CN110549876B - 一种能量输出控制方法、装置和氢燃料混合动力汽车 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种能量输出控制方法、装置和氢燃料混合动力汽车，该方法和装置应用于氢燃料混合动力汽车。该方法和装置具体为检测氢燃料混合动力汽车本次的小计里程；当小计里程小于预设里程阈值，则控制燃料电池按基于动力电池的SOC值计算得到的最佳效率点进行工作，并控制动力电池同时输出功率；当小计里程大于预设里程阈值，则控制动力电池工作在预设的最佳SOC状态点进行工作，并控制燃料电池按预设输出功率工作，并同时向氢燃料混合动力汽车的驱动部件和动力电池输出功率。由于在确定动力电池和燃料电池输出时考虑了这两种电池的状态，因此能够使其工作在较佳的工作状态，能够对动力电池和燃料电池施加有效的保护，从而能够有效提高其寿命。

Description

一种能量输出控制方法、装置和氢燃料混合动力汽车

技术领域

本申请涉及新能源汽车技术领域，更具体地说，涉及一种能量输出控制方法、装置和氢燃料混合动力汽车。

背景技术

作为洁净、高效的能源载体，氢能源被誉为人类的“终极能源”，氢燃料电池技术被行内人士认为是最环保最理想的技术。目前，日本，美国等已经将氢能源规划到国家能源战略高度，发展氢燃料电池汽车已成为全球的共同战略选择。虽然我国对于发展氢能源汽车有明确的中长期发展规划，但由于我国发展起步相较晚，关键技术研发滞后，整体产业链布局不完整，氢能源基础建设缓慢等问题已经严重影响了氢燃料电池汽车的发展步伐。

对于并联混合动力重卡氢燃料车型来说，由于其同时设置有铅酸电池或锂电池为主的动力电池，还设置有以氢氧为原料的燃料电池，因此需要根据具体情况进行能量管理，以便提高动力电池和燃料电池的寿命，使整车的工作寿命相应延长。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种能量输出控制方法、装置和氢燃料混合动力汽车，用于提高动力电池和燃料电池的寿命。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种能量输出控制方法，应用于氢燃料混合动力汽车，所述氢燃料混合动力汽车设置有用于并联输出的动力电池和燃料电池，所述能量输出控制方法包括步骤：

检测所述氢燃料混合动力汽车本次的小计里程；

当所述小计里程小于预设里程阈值，则控制所述燃料电池按基于所述动力电池的SOC值计算得到的最佳效率点进行工作，并控制所述动力电池同时输出功率；

当所述小计里程大于所述预设里程阈值，则控制所述动力电池工作在预设的最佳SOC状态点进行工作，并控制所述燃料电池按预设输出功率工作，并同时向所述氢燃料混合动力汽车的驱动部件和所述动力电池输出功率。

可选的，还包括步骤：

根据所述氢燃料混动汽车的油门踏板设备的输出信息和当前车速确定当前的整车所需功率；

将所述整车所需功率减去所述氢燃料混动汽车除电机外的其他高压附件的所需功率，再减去所述燃料电池的输出功率，得到剩余功率值；

根据所述剩余功率值计算对应的SOC值，得到所述最佳效率点。

可选的，还包括步骤：

根据所述氢燃料混动汽车的油门踏板设备的输出信息和当前车速确定当前的整车所需功率；

将所述整车所需功率减去所述动力电池的输出功率，再减去除所述氢燃料混动汽车除电机外的其他高压附件的所需功率，得到所述预设输出功率。

可选的，还包括步骤：

当所述动力电池的SOC值小于预设第一SOC值、或整车的放电功率小于预设第一功率值时，则设定空调压缩机、加热设备和驱动电机的功率为0，同时限定转向泵和打气泵限制使用；

当所述动力电池的SOC值介于预设SOC安全范围之内、或整车的放电功率介于预设安全功率范围之内时，则控制空调压缩机、加热设备和驱动电机限功率运行，并控制转向泵和打气泵正常运行，所述SOC安全范围中任一值大于或等于所述第一SOC值，所述预设安全功率范围内任一值大于或等于所述第一功率值；

当所述动力电池的SOC值大于预设第二SOC限值、或整车的放电功率大于预设第二功率值时，控制空调压缩机、加热设备、驱动电机、转向泵和打气泵按其所需功率运行。

一种能量输出控制装置，应用于氢燃料混合动力汽车，所述氢燃料混合动力汽车设置有用于并联输出的动力电池和燃料电池，所述能量输出控制装置包括：

里程检测模块，用于检测所述氢燃料混合动力汽车本次的小计里程；

第一控制模块，用于当所述小计里程小于预设里程阈值，则控制所述燃料电池按基于所述动力电池的SOC值计算得到的最佳效率点进行工作，并控制所述动力电池同时输出功率；

第二控制模块，用于当所述小计里程大于所述预设里程阈值，则控制所述动力电池工作在预设的最佳SOC状态点进行工作，并控制所述燃料电池按预设输出功率工作，并同时向所述氢燃料混合动力汽车的驱动部件和所述动力电池输出功率。

