CN113442922A - 一种氢燃料电池氢能汽车的坡道辅助*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种氢燃料电池氢能汽车的坡道辅助***，包括：整车控制器、燃料电池***、动力电池***、驱动电机控制器、驱动电机、配电箱和防抱死制动***。整车控制器通过通讯信号线与燃料电池***、动力电池***、驱动电机控制器和防抱死制动***相连接；燃料电池***、动力电池***和驱动电机控制器通过高压线与配电箱相连接，驱动电机控制器通过高压线连接驱动电机，整车控制器内置有倾角传感器，该倾角传感器用于采集坡度大小信息，整车控制器还与油门踏板和制动踏板通过采集信号线相连。本发明的有益效果是：解决了氢燃料电池汽车在坡上起步后溜的问题，且在不增加整车硬件成本的基础上，只通过VCU软件升级就可实现，应用成本低。

Description

一种氢燃料电池氢能汽车的坡道辅助***
技术领域
本发明涉及氢能汽车领域，尤其涉及一种氢燃料电池氢能汽车的坡道辅助***。
背景技术
实际生活中，坡道起步时后溜带来了巨大的安全隐患，随着氢能燃料电池氢能汽车的大规模商用，能杜绝坡道起步后溜的坡起辅助方法也被迫切需要应用到该氢燃料电池氢能汽车上。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种氢燃料电池氢能汽车的坡道辅助***，该坡道辅助***简单可靠，实用性强，不必增加整车硬件成本通过升级VCU软件功能就能实现。该坡道辅助***主要包括：整车控制器、燃料电池***、动力电池***、驱动电机控制器、驱动电机、配电箱和防抱死制动***，整车控制器通过通讯信号线与燃料电池***、动力电池***、驱动电机控制器和防抱死制动***相连接，燃料电池***、动力电池***和驱动电机控制器通过高压线与配电箱相连接，驱动电机控制器还通过高压线与驱动电机相连接，整车控制器内置有倾角传感器，该倾角传感器用于实时采集坡度值信息；
将维持车辆驻坡所需的扭矩F分为两部分，一部分根据当前坡度值和车辆载荷情况标定对应的驱动电机的扭矩F1，另一部分根据驱动电机转速实时PI调节的扭矩F2，F1+F2＝F，F即为最终能维持车辆在坡道上驻坡的目标扭矩；
该目标扭矩由整车控制器将传输至驱动电机控制器，驱动电机控制器控制电机执行该目标扭矩，实现坡道辅助功能，用于防止坡道起步后溜。
进一步地，所述动力电池***包括有电池管理***。
进一步地，所述燃料电池***包括有燃料电池管理***。
进一步地，所述防抱死制动***用于采集每个车轮的轮速信号。
进一步地，所述整车控制器还通过采集信号线与油门踏板及制动踏板相连接，用于控制整车的前进与停止。
进一步地，所述整车控制器还将车辆需求的放电功率根据动力电池***的剩余电量和氢气剩余量综合计算后发送至燃料电池***和动力电池***，燃料电池***和动力电池***提供车辆所需用电。
进一步地，所述综合计算的公式为：P＝A*P1+B*P2，其中，P表示车辆需求的放电功率，P1表示动力电池***的最大放电功率，P2表示燃料电池***的最大放电功率，A和B是由根据动力电池***剩余电量和氢气剩余量共同动态调节后所得的系数。
进一步地，所述整车控制器传输所述目标扭矩是通过CAN报文的方式实现的。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：解决了氢燃料电池汽车在坡上起步后溜的问题，且在不增加整车硬件成本的基础上，只通过VCU软件升级就可实现，应用成本低。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例中一种氢燃料电池氢能汽车的坡道辅助***的结构图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
本发明的实施例提供了一种氢燃料电池氢能汽车的坡道辅助***。
请参考图1，图1是本发明实施例中一种氢燃料电池氢能汽车的坡道辅助***的结构图，具体包括：
整车控制器(VCU)通过通讯信号线与燃料电池***、动力电池***、驱动电机控制器(MCU)和防抱死制动***(ABS)相连接，所述防抱死制动***可以用于采集每个车轮的轮速信号，整车控制器内置有倾角传感器，该倾角传感器用于采集坡度大小信息，整车控制器还与油门踏板及制动踏板通过采集信号线相连。燃料电池***、动力电池***和驱动电机控制器(MCU)通过高压线与高压配电箱相连接，驱动电机控制器(MCU)还通过高压线连接驱动电机(M)，动力电池***包括有电池管理***(BMS)，燃料电池***包括有燃料电池管理***。所述整车控制器还通过采集信号线与油门踏板及制动踏板相连接，用于控制整车的前进与停止。
