[发明专利]一种优化燃料电池汽车功率分配方法

说明书

本发明公开了一种优化燃料电池汽车功率分配方法，根据燃料整车功率、电池功率、以及锂离子电池SOC等值，制定合理的燃料电池功率跟随策略，同一时间窗口内根据整车需求，测试不同燃料电池的增长速率对锂离子电池SOC的影响；同一燃料电池的增长速率下根据整车需求，测试不同时间窗口范围对锂离子电池SOC的影响。找到合适的时间窗口与合适的燃料电池功率变化速率，使锂离子电池的SOC值保持在某一范围内波动。能够实现燃料电池与锂离子电池功率分配的良好运行方式，保证资源的合理利用，最大化延伸锂离子电池的应用范围。

技术领域

本发明属于燃料电池汽车管理技术领域，具体地涉及一种优化燃料电池汽车功率分配方法。

背景技术

随着环境与能源压力及国家对纯电汽车补贴力度的退坡，绝对零排放的燃料电池汽车越来越受到大家的青睐。但现燃料电池汽车实际上并不是严格意义上的氢燃料电池车，市场上的燃料电池车辆均需搭载锂离子电池作为辅助电源。故现市场上的燃料电池车辆只能算是一种双能源混动型车辆。因燃料电池输出功率变化缓慢，无法跟随整车功率需求达到瞬时变化，故其整车功率跟随能力较低。由于燃料电池系统不能满足整车瞬间的大电流需求，此时需要锂离子电池作为整车所需其余能量E_整车-E_燃料电池的提供者；当车辆进行制动回馈时，燃料电池也无法快速的降低功率，也不能回收制动能量，此时的能量E_整车制动+E_燃料电池将会回馈给锂离子电池。

由于存在两个能量源，就需要考虑能源的功率分配问题，受燃料电池功率变化缓慢特性限制，在满足整车需求、保证燃料电池良好使用的前提下，寻找合适的燃料电池功率变化率，合适的时间窗口内的均值变化率，以达到最优适应各种工况条件下整车使用的目的。对于燃料电池车辆来说，若搭载较大电量锂离子电池，则对应的锂离子电池剩余电量(SOC)波动范围较小，容易选择最适合锂离子电池使用的SOC范围，能够达到延长锂离子电池寿命的目的，但不利于整车的轻量化及经济性；若搭载小电量的锂离子电池，则SOC波动范围相对增大，对锂离子电池的寿命会有一定的影响，但能够节约资源配置，将整车功率合理分配，最大化利用锂离子电池的应用范围，有利于整车价格的降低，保证资源合理利用。对于电池而言，不同度数的电池只有将电池

目前，燃料电池车辆搭载锂离子电池度数相对很大，有些已达到油电混动车辆搭载的锂离子电池度数的二倍，若没有纯锂电行驶工况需求，这些能量较大部分并未使用。因此，亟需一种功率分配策略来保证资源的合理利用。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明的目的是提供一种优化燃料电池汽车功率分配方法，能够实现燃料电池与锂离子电池功率分配的良好运行方式，保证资源的合理利用。

本发明的技术方案是：

一种优化燃料电池汽车功率分配方法，包括以下步骤：

S01：选取固定时间窗口，计算时间窗口范围内整车所需的平均功率，当燃料电池功率大于整车平均功率时，将燃料电池按功率变化率降低功率；当燃料电池功率小于整车平均功率时，将燃料电池按功率变化率增加功率；

S02：选取不同燃料电池的功率变化率，计算相对应的锂离子电池SOC，得到一组不同功率变化率下的SOC曲线，得到锂离子电池SOC具有最小波动范围的最优燃料电池功率变化率；

S03：在燃料电池功率变化率限值范围内选取固定的燃料电池功率变化率，计算时间窗口范围内整车所需的平均功率，当燃料电池功率大于整车平均功率时，将燃料电池按功率变化率降低功率；当燃料电池功率小于整车平均功率时，将燃料电池按功率变化率增加功率；

S04：选取不同的时间窗口，计算不同时间窗口下对应的锂离子电池SOC，得到一组不同窗口下的SOC曲线，得到锂离子电池SOC具有最小波动范围的最优时间窗口；

S05：根据采集的实车工况功率，得到最优的燃料电池功率变化率与时间窗口，计算锂离子电池SOC波动范围；