可选的，还包括：

第一计算模块，用于根据所述氢燃料混动汽车的油门踏板设备的输出信息和当前车速确定当前的整车所需功率；

第二计算模块，用于将所述整车所需功率减去所述氢燃料混动汽车除电机外的其他高压附件的所需功率，再减去所述燃料电池的输出功率，得到剩余功率值；

第三计算模块，用于根据所述剩余功率值计算对应的SOC值，得到所述最佳效率点。

可选的，还包括：

第四计算模块，用于根据所述氢燃料混动汽车的油门踏板设备的输出信息和当前车速确定当前的整车所需功率；

第五计算模块，用于将所述整车所需功率减去所述动力电池的输出功率，再减去除所述氢燃料混动汽车除电机外的其他高压附件的所需功率，得到所述预设输出功率。

可选的，还包括：

第三控制模块，用于当所述动力电池的SOC值小于预设第一SOC值、或整车的放电功率小于预设第一功率值时，则设定空调压缩机、加热设备和驱动电机的功率为0，同时限定转向泵和打气泵限制使用；

第四控制模块，用于当所述动力电池的SOC值介于预设SOC安全范围之内、或整车的放电功率介于预设安全功率范围之内时，则控制空调压缩机、加热设备和驱动电机限功率运行，并控制转向泵和打气泵正常运行，所述SOC安全范围中任一值大于或等于所述第一SOC值，所述预设安全功率范围内任一值大于或等于所述第一功率值；

第五控制模块，用于当所述动力电池的SOC值大于预设第二SOC限值、或整车的放电功率大于预设第二功率值时，控制空调压缩机、加热设备、驱动电机、转向泵和打气泵按其所需功率运行。

一种氢燃料混合动力汽车，设置有如上所述的能量输出控制装置。

一种氢燃料混合动力汽车，至少包括动力控制系统，所述动力控制系统包括至少一个处理器和与所述处理器相连接的储存器，其中：

所述存储器用于存储计算机程序或指令；

所述处理器用于获取并执行所述计算机程序或指令，以使所述动力控制系统实现如上所述的能量输出控制方法。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开了一种能量输出控制方法、装置和氢燃料混合动力汽车，该方法和装置应用于氢燃料混合动力汽车，该氢燃料混合动力汽车设置有用于并联输出的动力电池和燃料电池，该方法和装置具体为检测氢燃料混合动力汽车本次的小计里程；当小计里程小于预设里程阈值，则控制燃料电池按基于动力电池的SOC值计算得到的最佳效率点进行工作，并控制动力电池同时输出功率；当小计里程大于预设里程阈值，则控制动力电池工作在预设的最佳SOC状态点进行工作，并控制燃料电池按预设输出功率工作，并同时向氢燃料混合动力汽车的驱动部件和动力电池输出功率。由于在确定动力电池和燃料电池输出时考虑了这两种电池的状态，因此能够使其工作在较佳的工作状态，能够对动力电池和燃料电池施加有效的保护，从而能够有效提高其寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的一种能量输出控制方法的流程图；

图2为本申请实施例的一种动力控制系统的框图；

图3为本申请实施例的一种最佳效率点的计算方法的流程图；

图4为本申请实施例的一种预设输出功率的计算方法的流程图；

图5为本申请实施例的另一种能量输出控制方法的流程图；

图6为本申请实施例的一种能量输出控制装置的框图；

图7为本申请实施例的另一种能量输出控制装置的框图；

图8为本申请实施例的又一种能量输出控制装置的框图；

图9为本申请实施例的又一种能量输出控制装置的框图；

图10为本申请实施例的又一种能量输出控制装置的框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

图1为本申请实施例的一种能量输出控制方法的流程图。

本实施例提供的能量输出控制方法应用于并联型氢燃料混合动力汽车。并联型氢燃料车的电控系统主要由氢燃料电池管理系统FCU、蓄电池管理系统BMS、动力控制系统(四合一)及整车控制系统VCU组成，如图2所示。

其工作原理是：动力电池和以氢氧为原料的燃料电池作为车辆的主、辅电源，电动机作为原动机。它有以下四种驱动模式：动力电池单独驱动模式、燃料电池单独驱动模式、燃料电池单独驱动并给蓄电池充电模式、燃料电池和蓄电池并联驱动模式。

