CN111216567B - 氢能燃料电池车防止过充电的方法和能量管理分配*** - Google Patents

氢能燃料电池车防止过充电的方法和能量管理分配*** Download PDF

Info

Publication number
CN111216567B
CN111216567B CN202010187703.5A CN202010187703A CN111216567B CN 111216567 B CN111216567 B CN 111216567B CN 202010187703 A CN202010187703 A CN 202010187703A CN 111216567 B CN111216567 B CN 111216567B
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
torque
power battery
coff
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010187703.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111216567A (zh
Inventor
钱祥
石建珍
谭少军
梁显豪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Foshan Feichi Automobile Technology Co ltd
Original Assignee
Foshan Feichi Automobile Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foshan Feichi Automobile Technology Co ltd filed Critical Foshan Feichi Automobile Technology Co ltd
Priority to CN202010187703.5A priority Critical patent/CN111216567B/zh
Publication of CN111216567A publication Critical patent/CN111216567A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111216567B publication Critical patent/CN111216567B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2009—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/549—Current
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明提供了一种氢能燃料电池车用防止向动力电池过充电的方法，在可进行信息和数据处理的集成电路单元内灌入数据代码组成的可按一定算法运行的程序，当高压总线电流与动力电池当前可充电电流的绝对值差小于一定值时，按一定算法得到应输出给电机的扭矩值，控制电机依据该扭矩值输出向储能电池充电的电流。并提供了采用该方法运行程序的防过充单元。本发明可有效解决因氢燃料电池动态响应慢易导致的动力电池过充电的问题，延长而动力电池寿命；同时也可有效降低整车能耗、提升整车行车稳定性。

Description

氢能燃料电池车防止过充电的方法和能量管理分配***
技术领域
本发明涉及一种新能源车的能量管理方法和***，特别涉及一种氢能燃料电池车用防过充电的方法和能量管理分配***。
背景技术
在氢燃料电池汽车中，氢燃料电池和高压动力电池一同为整车运行提供电能，为了降低整车能耗，车辆在制动时(制动能量回收)或滑行时(滑行能量回收)，VCU(整车控制器)会控制电机进入能量回收模式(此时电机相当于发电机)，电机发出电能给动力电池充电，从而达到能量回收目的。动力电池由于物理化学特性的限制，其在一定SOC、温度等条件下，其可充电功率一定。当氢燃料电池工作时，由于其动态响应慢(无法在很短时间内将输出功率降到最小)，若不限制电机回收能量功率，则容易导致动力电池充电过流，这种状态会导致动力电池报故障甚至直接切断高压同时会影响动力电池寿命。若对电机回收能量功率限制过大，则会导致大量能量以热量散失，整车能耗较高。
发明内容
本发明旨在提供一种氢能燃料电池车用防止向储能电池过充电的方法和能量管理分配***，以适应在车辆处于能量回收阶段时，因电流过大而防止向动力电池过充电。本发明通过以下方案实现。
一种氢能燃料电池车用防止向动力电池过充电的方法，在可进行信息和数据处理的集成电路单元内灌入数据代码组成的可按一定算法运行的程序，所述的一定方法包括以下步骤，
(Ⅰ)当车辆进入制动或/和滑行阶段时，接收实时的电机的目标扭矩值Tq、动力电池的高压总线电流值I和动力电池当前可充电电流值Imax；
(Ⅱ)按公式1计算得到应输出给电机的扭矩值T，
T＝Tq*Coff……………………(1)
公式1中Coff为扭矩系数，系数的取值规则为：当Imax-I≥5时，Coff＝1；当0<Imax-I<5时，Coff＝(Imax-I)/5；当Imax-I≤0时，Coff＝0；
(Ⅲ)整车控制单元将第Ⅱ步得到的应输出给电机的扭矩值T作为电机扭矩请求值发给电机控制的单元，电机控制单元控制电机执行输出扭矩。
为了更好地防止对电机扭矩产生的抖动，步骤(Ⅱ)中的公式1进一步优化为公式2，即按公式2计算得到应输出给电机的扭矩值T，
T＝Tq*Coff*k……………………(2)
公式2中k为扭矩线斜率滤波系数，可对扭矩进行平滑处理，为了获得较好的扭矩平滑效果及响应速度，扭矩线斜率滤波系数在车辆调试阶段需要标定。k的取值范围0～1；Coff为扭矩系数，系数的取值规则为：当Imax-I≥5时，Coff＝1；当0<Imax-I<5时，Coff＝(Imax-I)/5；当Imax-I≤0时，Coff＝0。
一种氢能燃料电池车用能量管理分配***，包括整车控制器单元、氢能燃料电池、动力电池、电机控制器、电机，整车控制器分别与氢能燃料电池、动力电池、电机控制器相连，电机控制器与电机相连，以上这些单元和连接、控制方法均可采用现有氢能燃料电池车的相应技术，仅在电机控制器和整车控制器单元之间增加灌入按以上方法运行的程序后的集成电路单元，被称为防过充单元。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、采用本发明的方法及增加相应的防过充单元，可有效解决因氢燃料电池动态响应慢易导致的动力电池过充电的问题，而这种过充电状态会导致动力电池报故障甚至直接切断高压且影响动力电池寿命。
2、在对动力电池防过充的同时，本发明方法和增加的防过充单元，可避免对电机回收能量功率限制太大而带来的大量能量以热量散失的问题，可有效降低整车能耗、提升整车行车稳定性。
具体实施方式
实施例1
一台长8.5米、配套氢能燃料电堆功率30kW、动力电池组的容量为42.6kWh、采用额定功率90kW/峰值功率135kW电机的一种氢能燃料电池巴士车，该车如现有车型上的技术，包括整车控制器单元、氢能燃料电池、动力电池、电机控制器、电机，整车控制器分别与氢能燃料电池、动力电池、电机控制器相连，电机控制器与电机相连，且控制方法、各单元连接方法均与现有车型技术相同，仅在电机控制器和整车控制器单元之间增加灌入按以下方法运行的程序的被称为防过充单元集成电路单元。所述的程序运行的方法如下：
(Ⅰ)当车辆进入制动或/和滑行阶段时，接收实时的电机的目标扭矩值Tq、动力电池的高压总线电流值I＝210A和动力电池当前可充电电流值Imax＝213A；
(Ⅱ)按公式1计算得到应输出给电机的扭矩值T，
T＝Tq*Coff……………………(1)
公式1中Coff为扭矩系数，系数的取值规则为：当Imax-I≥5时，Coff＝1；当0<Imax-I<5时，Coff＝(Imax-I)/5；当Imax-I≤0时，Coff＝0；
(Ⅲ)整车控制单元将第Ⅱ步得到的应输出给电机的扭矩值T作为电机扭矩请求值发给电机控制的单元，电机控制单元控制电机执行输出扭矩。
实施例2
基本如实施例1，但为了更好地防止对电机扭矩产生的抖动，将实施例1的步骤(Ⅱ)中的公式1进一步优化为公式2，即按公式2计算得到应输出给电机的扭矩值T，
T＝Tq*Coff*k……………………(2)
公式2中k为扭矩线斜率滤波系数，依据该车辆调试标定为0.95；Coff为扭矩系数，系数的取值规则为：当Imax-I≥5时，Coff＝1；当0<Imax-I<5时，Coff＝(Imax-I)/5；当Imax-I≤0时，Coff＝0。
实施例3
一台长12米、配套氢能燃料电堆功率50kW、动力电池组的容量为26.5kWh、采用额定功率100kW/峰值功率200kW电机的一种氢能燃料电池巴士车，该车如现有车型上的技术，包括整车控制器单元、氢能燃料电池、动力电池、电机控制器、电机，整车控制器分别与氢能燃料电池、动力电池、电机控制器相连，电机控制器与电机相连，且控制方法、各单元连接方法均与现有车型技术相同，仅在电机控制器和整车控制器单元之间增加灌入按以下方法运行的程序的被称为防过充单元集成电路单元。所述的程序运行的方法如下：
(Ⅰ)当车辆进入制动或/和滑行阶段时，接收实时的电机的目标扭矩值Tq、动力电池的高压总线电流值I＝350A和动力电池当前可充电电流值Imax＝355A；
(Ⅱ)按公式1计算得到应输出给电机的扭矩值T，
T＝Tq*Coff*k……………………(2)
公式2中k为扭矩线斜率滤波系数，依据该车辆调试标定为0.88；Coff为扭矩系数，系数的取值规则为：当Imax-I≥5时，Coff＝1；当0<Imax-I<5时，Coff＝(Imax-I)/5；当Imax-I≤0时，Coff＝0。
(Ⅲ)整车控制单元将第Ⅱ步得到的应输出给电机的扭矩值T作为电机扭矩请求值发给电机控制的单元，电机控制单元控制电机执行输出扭矩。

