本發(fā)明涉及車輛，具體而言，涉及一種燃料電池車輛的能量管理方法、系統(tǒng)及車輛。

背景技術(shù)：

1、燃料電池卡車是汽車行業(yè)為實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)而發(fā)展的一項(xiàng)重要技術(shù)。燃料電池卡車具備動(dòng)力電池和燃料電池系統(tǒng)兩套能量系統(tǒng)。然而，燃料電池系統(tǒng)具有響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)環(huán)境溫度敏感、頻繁快速變載嚴(yán)重影響燃料電池壽命等問題，卡車具有運(yùn)營(yíng)工況多變、駕駛員行為多變等問題，因此，燃料電池系統(tǒng)和卡車兩方面問題疊加，導(dǎo)致燃料電池卡車的運(yùn)行效率低、運(yùn)行成本高，還影響燃料電池的壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本技術(shù)提供了一種燃料電池車輛的能量管理方法、系統(tǒng)及車輛，以解決現(xiàn)有技術(shù)中燃料電池卡車運(yùn)行效率低等問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)實(shí)施例采用的技術(shù)方案如下：

3、第一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種燃料電池車輛的能量管理方法，應(yīng)用于所述燃料電池車輛的控制設(shè)備，所述方法包括：

4、獲取所述燃料電池車輛的車輛運(yùn)營(yíng)分析數(shù)據(jù)，所述車輛運(yùn)營(yíng)分析數(shù)據(jù)包括：驅(qū)動(dòng)功率修正系數(shù)、其他功率修正系數(shù)；

5、根據(jù)所述燃料電池車輛上驅(qū)動(dòng)電機(jī)的母線電壓、母線電流、所述燃料電池車輛的油門開度信息以及所述燃料電池車輛的車輛坡度信息，計(jì)算所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率；

6、根據(jù)所述燃料電池車輛上動(dòng)力電池的母線電壓、其他耗能系統(tǒng)的耗能信息，計(jì)算所述其他耗能系統(tǒng)的耗能功率；

7、根據(jù)所述燃料電池車輛的車輛行駛模式、所述驅(qū)動(dòng)功率修正系數(shù)和所述其他功率修正系數(shù)，對(duì)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率以及所述耗能功率進(jìn)行加權(quán)修正，確定所述燃料電池車輛的目標(biāo)車輛需求功率；

8、根據(jù)所述燃料電池車輛上動(dòng)力電池的當(dāng)前荷電狀態(tài)值、所述目標(biāo)車輛需求功率、所述車輛行駛模式，確定所述燃料電池車輛上燃料電池的電堆需求功率；

9、根據(jù)所述電堆需求功率，控制所述燃料電池進(jìn)行功率輸出。

10、可選地，所述根據(jù)所述燃料電池車輛上驅(qū)動(dòng)電機(jī)的母線電壓、母線電流、所述燃料電池車輛的油門開度信息以及所述燃料電池車輛的車輛坡度信息，計(jì)算所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率，包括：

11、根據(jù)所述燃料電池車輛上驅(qū)動(dòng)電機(jī)的母線電壓、母線電流，計(jì)算所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)際功率；

12、根據(jù)所述油門開度信息以及所述車輛坡度信息，計(jì)算所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的修正功率；

13、根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的實(shí)際功率和修正功率，計(jì)算所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率。

14、可選地，所述其他耗能系統(tǒng)包括：空調(diào)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)以及車載低壓系統(tǒng)，所述其他耗能系統(tǒng)的耗能信息包括：所述空調(diào)系統(tǒng)的能耗電流、所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的能耗電流、所述制動(dòng)系統(tǒng)的能耗電流以及車載低壓系統(tǒng)的能耗電流；所述根據(jù)所述燃料電池車輛上動(dòng)力電池的母線電壓、其他耗能系統(tǒng)的耗能信息，計(jì)算所述其他耗能系統(tǒng)的耗能功率，包括：