氢燃料电池管理系统按整车控制器的功率设定值控制燃料电池的功率输出，同时检测其工作状态，以保证系统稳定可靠地运行，同时监测并进行故障诊断管理。

蓄电池管理系统一方面负责蓄电池组的电压，温度等物理参数的监测，进行组内电池组间的均衡和过充过放保护；另一方面负责动力电池的电流检测及其SOC值的估算，同时执行高压漏电保护策略。

动力控制系统(四合一)包含一个DC/DC、两个DC/AC变换器，PDU(空调压缩机变频器，除霜以及电动机冷却系统控制器)。DC/AC变换器将系统高压总线上的电能转变为适合于交流气泵电机和油泵电机的电能，同时控制其运行。DC/DC负责将高压电源转换为系统零部件所需的24V低压电源，PDU负责空调压缩机变频器，除霜以及电动机冷却系统控制器，其中电动机冷却系统控制器负责MCU和电动机的冷却系统。

整车控制器实施整车的控制策略，一方面它接收驾驶员的需求信号，包括点火开关、加速踏板、制动踏板、档位信息等以实现整车的工况控制；另一方面基于实际工况反馈如车速、电机转速、动力电池组的电压、电流，及整车电气等信息，根据预先匹配好的控制策略进行能量分配调剂控制。

如图1所示，本实施例提供的能量输出控制方法包括如下步骤：

S1、检测氢燃料混合动力汽车的小计里程。

该小计里程是指该氢燃料混合动力汽车在完成加氢后所行驶的里程，可以通过车辆仪表在完成加氢后各个时间点的速度通过积分得到，或者该仪表通过各个时间段的平均速度和相应的行驶时间进行乘积处理得到。

在确定当前时间的小计里程后，如果小计里程小于预设里程阈值，则执行步骤S2，相反如果该小计里程大于预设里程阈值，则执行步骤S3。这里缺了等于该预设里程阈值的情况，这是因为小计里程等于该预设里程阈值的时间极短，无需限定，在此情况下，在该小计里程等于预设里程阈值的时候，可以执行步骤S2，也可以执行S3。

在设定该预设里程阈值时候，可以通过相应的电子地图了解当前路况，并在知晓起始地、目的地、路途上加氢站和充电站的位置的情况下，根据动力电池的当前SOC值、氢气的剩余量以及整车平均耗电量进行计算，得到整车的续航里程以及当前位置距离加氢站和/或充电站的距离，并将该距离设定为该预设里程阈值。

S2、控制燃料电池按最佳效率点进行工作。

即在确定该小计里程小于预设里程阈值的情况下，控制该汽车的燃料电池按预先计算得到的最佳效率点进行工作，并控制其动力电池同时输出功率。这里的最佳效率点是基于动力电池的SOC值计算得到的。

S3、控制动力电池按最佳SOC状态点进行工作。

即在该小计里程大于该预设里程阈值时，可控制动力电池按预设的最佳SOC状态点进行工作，同时控制动力燃料电池按预设输出功率工作，此时，动力电池和燃料电池同时向整车输出功率。

值得指出的是，这的最佳SOC状态点是预先设定值，只要该值处于该动力电池的SOC最小设定值与SOC最大设定值之间，既可以看做是最佳SOC状态点。

SOC值是指动力电池的核电状态，其反应动力电池、如铅酸电池或者锂电池的当前剩余容量，一般可以用动力电池的当前电量与其在充满电时的电量的比值表示，如0～1之间的值，或者用百分比。

SOC值得估算较为困难，一般采用如下几种办法进行估算：

1、AH积分法。安时积分法是在初始时刻SOC0的基础上估算电池的SOC。通过计算一定时间内充放电电流和对应时间的积分，从而计算变化电量的百分比，最终求出初始SOC和变化的SOC之间的差，即剩余电量。

但是因为首先初始时刻的SOC0不易确定且精度存在一定误差，而且随着时间的增加，误差也会累计增加，所有对电流测量的准确度要求很高。另外在电流波动剧烈的工况下误差会增大。在实际应用中，通常将安时积分法结合别的方法一起使用来提高预测精度。

2、开路电压法。即通过上面提到的OCV特性，以静置后的电压作为SOC预估依据。开路电压法简单易行，在电池静置足够长时间的情况下精度较高，但在实际工况下不适用，因此一般也将开路电压法与其他方法结合起来，共同进行SOC的预测。业界用得最多的方法为开路电压+安时积分法：在OCV-SOC线性化比较好的区域进行OCV校准，其他区域使用AH积分预估SOC。

3、BP神经网络法。BP法原理为将电池当做一个黑盒子，提炼出输入参数(如电流、电压、温度等)和输出参数(SOC)之间的映射数据，然后在训练中反复试验确定。神经网络优点是适用于各种电池；但是建立好模型后，需要大量的数据，并且要对数据进行训练，因此该方法是建立在大数据基础上的，估算结构受训练数据和方法的影响较大。