Claims (2)

1.一种氢能燃料电池巴士车用防止向动力电池过充电的方法，其特征在于：在可进行信息和数据处理的集成电路单元内灌入数据代码组成的可按一定方法运行的程序，所述的一定方法包括以下步骤，
(Ⅰ)当车辆进入制动或/和滑行阶段时，接收实时的电机的目标扭矩值Tq、动力电池的高压总线电流值I和动力电池当前可充电电流值Imax；
(Ⅱ)按以下公式计算得到应输出给电机的扭矩值T，
T＝Tq*Coff*k……………………(2)
公式(2)中k为扭矩斜率滤波系数，k的取值范围0.88～0.95，以对扭矩进行平滑处理，获得较好的扭矩平滑效果及响应速度；Coff为扭矩系数，系数的取值规则为：当Imax-I≥5A时，Coff＝1；当0A<Imax-I<5A时，Coff＝(Imax-I)/5；当Imax-I≤0A时，Coff＝0；
(Ⅲ)整车控制单元将第Ⅱ步得到的应输出给电机的扭矩值T作为电机扭矩请求值发给电机控制的单元，电机控制单元控制电机执行输出扭矩。
2.一种氢能燃料电池巴士车用能量管理分配***，包括整车控制器单元、氢能燃料电池、动力电池、电机控制器、电机，整车控制器分别与氢能燃料电池、动力电池、电机控制器相连，电机控制器与电机相连，其特征在于：在电机控制器和整车控制器单元之间增加灌入如权利要求1所述的方法运行的程序后的集成电路单元。
CN202010187703.5A 2020-03-17 2020-03-17 氢能燃料电池车防止过充电的方法和能量管理分配*** Active CN111216567B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010187703.5A CN111216567B (zh) 2020-03-17 2020-03-17 氢能燃料电池车防止过充电的方法和能量管理分配***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010187703.5A CN111216567B (zh) 2020-03-17 2020-03-17 氢能燃料电池车防止过充电的方法和能量管理分配***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111216567A CN111216567A (zh) 2020-06-02
CN111216567B true CN111216567B (zh) 2021-10-01

Family

ID=70830021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010187703.5A Active CN111216567B (zh) 2020-03-17 2020-03-17 氢能燃料电池车防止过充电的方法和能量管理分配***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111216567B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1638987A (zh) * 2002-02-28 2005-07-13 艾热戴奈米克斯公司 向混合电动车中的能量总线提供能量的方法及其相应的装置、介质和信号
CN104827922A (zh) * 2014-12-19 2015-08-12 北汽福田汽车股份有限公司 燃料电池汽车及其控制方法和控制***
CN109334476A (zh) * 2018-09-29 2019-02-15 潍柴动力股份有限公司 一种新型燃料电池汽车控制***及控制方法
CN110182071A (zh) * 2019-05-10 2019-08-30 中国第一汽车股份有限公司 一种功率跟随型燃料电池整车能量管理控制方法
CN110614925A (zh) * 2019-09-30 2019-12-27 潍柴动力股份有限公司 燃料电池车的充电控制方法、装置、设备及可读存储介质

