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原文传递一种车载燃料电池混合动力系统的能量管理方法

专利名称：	一种车载燃料电池混合动力系统的能量管理方法
摘要：	本发明涉及新能源汽车能量管理技术领域，具体涉及一种车载燃料电池混合动力系统的能量管理方法。包括以下步骤：步骤一：建立混合动力系统模型；步骤二：基于步骤一建立的混合动力系统模型，考虑需求功率变化率和锂电池SOC的影响，对混合动力系统进行能量管理；本发明将负载需求功率的变化率考虑进了混合动力能量管理方法中，添加这样的车辆工况信息一方面能够使混合动力系统的性能更好，另一方面能够使本发明的方法适用的车辆运行工况更广；本发明在确定锂电池实际电流时，对其进行了最大充放电电流约束，防止锂电池过充过放；本发明根据当前的锂电池SOC状态通过模糊控制求取额外的控制电流，使锂电池SOC维持在合理的区间。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	吉林;22
申请人：	吉林大学
发明人：	马彦;张帆;朱添麟;李成;牟洪元;高金武;陈虹
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-17T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-16T00:00:00+0800
申请号：	CN201910413812.1
公开号：	CN110126813A
代理机构：	长春吉大专利代理有限责任公司
代理人：	朱世林;张晶
分类号：	B60W20/11(2016.01);B;B60;B60W;B60W20
申请人地址：	130012 吉林省长春市前进大街2699号
主权项：	1.一种车载燃料电池混合动力系统的能量管理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：建立混合动力系统模型；所述步骤一建立混合动力系统模型过程如下 (1).建立燃料电池电压模型： vcell＝Enernst-vact-vohm-vconc (1) Vfc＝nvcell (2) 式中，Enernst是能斯特电压，vact是活化过电压，vohm是欧姆过电压，vconc是浓差过电压，vcell是单片燃料电池电压，n是串联燃料电池单体数量，Vfc燃料电池堆电压； (2).建立锂电池等效电路模型： Vbat＝Voc(SOC)-R0·Ibat (3) 其中，Voc(SOC)是锂电池开路电压，R0是锂电池欧姆内阻，Vbat是锂电池端电压，Ibat是锂电池电流，定义其放电为正，充电为负； (3).建立混合动力系统模型： Preq＝Pfc+Pbat (4) 其中，Preq是负载需求功率，Pfc是燃料电池功率，Pbat是锂电池功率，当锂电池向负载放电时Pbat为正，而锂电池充电时Pbat为负；步骤二：基于步骤一建立的混合动力系统模型，考虑需求功率变化率和锂电池SOC的影响，对混合动力系统进行能量管理；所述步骤二包括如下步骤： a.根据车辆的驾驶工况得到车辆的电机负载需求功率Preq； b.根据上一步得到的电机负载需求功率Preq以及需求功率的变化率确定燃料电池期望功率 c.由电机负载需求功率Preq和上一步得到的燃料电池期望功率根据瞬时功率平衡得到锂电池期望功率 d.根据上一步得到的锂电池期望功率和步骤一建立的锂电池等效电路模型确定锂电池期望电流并由安时积分法得到锂电池SOC； e.为了调节锂电池SOC在合理范围内，基于上一步得到的锂电池期望电流和SOC，由模糊逻辑控制确定额外的控制电流Iext； f.根据上一步得到的控制电流Iext以及锂电池电流工作范围确定锂电池实际电流Ibat，并得到实际的锂电池功率Pbat； g.由上一步得到的锂电池功率Pbat，根据瞬时功率平衡得到实际的燃料电池功率Pfc；根据上述步骤就可以对混合动力系统进行能量管理，得到锂电池功率Pbat和燃料电池功率Pfc。 2.根据权利要求1所述的一种车载燃料电池混合动力系统的能量管理方法，其特征在于，所述由模糊逻辑控制确定额外的控制电流Iext具体内容如下：根据锂电池期望电流为正或负两种情况进行分析，设计的模糊规则如下： ①.锂电池期望电流大于零，锂电池放电 A).锂电池期望电流较小时，当SOC较低时，减小放电电流；当SOC在最优区间时，实际放电电流和期望电流接近；当SOC较高时，增大放电电流，提高系统动态性能； B).锂电池期望电流在中间时，当SOC较低时，减小放电电流；当SOC在最优区间时，增加放电电流；当SOC较高时，增大放电电流，提高系统动态性能； C).锂电池期望电流较大时，当SOC较低时，减小放电电流；当SOC在最优区间时，增加放电电流；当SOC较高时，增大放电电流，提高系统动态性能； ②.锂电池期望电流小于零，锂电池充电对于锂电池期望电流小于零的情况，对模糊逻辑控制的输入取绝对值，对输出Iext取相反数； A).锂电池期望电流较小时，当SOC较低时，增大充电电流；当SOC在最优区间时，实际充电电流和期望电流接近；当SOC较高时，减小充电电流； B).锂电池期望电流在中间时，当SOC较低时，增大充电电流；当SOC在最优区间时，减小充电电流；当SOC较高时，减小充电电流； C).锂电池期望电流较大时，当SOC较低时，增大充电电流；当SOC在最优区间时，减小充电电流；当SOC较高时，减小充电电流。
所属类别：	发明专利