同时，网络的学习和记忆不稳定，如果增加了新的样本，需要重新对数据进行训练。在实际中，由于算法复杂度导致硬件要求极高，所以要想将该方法应用到嵌入式类的BMS产品中还是有一段距离的。

4、电池等效电路模型法。该方法首先对电池进行充放电实验，通过实验来获得电池工作电压以及充放电电流等数据来建立电池模型，然后系统辨识的方法来获得电池动态模型的参数,利用实验所建立的电池模型来对电池SOC估算进行修正。

常用的电池模型有Thevenin模型，PNGV模型，二阶RC模型等。优点是能够较好的反应出动态特性，缺点与BP神经网络法类似，需要大量的数据去提取出不同工况下的模型等效参数。以一阶Thevenin为例，可以通过脉冲充电和放电的电压变化才确定等效的欧姆内阻和极化电阻。

5、卡尔曼滤波法。卡尔曼滤波法是匈牙利数学家Kalman将数字滤波算法进行改进后提出的一种滤波方法。卡尔曼滤波(Kalman Filtering,KF)算法的核心是：对动态系统的状态做出最优估计，评判标准是协方差最小。应用到电池方面，首先得建立状态和观测方程，SOC便是状态分量，这里可以用KF算法进行SOC估算，利用KF算法估算模型中的未知状态，其精度和鲁棒性相对较高。

KF算法在经过多次更新后可以使估计结果很好的趋近真值，并且可以很好的修正容量初值，抗干扰能力强，利用这种方法理论上可以实现系统的动态估计，因此在研究领域，也被认为是可靠有效的方法之一。不过前提是建立的状态和观测方程要很准确，类似方法4，也要先得出等效的关系式以及参数，一起参与计算。因此运算量也比较大。

具体采用哪种方法，需要结合实际应用情况进行选取。推荐使用开路电压+AH积分法，或者卡尔曼滤波方法。

还有，本申请中的预设输出功率是基于动力电池当前SOC值所能输出功率进行计算得到的值。

从上述技术方案可以看出，本申请提供了一种能量输出控制方法，该方法应用于氢燃料混合动力汽车，该氢燃料混合动力汽车设置有用于并联输出的动力电池和燃料电池，该方法具体为检测氢燃料混合动力汽车本次的小计里程；当小计里程小于预设里程阈值，则控制燃料电池按基于动力电池的SOC值计算得到的最佳效率点进行工作，并控制动力电池同时输出功率；当小计里程大于预设里程阈值，则控制动力电池工作在预设的最佳SOC状态点进行工作，并控制燃料电池按预设输出功率工作，并同时向氢燃料混合动力汽车的驱动部件和动力电池输出功率。由于在确定动力电池和燃料电池输出时考虑了这两种电池的状态，因此能够使其工作在较佳的工作状态，能够对动力电池和燃料电池施加有效的保护，从而能够有效提高其寿命。

其中，本实施例中的最佳效率点通过如下步骤获取，如图3所示：

S21、确定当前的整车所需功率。

即在驾驶员踩下油门踏板时，根据油门踏板设备的输出信息和当前车速计算当前的整车所需功率。

S22、计算整车剩余功率值。

在得到整车所需功率后，计算整车剩余功率，具体来说，是将整车所需功率减去整车除电机外其他高压附件所需功率，再减去燃料电池的输出功率，从而得到该剩余功率值。

S23、根据剩余功率值计算最佳效率点。

具体来说，是计算动力电池与该剩余功率对应的SOC值，从而得到燃料电池的最佳效率点。该SOC值取决于动力电池的特性，一般选0.5～0.9之间。

另外，本实施例中燃料电池的预设输出功率通过如下方法取得，如图4所示：

S31、确定当前的整车所需功率。

即在驾驶员踩下油门踏板时，根据油门踏板设备的输出信息和当前车速计算当前的整车所需功率。

S32、根据整车所需功率计算预设输出功率。

具体来说，是将该整车所需功率减去动力电池的输出功率，再减去整车除电机外其他高压附件的所需功率，从而得到该预设输出功率。

实施例二

图5为本申请实施例的另一种能量输出控制方法的流程图。

如图5所示，本实施例提供的能量输出控制方法包括如下步骤：

S1、检测氢燃料混合动力汽车的小计里程。

该小计里程是指该氢燃料混合动力汽车在完成加氢后所行驶的里程，可以通过车辆仪表在完成加氢后各个时间点的速度通过积分得到，或者该仪表通过各个时间段的平均速度和相应的行驶时间进行乘积处理得到。

