到跛行时间,根据跛行速度计算得到车辆跛行所需动力,跛行所需动力与跛行时间的乘积得到跛行所需能量;通过环境温度传感器获取环境温度,并根据跛行时间通过查询天气信息得到预计关机时的环境温度,以判断整车在跛行至最近的维修站或充电桩的过程中是否有低温冷启动的需求,可进行更全面有效的风险规避;当整车有低温冷启动需求时,根据即时环境温度和预计关机时环境温度得到低温冷启动所需要能量,跛行所需能量与低温冷启动所需要能量的和即为跛行所需总能量;当整车没有低温冷启动需求时,跛行所需能量即为跛行所需总能量;根据跛行所需总能量控制调节动力电池系统的吞吐量;根据动力电池系统的吞吐量和动力电池系统与燃料电池系统输出关系曲线得到燃料电池系统的调整输出,可避免因为车辆动力系统故障停运的风险;本发明可避免因为车辆动力系统故障停运的风险,降低因拖车辆回维修点或充电桩而产生的影响和费用。
技术实现思路
1.一种氢燃料电池车辆能量控制方法,其特征在于:包括获取行驶路径数据和车辆即时所在位置,并根据路径数据和车辆即时所在位置得到车辆即时所在位置与距离最进的维修站或充电桩的跛行里程;
2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池车辆能量控制方法,其特征在于,根据跛行速度计算得到车辆跛行所需动力的方法包括:根据公式1计算得到跛行所需动力,
3.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池车辆能量控制方法,其特征在于,根据即时环境温度和预计关机时环境温度得到低温冷启动所需要能量的方法包括:当预计关机时环境温度低于0℃时,根据预计关机时环境温度,通过公式2计算得到系统完成低温冷启动需要上升的温度,
4.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池车辆能量控制方法,其特征在于,根据跛行所需总能量控制调节动力电池系统的吞吐量的方法包括:根据跛行所需总能量,通过公式4计算得到动力电池系统调整输出的吞吐量,
5.一种氢燃料电池车辆能量控制系统,其特征在于,用于执行权利要求1至4中任一项所述一种氢燃料电池车辆能量控制方法的系统: