[发明专利]一种氢燃料电池汽车能量控制方法

说明书

本发明公开了一种氢燃料电池汽车能量控制方法，涉及新能源汽车控制领域。氢燃料电池额定功率为P_N，P_N≥20kW，将动力电池的荷电状态SOC划分成N个SOC段，N＞3，将整车用功功率需求划分成M个功率段，M＞3，N个SOC段和M个功率段构成N×M个燃料电池输出目标功率段，控制每个目标功率段内输出功率不变化。在每个整车用功功率段根据，动力电池的荷电状态SOC的不同，来进行控制。本发明中，燃料电池的输出目标功率同时关联动力电池的SOC和整车功率需求；在整车功率需求相同的情况下，燃料电池的输出目标功率根据动力电池SOC增加而减少；整车控制简单，易于实现，燃料电池工作稳定，整车动力性能满足高速工况、加速工况的要求。

技术领域

本发明涉及新能源汽车控制领域，具体为一种氢燃料电池汽车能量控制方法。

背景技术

燃料电池电动汽车是新能源汽车重要发展方向。近年来，燃料电池汽车关键零部件和整车总成技术都在快速发展。燃料电池汽车能量控制策略作为燃料电池汽车核心控制技术，影响整车的动力性、燃料电池使用寿命和效率，是燃料电池汽车整车控制技术重要环节。现有技术现状：国内对燃料电池汽车的研究应用有十几年的时间，重点研究燃料电池技术和供氢系统技术，对燃料电池控制策略的研究相对较少。国内燃料电池车小批量装车很少，大批量装车几乎没有，燃料电池车还没有成熟可靠的整车控制策略。

前期燃料电池能量控制策略基本采用三种方式，分别是On/Off控制策略、功率跟随控制策略、瞬时优化最佳能耗控制策略。其中On/Off控制策略的缺点是燃料电池输出目标功率单纯以动力电池的SOC上下阈值为参考，只关联和保证动力电池的SOC，不考虑燃料电池的效率及需求，燃料电池频繁启停，效率较低。功率跟随控制策略的缺点是燃料电池系统输出功率一直在变化，效率较低。瞬时优化最佳能耗控制策略的缺点是，控制策略比较复杂，控制系统控制困难，容易出故障。因此需要针对现有整车能量控制策略的缺点加以研究解决。

发明内容

本发明为了解决现有技术中新能源汽车的整车控制策略有缺陷的问题，提供了一种氢燃料电池汽车能量控制方法。

本发明是通过如下技术方案来实现的：一种氢燃料电池汽车能量控制方法，氢燃料电池额定功率为P_N，P_N≥20kW，将动力电池的荷电状态SOC划分成N个SOC段，N＞3，将整车用功功率需求划分成M个功率段，M＞3，N个SOC段和M个功率段构成N×M个燃料电池输出目标功率段，控制每个目标功率段内输出功率不变化。在每个整车用功功率段，根据动力电池的荷电状态SOC的不同，来进行控制：

（1）整车用功功率小于1/6P_N，若1/6P_N非整数，则四舍五入取整数：

第Ⅰ步、动力电池SOC≤Q%时，Q=20~40中的任意数值，燃料电池输出功率为燃料电池的额定功率P_N；

从第Ⅱ步起，至第N-1步，每步动力电池SOC的上限值增加(90-Q)/(N-2)%，燃料电池输出功率按DkW的差值递减，D=8~15中的任意整数值，（降低时要逐渐降低，不能突然降低，否则会折损燃料电池的寿命），直到第N-1步动力电池SOC的上限值＞80%，然后直接采用90%作为第N-1步动力电池SOC的上限值，燃料电池输出功率到第N-1步减至0，燃料电池停止工作；

第N步、动力电池SOC＞90%，燃料电池停止工作；

（2）整车用功功率大于1/6P_N，小于1/2P_N，若1/2P_N非整数，则取四舍五入的整数：

第Ⅰ步、动力电池SOC≤Q%时，Q=20~40中的任意数值，燃料电池输出功率为氢燃料电池的额定功率P_N；