在确定当前时间的小计里程后，如果小计里程小于预设里程阈值，则执行步骤S2，相反如果该小计里程大于预设里程阈值，则执行步骤S3。这里缺了等于该预设里程阈值的情况，这是因为小计里程等于该预设里程阈值的时间极短，无需限定，在此情况下，在该小计里程等于预设里程阈值的时候，可以执行步骤S2，也可以执行S3。

在设定该预设里程阈值时候，可以通过相应的电子地图了解当前路况，并在知晓起始地、目的地、路途上加氢站和充电站的位置的情况下，根据动力电池的当前SOC值、氢气的剩余量以及整车平均耗电量进行计算，得到整车的续航里程以及当前位置距离加氢站和/或充电站的距离，并将该距离设定为该预设里程阈值。

S2、控制燃料电池按最佳效率点进行工作。

即在确定该小计里程小于预设里程阈值的情况下，控制该汽车的燃料电池按预先计算得到的最佳效率点进行工作，并控制其动力电池同时输出功率。这里的最佳效率点是基于动力电池的SOC值计算得到的。

S3、控制动力电池按最佳SOC状态点进行工作。

即在该小计里程大于该预设里程阈值时，可控制动力电池按预设的最佳SOC状态点进行工作，同时控制动力燃料电池按预设输出功率工作，此时，动力电池和燃料电池同时向整车输出功率。

值得指出的是，这的最佳SOC状态点是预先设定值，只要该值处于该动力电池的SOC最小设定值与SOC最大设定值之间，既可以看做是最佳SOC状态点。

SOC值是指动力电池的核电状态，其反应动力电池、如铅酸电池或者锂电池的当前剩余容量，一般可以用动力电池的当前电量与其在充满电时的电量的比值表示，如0～1之间的值，或者用百分比。

S4、在动力电池的SOC值太小时停止大部分设备。

即在动力电池的SOC值太小时，停止整车中大部分的用电设备，具体来说，是指空调压缩机、加热设备和驱动电机的功率降为0，同时限定转向泵和打气泵的使用。

本申请中的太小是指该SOC值小于预设第一SOC值，该预设第一SOC值可以选择10％，该值用于满足整车在满载、限功率在50％时的最低SOC要求；另外，这里的太小还可以理解为整车的放电功率小于预设第一功率值，该第一功率值可以选择15kW。

S5、在动力电池的SOC值较小时限制大部分设备的使用。

即在动力电池的SOC值较小时，限制整车中大部分的用电设备的使用，具体来说，是指控制空调压缩机、加热设备和驱动电机的限功率运行，同时使转向泵和打气泵正常使用。

本申请中的较小是指该SOC值处于预设SOC安全范围内，该SOC安全范围是指动力电池的SOC值介于15～35％之间；另外，这里的较小还可以理解为整车的放电功率介于预设安全功率范围，该预设安全功率范围可以选择15～25kW之间。

S6、在动力电池的SOC值较大时满足所有设备的要求。

即在动力电池的SOC值较大时，满足整车中所有用电设备的使用要求，具体来说，是指控制空调压缩机、加热设备和驱动电机的按其正常运行所需功率运行，同时使转向泵和打气泵正常使用。

本申请中的较大是指该SOC值处于预设SOC安全范围内，该SOC安全范围是指动力电池的SOC值介于15～35％之间；另外，这里的较小还可以理解为整车的放电功率介于预设安全功率范围，该预设安全功率范围可以选择15～25kW之间。

从上述技术方案可以看出，本申请提供了一种能量输出控制方法，该方法应用于氢燃料混合动力汽车，该氢燃料混合动力汽车设置有用于并联输出的动力电池和燃料电池，该方法具体为检测氢燃料混合动力汽车本次的小计里程；当小计里程小于预设里程阈值，则控制燃料电池按基于动力电池的SOC值计算得到的最佳效率点进行工作，并控制动力电池同时输出功率；当小计里程大于预设里程阈值，则控制动力电池工作在预设的最佳SOC状态点进行工作，并控制燃料电池按预设输出功率工作，并同时向氢燃料混合动力汽车的驱动部件和动力电池输出功率。由于在确定动力电池和燃料电池输出时考虑了这两种电池的状态，因此能够使其工作在较佳的工作状态，能够对动力电池和燃料电池施加有效的保护，从而能够有效提高其寿命。且由于增加了在动力电池的SOC较小时对用电设备的限制，进一步增强了对动力电池和燃料电池的保护。

实施例三

图6为本申请实施例的一种能量输出控制装置的框图。

本实施例提供的能量输出控制装置应用于并联型氢燃料混合动力汽车。并联型氢燃料车的电控系统主要由氢燃料电池管理系统FCU、蓄电池管理系统BMS、动力控制系统(四合一)及整车控制系统VCU组成，如图2所示。