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1638987A (zh) * 2002-02-28 2005-07-13 艾热戴奈米克斯公司 向混合电动车中的能量总线提供能量的方法及其相应的装置、介质和信号
CN104827922A (zh) * 2014-12-19 2015-08-12 北汽福田汽车股份有限公司 燃料电池汽车及其控制方法和控制***
CN109334476A (zh) * 2018-09-29 2019-02-15 潍柴动力股份有限公司 一种新型燃料电池汽车控制***及控制方法
CN110182071A (zh) * 2019-05-10 2019-08-30 中国第一汽车股份有限公司 一种功率跟随型燃料电池整车能量管理控制方法
CN110614925A (zh) * 2019-09-30 2019-12-27 潍柴动力股份有限公司 燃料电池车的充电控制方法、装置、设备及可读存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN111216567A (zh) 2020-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110861538B (zh) 燃料电池汽车混合动力控制方法及***
CN108556672B (zh) 一种燃料电池混合动力***的控制方法及***
Wang et al. A novel multimode hybrid energy storage system and its energy management strategy for electric vehicles
CN102167036B (zh) 一种燃料电池混合动力整车控制方法
US8148952B2 (en) Control strategy for HV battery equalization charge during driving operation in fuel cell hybrid vehicles
US9421867B2 (en) Electric vehicle
CN110576750A (zh) 一种氢燃料电池汽车制动能量回收***
CN104553838B (zh) 推进***
CN111775774A (zh) 一种氢燃料电池车辆的燃料电池控制方法
CN112009310B (zh) 燃料电池公交车能量管理控制方法
CN108859775B (zh) 一种制动能量回馈控制电路及功率分配方法
CN111469715A (zh) 一种基于燃料电池汽车能量分配的控制方法
JP2012085519A (ja) 車載型電池充電器の交流電流制御
CN110370951B (zh) 电车供电控制方法、***及电车
CN103010204A (zh) 混合动力汽车及其电量平衡方法、装置
Amaya et al. The energy management strategy of FC/battery vehicles winner of the 2017 IEEE VTS motor vehicles challenge
CN113103925A (zh) 跟随式氢燃料电池客车整车能量控制方法
CN113968170A (zh) 一种机车用燃料电池混合动力***能量管理方法
US9912025B2 (en) Usage of regenerative brake power for system restart in start-stop operation of fuel cell hybrid vehicles
CN109823200A (zh) 一种基于电动式飞轮、燃料电池及锂电池的复合储能***
Kumar et al. Hybrid energy storage system interface for electric vehicles
CN116022035B (zh) 一种燃料电池重卡的动力***、能量管理方法及装置
CN111216567B (zh) 氢能燃料电池车防止过充电的方法和能量管理分配***
CN114172221A (zh) 一种多支路电池***的防过充控制***
KR100579298B1 (ko) 환경 차량의 보조 배터리 충전 제어방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 528000 No. 39 Shiwan Xingang Road, Chancheng District, Foshan City, Guangdong Province

Applicant after: Foshan Feichi Automobile Technology Co.,Ltd.

Address before: 528000 No. 39 Shiwan Xingang Road, Chancheng District, Foshan City, Guangdong Province

Applicant before: Foshan City Feichi Automobile Manufacturing Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20200602

Assignee: Guangdong Yaoda Financial Leasing Co.,Ltd.

Assignor: Foshan Feichi Automobile Technology Co.,Ltd.

Contract record no.: X2022980007638

Denomination of invention: Method for preventing overcharge of hydrogen fuel cell vehicle and energy management and distribution system

Granted publication date: 20211001

License type: Exclusive License

Record date: 20220616

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: Method for preventing overcharge of hydrogen fuel cell vehicle and energy management and distribution system

Effective date of registration: 20220617

Granted publication date: 20211001

Pledgee: Guangdong Yaoda Financial Leasing Co.,Ltd.

Pledgor: Foshan Feichi Automobile Technology Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980008077

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right