[发明专利]燃料电池多能源控制方法及装置、车辆

说明书

本发明公开了燃料电池多能源控制方法及装置、车辆，在燃料电池功率跟随开关机控制策略下，对燃料电池进行开关机控制，并确定分流策略对所述整车需求功率进行两级功率分流，确定燃料电池与蓄电池、超级电容的功率分配后，基于复合逻辑门限，实现蓄电池与超级电容之间最优功率分流，实现复合电源系统的最优能量管理。解决了复合能源耦合度高，控制策略复杂的问题，使燃料电池在不同运行工况下平稳运行，延长了燃料电池寿命，能够充分发挥燃料电池+动力电池+超级电容车型优势。

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，尤其涉及燃料电池多能源控制方法及装置、车辆。

背景技术

环境污染、能源危机等问题已成为目前人类面对的重大挑战，随着新能源技术的不断发展，氢能凭借其清洁无污染、高转换效率及高能量密度等优势，逐渐成为各国研发的热点。

传统的单动力源或双动力源燃料电池汽车系统储能方案，控制相对简单，但难以兼顾寿命、经济性等因素。而燃料电池-蓄电池-超级电容复合电源系统构型，拥有良好的功率密度与能量密度，能够充分发挥各电源的优势，提高车辆日常行驶要求的动力性和经济性，逐渐成为燃料电池汽车的发展趋势。

但是复合电源系统彼此间存在复杂的耦合关系，工作模式多，控制自由度高，若复合电源能量管理方法不够合理高效，将难以实现各电源之间最优功率分流、发挥系统优势。

发明内容

本发明提供了燃料电池多能源控制方法及装置、车辆，以解决或者部分解决难以实现各电源之间最优功率分流的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种燃料电池多能源控制方法，所述方法包括：

基于燃料电池的预设开关机条件，实现所述燃料电池的开关机控制；

若所述燃料电池处于开机状态，基于整车需求功率、所述燃料电池的功率和复合能源提供的功率确定分流策略；所述复合能源包括：动力电池和超级电容；

根据所述分流策略对所述整车需求功率进行功率分流；在所述分流策略中，包括两级功率分流，其中，所述整车需求功率通过所述燃料电池提供的功率进行一级功率分流，通过复合能源逻辑门限滤波控制进行动力电池和超级电容的功率分配，完成二级功率分流；所述一级功率分流的优先级高于所述二级功率分流。

优选的，所述基于燃料电池的预设开关机条件，实现所述燃料电池的开关机控制，具体包括下述之一：

当超级电容SOC和动力电池SOC都小于各自规定的最优SOC区间中的最低限值，所述燃料电池开机给所述复合能源充电，同时单独为整车提供功率输出；

当所述超级电容SOC和所述动力电池SOC都大于等于各自规定的最优SOC区间中的最高限值，所述燃料电池关机；

当超级电容SOC和/或动力电池SOC在各自规定的最优SOC区间中，根据上一时刻所述燃料电池的开关机情况确定所述燃料电池的开关机状态；

当所述整车需求功率大于所述复合能源所能提供的最大功率时，所述燃料电池开机；

若所述燃料电池开机时限制的最小功率为所述燃料电池工作在高效功率区的最小功率，所述燃料电池开机。

优选的，所述当超级电容SOC和动力电池SOC都小于各自规定的最优SOC区间中的最低限值，所述燃料电池开机给所述复合能源充电，具体包括：

根据第一充电功率计算公式确定燃料电池第一充电功率；根据所述第一充电功率给所述复合能源中的动力电池充电；和/或

根据第二充电功率计算公式确定燃料电池第二充电功率；根据所述第二充电功率给所述复合能源中的超级电容充电。