如图6所示，本实施例提供的能量输出控制装置包括里程检测模块10、第一控制模块20和第二控制模块30。

里程检测模块用于检测氢燃料混合动力汽车的小计里程。

该小计里程是指该氢燃料混合动力汽车在完成加氢后所行驶的里程，可以通过车辆仪表在完成加氢后各个时间点的速度通过积分得到，或者该仪表通过各个时间段的平均速度和相应的行驶时间进行乘积处理得到。

在设定该预设里程阈值时候，可以通过相应的电子地图了解当前路况，并在知晓起始地、目的地、路途上加氢站和充电站的位置的情况下，根据动力电池的当前SOC值、氢气的剩余量以及整车平均耗电量进行计算，得到整车的续航里程以及当前位置距离加氢站和/或充电站的距离，并将该距离设定为该预设里程阈值。

第一控制模块用于控制燃料电池按最佳效率点进行工作。

即在确定该小计里程小于预设里程阈值的情况下，控制该汽车的燃料电池按预先计算得到的最佳效率点进行工作，并控制其动力电池同时输出功率。这里的最佳效率点是基于动力电池的SOC值计算得到的。

第二控制模块用于控制动力电池按最佳SOC状态点进行工作。

即在该小计里程大于该预设里程阈值时，可控制动力电池按预设的最佳SOC状态点进行工作，同时控制动力燃料电池按预设输出功率工作，此时，动力电池和燃料电池同时向整车输出功率。

值得指出的是，这的最佳SOC状态点是预先设定值，只要该值处于该动力电池的SOC最小设定值与SOC最大设定值之间，既可以看做是最佳SOC状态点。

SOC值是指动力电池的核电状态，其反应动力电池、如铅酸电池或者锂电池的当前剩余容量，一般可以用动力电池的当前电量与其在充满电时的电量的比值表示，如0～1之间的值，或者用百分比。

还有，本申请中的预设输出功率是基于动力电池当前SOC值所能输出功率进行计算得到的值。

从上述技术方案可以看出，本申请提供了一种能量输出控制装置，该装置应用于氢燃料混合动力汽车，该氢燃料混合动力汽车设置有用于并联输出的动力电池和燃料电池，该方法具体为检测氢燃料混合动力汽车本次的小计里程；当小计里程小于预设里程阈值，则控制燃料电池按基于动力电池的SOC值计算得到的最佳效率点进行工作，并控制动力电池同时输出功率；当小计里程大于预设里程阈值，则控制动力电池工作在预设的最佳SOC状态点进行工作，并控制燃料电池按预设输出功率工作，并同时向氢燃料混合动力汽车的驱动部件和动力电池输出功率。由于在确定动力电池和燃料电池输出时考虑了这两种电池的状态，因此能够使其工作在较佳的工作状态，能够对动力电池和燃料电池施加有效的保护，从而能够有效提高其寿命。

其中，本实施例中还包括第一计算模块21、第二计算模块22和第三计算模块23，用于得到该最佳效率点，如图7所示：

第一计算模块用于计算当前的整车所需功率。

即在驾驶员踩下油门踏板时，根据油门踏板设备的输出信息和当前车速计算当前的整车所需功率。

第二计算模块用于计算整车剩余功率值。

在得到整车所需功率后，计算整车剩余功率，具体来说，是将整车所需功率减去整车除电机外其他高压附件所需功率，再减去燃料电池的输出功率，从而得到该剩余功率值。

第三计算模块用于根据剩余功率值计算最佳效率点。

具体来说，是计算动力电池与该剩余功率对应的SOC值，从而得到燃料电池的最佳效率点。该SOC值取决于动力电池的特性，一般选0.5～0.9之间。

另外，本实施例还包括第四计算模块31和第五计算模块32，用于计算燃料电池的预设输出功率，如图8所示：

第四计算模块用于计算当前的整车所需功率。

即在驾驶员踩下油门踏板时，根据油门踏板设备的输出信息和当前车速计算当前的整车所需功率。

第五计算模块用于根据整车所需功率计算预设输出功率。

具体来说，是将该整车所需功率减去动力电池的输出功率，再减去整车除电机外其他高压附件的所需功率，从而得到该预设输出功率。

还有，本实施例的能量输出控制装置还包括第三控制模块40、第四控制模块50和第五控制模块60，如图9所示：

第三控制模块用于在动力电池的SOC值太小时停止大部分设备。

即在动力电池的SOC值太小时，停止整车中大部分的用电设备，具体来说，是指空调压缩机、加热设备和驱动电机的功率降为0，同时限定转向泵和打气泵的使用。

本申请中的太小是指该SOC值小于预设第一SOC值，该预设第一SOC值可以选择10％，该值用于满足整车在满载、限功率在50％时的最低SOC要求；另外，这里的太小还可以理解为整车的放电功率小于预设第一功率值，该第一功率值可以选择15kW。