15、根據(jù)所述動(dòng)力電池的母線電壓、所述空調(diào)系統(tǒng)的能耗電流、所述轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的能耗電流、所述制動(dòng)系統(tǒng)的能耗電流以及車載低壓系統(tǒng)的能耗電流，計(jì)算所述其他耗能系統(tǒng)的耗能功率。

16、可選地，所述根據(jù)所述燃料電池車輛上動(dòng)力電池的當(dāng)前荷電狀態(tài)值、所述目標(biāo)車輛需求功率、所述車輛行駛模式，確定所述燃料電池車輛上燃料電池的電堆需求功率，包括：

17、若所述目標(biāo)車輛需求功率大于燃料電池的電堆輸出功率，則確定燃料電池的最大輸出功率作為所述電堆需求功率；

18、若所述目標(biāo)車輛需求功率小于或等于所述燃料電池的電堆輸出功率，則確定燃料電池的最高效輸出功率作為所述電堆需求功率。

19、可選地，所述車輛運(yùn)營(yíng)分析數(shù)據(jù)還包括：荷電狀態(tài)修正系數(shù)、車輛運(yùn)營(yíng)工況類型；所述方法還包括：

20、根據(jù)所述荷電狀態(tài)修正系數(shù)，對(duì)所述動(dòng)力電池的目標(biāo)荷電狀態(tài)值進(jìn)行修正；

21、根據(jù)所述車輛運(yùn)營(yíng)工況類型，確定所述燃料電池車輛的目標(biāo)運(yùn)營(yíng)工況，所述目標(biāo)運(yùn)營(yíng)工況用于指示所述燃料電池車輛是否處于重載短途運(yùn)輸工況。

22、可選地，所述根據(jù)所述電堆需求功率，控制所述燃料電池進(jìn)行功率輸出之前，所述方法還包括：

23、根據(jù)預(yù)設(shè)功率變速間隔內(nèi)多個(gè)歷史時(shí)刻所述燃料電池的歷史電堆需求功率以及所述多個(gè)歷史時(shí)刻對(duì)應(yīng)的加權(quán)值，對(duì)當(dāng)前時(shí)刻所述燃料電池的電堆需求功率進(jìn)行濾波處理。

24、可選地，所述車輛運(yùn)營(yíng)分析數(shù)據(jù)還包括：最優(yōu)能量回收檔位信息；所述方法還包括：

25、根據(jù)所述燃料電池車輛上驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行模式，計(jì)算所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的需求扭矩，所述當(dāng)前運(yùn)行模式為：?jiǎn)?dòng)模式、蠕行模式、油門驅(qū)動(dòng)模式、定速巡航模式、制動(dòng)能量回收模式，或車輛跛行模式；

26、根據(jù)所述最優(yōu)能量回收檔位信息，對(duì)所述需求扭矩進(jìn)行修正；

27、根據(jù)預(yù)設(shè)權(quán)值參數(shù)，對(duì)修正后的當(dāng)前時(shí)刻的需求扭矩和預(yù)設(shè)歷史時(shí)刻的歷史需求扭矩進(jìn)行加權(quán)運(yùn)算，得到所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的目標(biāo)扭矩；

28、根據(jù)所述目標(biāo)扭矩，對(duì)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行控制。

29、可選地，所述根據(jù)所述燃料電池車輛上驅(qū)動(dòng)電機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行模式，計(jì)算所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的需求扭矩，包括：

30、若所述當(dāng)前運(yùn)行模式為啟動(dòng)模式，對(duì)所述動(dòng)力電池和所述燃料電池進(jìn)行高壓自檢，并在所述燃料電池車輛處于靜止轉(zhuǎn)態(tài)時(shí)，確定所述需求扭矩為預(yù)設(shè)最小扭矩；

31、若所述當(dāng)前運(yùn)行模式為蠕行模式，根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的初始扭矩和反饋扭矩之和，計(jì)算所述需求扭矩，所述初始扭矩為車輛空載以預(yù)設(shè)蠕行目標(biāo)車速進(jìn)行蠕行的扭矩，所述反饋扭矩為當(dāng)前車速與所述蠕行目標(biāo)車速的差計(jì)算的實(shí)時(shí)反饋扭矩；