维持车辆驻坡所需的扭矩F分为两部分，一部分根据坡度大小和车辆载荷情况标定对应的电机扭矩F1，另一部分根据电机转速实时PI调节扭矩F2，两部分扭矩叠加就是最终能维持车辆在坡道上驻坡的目标扭矩，即F＝F1+F2。由于驻坡过程中驱动电机处于堵转状态，为防止驱动电机堵转烧坏，应根据该驱动电机的性能设定维持驻坡的目标扭矩最大输出时间T。电机转速可以由采集的轮速信号进行速比换算得到，也可以由驱动电机控制器直接得到，优先使用驱动电机控制器的电机转速传感器直接采集得到的电机转速，当驱动电机控制器的电机转速传感器出现故障时，再采用通过采集的轮速信号进行速比换算所得到的电机转速。
该目标扭矩由整车控制器(VCU)根据当前坡度值、载荷大小和电机转速综合计算后发给驱动电机控制器(MCU)执行，同时将车辆需求的放电功率根据动力电池剩余电量和氢气剩余量综合计算后发给燃料电池***和动力电池***。所述综合计算的公式为：P＝A*P1+B*P2，其中，P表示车辆需求的放电功率，P1表示动力电池***的最大放电功率，P2表示燃料电池***的最大放电功率，A和B是由根据动力电池***剩余电量和氢气剩余量共同动态调节后所得的系数。
目标扭矩根据刹车踏板深度的逐渐减少而加大，在制动踏板完全松开时，则通过PI调节F2大小使车辆在原地驻坡。在坡起目标扭矩F输出过程中，整车控制器响应油门踏板输出扭矩。所述整车控制器传输所述目标扭矩是通过CAN报文的方式实现的。
氢气剩余量与电池剩余电量类似，用来预估车辆的续航里程，在剩余量过低时，提醒驾驶员及时补充氢气。
本发明的有益效果是：解决了氢燃料电池汽车在坡上起步后溜的问题，且在不增加整车硬件成本的基础上，只通过VCU软件升级就可实现，应用成本低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种氢燃料电池氢能汽车的坡道辅助***，其特征在于：该坡道辅助***包括：整车控制器、燃料电池***、动力电池***、驱动电机控制器、驱动电机、配电箱和防抱死制动***，整车控制器通过通讯信号线与燃料电池***、动力电池***、驱动电机控制器和防抱死制动***相连接，燃料电池***、动力电池***和驱动电机控制器通过高压线与配电箱相连接，驱动电机控制器还通过高压线与驱动电机相连接，整车控制器内置有倾角传感器，该倾角传感器用于实时采集坡度值信息；
将维持车辆驻坡所需的扭矩F分为两部分，一部分根据当前坡度值和车辆载荷大小标定对应的驱动电机的扭矩F1，另一部分根据驱动电机转速实时PI调节的扭矩F2，F1+F2＝F，F即为最终能维持车辆在坡道上驻坡的目标扭矩；
该目标扭矩由整车控制器传输至驱动电机控制器，驱动电机控制器控制电机执行该目标扭矩，实现坡道辅助功能，用于防止坡道起步后溜。
2.如权利要求1所述的一种氢燃料电池氢能汽车的坡道辅助***，其特征在于：所述动力电池***包括有电池管理***。
3.如权利要求1所述的一种氢燃料电池氢能汽车的坡道辅助***，其特征在于：所述燃料电池***包括有燃料电池管理***。
4.如权利要求1所述的一种氢燃料电池氢能汽车的坡道辅助***，其特征在于：所述防抱死制动***用于采集每个车轮的轮速信号。
5.如权利要求1所述的一种氢燃料电池氢能汽车的坡道辅助***，其特征在于：所述整车控制器还通过采集信号线与油门踏板及制动踏板相连接，用于控制整车的前进与停止。
6.如权利要求1所述的一种氢燃料电池氢能汽车的坡道辅助***，其特征在于：所述整车控制器还将车辆需求的放电功率根据动力电池***的剩余电量和氢气剩余量综合计算后发送至燃料电池***和动力电池***，燃料电池***和动力电池***提供车辆所需用电。
7.如权利要求6所述的一种氢燃料电池氢能汽车的坡道辅助***，其特征在于：所述综合计算的公式为：P＝A*P1+B*P2，其中，P表示车辆需求的放电功率，P1表示动力电池***的最大放电功率，P2表示燃料电池***的最大放电功率，A是根据动力电池***剩余电量动态调节后所得的系数，B是根据氢气剩余量动态调节后所得的系数。
8.如权利要求1所述的一种氢燃料电池氢能汽车的坡道辅助***，其特征在于：所述整车控制器传输所述目标扭矩是通过CAN报文的方式实现的。
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