第四控制模块用于在动力电池的SOC值较小时限制大部分设备的使用。

即在动力电池的SOC值较小时，限制整车中大部分的用电设备的使用，具体来说，是指控制空调压缩机、加热设备和驱动电机的限功率运行，同时使转向泵和打气泵正常使用。

本申请中的较小是指该SOC值处于预设SOC安全范围内，该SOC安全范围是指动力电池的SOC值介于15～35％之间；另外，这里的较小还可以理解为整车的放电功率介于预设安全功率范围，该预设安全功率范围可以选择15～25kW之间。

第五控制模块用于在动力电池的SOC值较大时满足所有设备的要求。

即在动力电池的SOC值较大时，满足整车中所有用电设备的使用要求，具体来说，是指控制空调压缩机、加热设备和驱动电机的按其正常运行所需功率运行，同时使转向泵和打气泵正常使用。

本申请中的较大是指该SOC值处于预设SOC安全范围内，该SOC安全范围是指动力电池的SOC值介于15～35％之间；另外，这里的较小还可以理解为整车的放电功率介于预设安全功率范围，该预设安全功率范围可以选择15～25kW之间。

通过第三控制模块、第四控制模块和第五控制模块，增加了在动力电池的SOC较小时对用电设备的限制，进一步增强了对动力电池和燃料电池的保护。

实施例四

本实施例提供了一种氢燃料合动力汽车，具体为并联型氢燃料混合动力汽车。并联型氢燃料车的电控系统主要由氢燃料电池管理系统FCU、蓄电池管理系统BMS、动力控制系统(四合一)及整车控制系统VCU组成。该汽车其设置有能量输出控制装置。

该能量输出控制装置具体用于检测氢燃料混合动力汽车本次的小计里程；当小计里程小于预设里程阈值，则控制燃料电池按基于动力电池的SOC值计算得到的最佳效率点进行工作，并控制动力电池同时输出功率；当小计里程大于预设里程阈值，则控制动力电池工作在预设的最佳SOC状态点进行工作，并控制燃料电池按预设输出功率工作，并同时向氢燃料混合动力汽车的驱动部件和动力电池输出功率。由于在确定动力电池和燃料电池输出时考虑了这两种电池的状态，因此能够使其工作在较佳的工作状态，能够对动力电池和燃料电池施加有效的保护，从而能够有效提高其寿命。且由于增加了在动力电池的SOC较小时对用电设备的限制，进一步增强了对动力电池和燃料电池的保护。

实施例五

本实施例提供了一种氢燃料混合动力汽车，具体为并联型氢燃料混合动力汽车。并联型氢燃料车的电控系统主要由氢燃料电池管理系统FCU、蓄电池管理系统BMS、动力控制系统(四合一)及整车控制系统VCU组成。该汽车其设置有能量输出控制装置。

该能量输出控制装置包括至少一个处理器101和存储器102，两者通过数据总线103相连接，如图10所示。

该存储器用于存储计算机程序或指令，处理器用于获取该计算机程序或指令，以使氢燃料混合动力汽车实现如实施例一或实施例二中的能量输出控制方法。

该方法具体包括检测氢燃料混合动力汽车本次的小计里程；当小计里程小于预设里程阈值，则控制燃料电池按基于动力电池的SOC值计算得到的最佳效率点进行工作，并控制动力电池同时输出功率；当小计里程大于预设里程阈值，则控制动力电池工作在预设的最佳SOC状态点进行工作，并控制燃料电池按预设输出功率工作，并同时向氢燃料混合动力汽车的驱动部件和动力电池输出功率。由于在确定动力电池和燃料电池输出时考虑了这两种电池的状态，因此能够使其工作在较佳的工作状态，能够对动力电池和燃料电池施加有效的保护，从而能够有效提高其寿命。且由于增加了在动力电池的SOC较小时对用电设备的限制，进一步增强了对动力电池和燃料电池的保护。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种能量输出控制方法，应用于氢燃料混合动力汽车，所述氢燃料混合动力汽车设置有用于并联输出的动力电池和燃料电池，其特征在于，所述能量输出控制方法包括步骤：

检测所述氢燃料混合动力汽车本次的小计里程；

当所述小计里程小于预设里程阈值，则控制所述燃料电池按基于所述动力电池的SOC值计算得到的最佳效率点进行工作，并控制所述动力电池同时输出功率；

当所述小计里程大于所述预设里程阈值，则控制所述动力电池工作在预设的最佳SOC状态点进行工作，并控制所述燃料电池按预设输出功率工作，并同时向所述氢燃料混合动力汽车的驱动部件和所述动力电池输出功率。