32、若所述當(dāng)前運(yùn)行模式為油門驅(qū)動(dòng)模式，則根據(jù)所述燃料電池車輛在當(dāng)前裝載模式下所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的預(yù)設(shè)最大扭矩，以及所述油門開度信息，計(jì)算所述需求扭矩，所述當(dāng)前裝載模式為：空載模式、半載模式或者滿載模式；

33、若所述當(dāng)前運(yùn)行模式為定速巡航模式，則根據(jù)所述燃料電池車輛的當(dāng)前車速和預(yù)設(shè)巡航車速的偏差，計(jì)算所述需求扭矩；

34、若所述當(dāng)前運(yùn)行模式為制動(dòng)能量回收模式，根據(jù)所述燃料電池車輛的當(dāng)前車速和制動(dòng)開度信息，查表得到所述需求扭矩，或者，根據(jù)所述燃料電池車輛的當(dāng)前車速和預(yù)設(shè)能量回收檔位，查表得到所述需求扭矩；

35、若所述當(dāng)前運(yùn)行模式為車輛跛行模式，則根據(jù)所述燃料電池車輛的當(dāng)前車速、預(yù)設(shè)最高車速、所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的預(yù)設(shè)最大扭矩和實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速，計(jì)算所述需求扭矩。

36、第二方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種燃料電池車輛的能量管理系統(tǒng)，所述能量管理系統(tǒng)包括：控制設(shè)備、動(dòng)力電池、燃料電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)、變速箱的控制系統(tǒng)、其他耗能系統(tǒng)；

37、所述控制設(shè)備分別連接所述動(dòng)力電池、所述燃料電池、所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制系統(tǒng)、所述變速箱的控制系統(tǒng)、所述其他耗能系統(tǒng)，所述控制設(shè)備用于執(zhí)行上述第一方面任一所述的能量管理方法。

38、第三方面，本技術(shù)實(shí)施例提供一種燃料電池車輛，所述燃料電池車輛包括：車輛本體，以及設(shè)置在所述車輛本體上的上述第二方面所述的能量管理系統(tǒng)。

39、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，本技術(shù)具有以下有益效果：

40、本技術(shù)提供了一種燃料電池車輛的能量管理方法、系統(tǒng)及車輛。該方法通過獲取燃料電池車輛的車輛運(yùn)營(yíng)分析數(shù)據(jù)，車輛運(yùn)營(yíng)分析數(shù)據(jù)包括：驅(qū)動(dòng)功率修正系數(shù)、其他功率修正系數(shù)；根據(jù)燃料電池車輛上驅(qū)動(dòng)電機(jī)的母線電壓、母線電流、燃料電池車輛的油門開度信息以及燃料電池車輛的車輛坡度信息，計(jì)算驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率；根據(jù)燃料電池車輛上動(dòng)力電池的母線電壓、其他耗能系統(tǒng)的耗能信息，計(jì)算其他耗能系統(tǒng)的耗能功率；根據(jù)燃料電池車輛的車輛行駛模式、驅(qū)動(dòng)功率修正系數(shù)和其他功率修正系數(shù)，對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率以及耗能功率進(jìn)行加權(quán)修正，確定燃料電池車輛的目標(biāo)車輛需求功率；根據(jù)燃料電池車輛上動(dòng)力電池的當(dāng)前荷電狀態(tài)值、目標(biāo)車輛需求功率、車輛行駛模式，確定燃料電池車輛上燃料電池的電堆需求功率；根據(jù)電堆需求功率，控制燃料電池進(jìn)行功率輸出。從而，在保證車輛行駛功率需求的同時(shí)，合理控制燃料電池的發(fā)電功率與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率，使得車輛運(yùn)行更加高效，降低運(yùn)行成本，延長(zhǎng)了燃料電池的壽命。