[发明专利]一种基于平均值的车载燃料电池能量管理方法

说明书

本发明公开了一种基于平均值的车载燃料电池能量管理方法，使燃料电池系统前N分钟以固定功率P₀输出，之后燃料电池系统以前段时间t的整车需求总功率的平均值作为功率输出。这样燃料电池系统的输出功率逐渐趋于前段时间t的整车需求总功率平均值，动力电池的SOC就会控制在一个小范围高效区间内运行，不仅提高动力电池寿命和使用效率，而且燃料电池系统输出功率变化缓慢，变化区间相对较小，同时减少燃料电池系统启停次数，进而进一步延长燃料电池寿命。通过对燃料电池系统功率与动力电池功率的合理分配，在不影响燃料电池系统寿命的前提下，能够提高动力电池寿命和使用效率。

技术领域

本发明涉及一种基于平均值的车载燃料电池能量管理方法。

背景技术

对于燃料电池汽车，由于燃料电池堆自身的缺陷，如其输出特性软、输出响应慢等，不能及时供给整车所需动力，而且价格昂贵，使用寿命短等缺点，所以不能单独直接作为能量源，这就需要辅助电源配合燃料电池堆使用。而动力电池能够解决燃料电池堆响应慢的问题，同时动力电池还可以提供燃料电池堆启动时所需的电能，如空压机总成、水泵等高压部件的供电，在燃料电池堆开始发电之前这些部件必须先启动运行；当车辆加速或爬坡时，需要短时间的峰值功率，这时，动力电池可以辅助燃料电池堆提供这一能量；另外，在车辆制动时，动力电池可以用来吸收制动回馈的能量，减少能源消耗。这样，动力电池使燃料电池汽车在动力性和经济性上都得到提高。但目前整车厂对于燃料电池堆和动力电池的能量管理策略以保护燃料电池堆寿命为主，只是让燃料电池堆在几个特定的功率点工作，而动力电池SOC变化波动较大，加速动力电池的寿命衰减。

现有的燃料电池汽车能量管理方法，一般是对动力电池的SOC进行分段，以通过燃料电池堆对动力电池进行不同功率的充电。动力电池的SOC变化区间较大，导致燃料电池堆变载频繁，且变载幅度相对较大。不仅影响燃料电池堆的使用寿命，还影响动力电池的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于平均值的车载燃料电池能量管理方法，在保证燃料电池系统寿命的前提下，兼顾动力电池寿命，使动力电池的SOC波动稳定在较小范围内，以提高动力电池的寿命和使用效率；同时减少燃料电池系统的启停次数，进而进一步延长燃料电池系统的寿命。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于平均值的车载燃料电池能量管理方法，包括以下步骤：

S1：启动燃料电池系统前，先启动动力电池，并判断SOC(t)是否小于SOC_中，若成立，则P_FC(t)以P₀运行N分钟，然后按照S2执行；否则所述燃料电池系统不工作，然后按照S1执行；

S2：判断P_FC(t)是否小于P_V(t)，若成立，则按照S3执行；否则按照S8执行；

S3：判断P_V(t)是否大于P_max，若成立，则按照S4执行，否则按照S5执行；

S4：判断SOC(t)是否大于SOC_上，若成立，则P_FC(t+1)为0，所述燃料电池系统停止工作，然后按照S1执行；否则P_FC(t+1)为P_max，然后按照S2执行；

S5：判断SOC(t)是否大于SOC_上，若成立，则P_FC(t+1)为0，所述燃料电池系统停止工作，然后按照S1执行；否则按照S6执行；

S6：判断SOC(t)是否小于SOC_下，若成立，则P_FC(t+1)为P_max，然后按照S7执行；否则P_FC(t+1)以P_FC(t)加上P₁运行，然后按照S2执行；