2.如权利要求1所述的能量输出控制方法，其特征在于，还包括步骤：

根据所述氢燃料混合动力汽车的油门踏板设备的输出信息和当前车速确定当前的整车所需功率；

将所述整车所需功率减去所述氢燃料混合动力汽车除电机外的其他高压附件的所需功率，再减去所述燃料电池的输出功率，得到剩余功率值；

根据所述剩余功率值计算对应的SOC值，得到所述最佳效率点。

3.如权利要求1所述的能量输出控制方法，其特征在于，还包括步骤：

根据所述氢燃料混合动力汽车的油门踏板设备的输出信息和当前车速确定当前的整车所需功率；

将所述整车所需功率减去所述动力电池的输出功率，再减去除所述氢燃料混合动力汽车除电机外的其他高压附件的所需功率，得到所述预设输出功率。

4.如权利要求1所述的能量输出控制方法，其特征在于，还包括步骤：

当所述动力电池的SOC值小于预设第一SOC值、或整车的放电功率小于预设第一功率值时，则设定空调压缩机、加热设备和驱动电机的功率为0，同时限定转向泵和打气泵限制使用；

当所述动力电池的SOC值介于预设SOC安全范围之内、或整车的放电功率介于预设安全功率范围之内时，则控制空调压缩机、加热设备和驱动电机限功率运行，并控制转向泵和打气泵正常运行，所述SOC安全范围中任一值大于或等于所述第一SOC值，所述预设安全功率范围内任一值大于或等于所述第一功率值；

当所述动力电池的SOC值大于预设第二SOC限值、或整车的放电功率大于预设第二功率值时，控制空调压缩机、加热设备、驱动电机、转向泵和打气泵按其所需功率运行。

5.一种能量输出控制装置，应用于氢燃料混合动力汽车，所述氢燃料混合动力汽车设置有用于并联输出的动力电池和燃料电池，其特征在于，所述能量输出控制装置包括：

里程检测模块，用于检测所述氢燃料混合动力汽车本次的小计里程；

第一控制模块，用于当所述小计里程小于预设里程阈值，则控制所述燃料电池按基于所述动力电池的SOC值计算得到的最佳效率点进行工作，并控制所述动力电池同时输出功率；

第二控制模块，用于当所述小计里程大于所述预设里程阈值，则控制所述动力电池工作在预设的最佳SOC状态点进行工作，并控制所述燃料电池按预设输出功率工作，并同时向所述氢燃料混合动力汽车的驱动部件和所述动力电池输出功率。

6.如权利要求5所述的能量输出控制装置，其特征在于，还包括：

第一计算模块，用于根据所述氢燃料混合动力汽车的油门踏板设备的输出信息和当前车速确定当前的整车所需功率；

第二计算模块，用于将所述整车所需功率减去所述氢燃料混合动力汽车除电机外的其他高压附件的所需功率，再减去所述燃料电池的输出功率，得到剩余功率值；

第三计算模块，用于根据所述剩余功率值计算对应的SOC值，得到所述最佳效率点。

7.如权利要求5所述的能量输出控制装置，其特征在于，还包括：

第四计算模块，用于根据所述氢燃料混合动力汽车的油门踏板设备的输出信息和当前车速确定当前的整车所需功率；

第五计算模块，用于将所述整车所需功率减去所述动力电池的输出功率，再减去除所述氢燃料混合动力汽车除电机外的其他高压附件的所需功率，得到所述预设输出功率。

8.如权利要求5所述的能量输出控制装置，其特征在于，还包括：

第三控制模块，用于当所述动力电池的SOC值小于预设第一SOC值、或整车的放电功率小于预设第一功率值时，则设定空调压缩机、加热设备和驱动电机的功率为0，同时限定转向泵和打气泵限制使用；

第四控制模块，用于当所述动力电池的SOC值介于预设SOC安全范围之内、或整车的放电功率介于预设安全功率范围之内时，则控制空调压缩机、加热设备和驱动电机限功率运行，并控制转向泵和打气泵正常运行，所述SOC安全范围中任一值大于或等于所述第一SOC值，所述预设安全功率范围内任一值大于或等于所述第一功率值；

第五控制模块，用于当所述动力电池的SOC值大于预设第二SOC限值、或整车的放电功率大于预设第二功率值时，控制空调压缩机、加热设备、驱动电机、转向泵和打气泵按其所需功率运行。

9.一种氢燃料混合动力汽车，其特征在于，设置有如权利要求5～8任一项所述的能量输出控制装置。

10.一种氢燃料混合动力汽车，至少包括动力控制系统，其特征在于，所述动力控制系统包括至少一个处理器和与所述处理器相连接的存储器，其中：

所述存储器用于存储计算机程序或指令；

所述处理器用于获取并执行所述计算机程序或指令，以使所述动力控制系统实现如权利要求1～4任一项所述的能量输出控制方法。

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