CN114889499A - 一种燃料电池-锂电池混合动力***控制方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种燃料电池‑锂电池混合动力***控制方法和装置，包括：获取车载锂电池的当前荷电状态；从多个预设荷电范围中确定当前荷电状态所属的目标荷电范围；基于预设对应关系确定目标荷电范围对应的目标燃电功率策略；基于目标燃电功率策略控制车载燃料电池的燃电功率输出；其中，预设燃电功率策略包括预设功率输出模式，以及预设输出功率和预设变载斜率中的至少其一；预设输出功率和预设变载斜率是在虚拟车辆运行环境中,基于荷电预设条件对初始输出功率和初始变载斜率进行优化得到的。本申请可以获得满足荷电预设条件的荷电波动，在保护燃料电池寿命的同时，可以提升燃料电池汽车的整车动力性和经济性。
Description
技术领域
本申请涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池-锂电池混合动力***控制方法和装置。
背景技术
燃料电池汽车是电动汽车的一个重要分支，具有节能、零排放、无污染和效率高等优点，被认为是新能源汽车的一种理想方案。由于燃料电池发动机存在输出特性较软、启动时反应迟滞以及瞬态响应性差等缺点，因此当下在以燃料电池为主要动力源的汽车动力***中，往往都会配备辅助性的动力电池，形成了现在常见的“燃电-锂电”混合动力***。
对于当前的“燃电-锂电”混合燃料电池汽车，整车VCU大多采用“阶梯式”能量管理策略，仅有少部分乘用车采用功率跟随式能量管理策略。对于“阶梯式”能量管理策略，燃料电池发动机仅以几个固定的功率点输出，其功率输出大小与锂电池SOC范围一一对应，该能量管理策略不利于整车动力性，且对于有较长怠速需求的燃料电池商用车来说，锂电池SOC容易被抬升的过高，最终导致燃料电池在运行过程中多次启停，不利于保护燃料电池的寿命。
发明内容
本申请提供了一种燃料电池-锂电池混合动力***控制方法和装置，可以获得满足荷电预设条件的荷电波动，在保护燃料电池寿命的同时，可以提升燃料电池汽车的整车动力性和经济性。
一方面，本申请提供一种燃料电池-锂电池混合动力***控制方法，所述方法包括：
获取车载锂电池的当前荷电状态；
从多个预设荷电范围中确定所述当前荷电状态所属的目标荷电范围；
基于预设对应关系确定所述目标荷电范围对应的目标燃电功率策略，所述预设对应关系表征所述多个预设荷电范围与多个预设燃电功率策略间的关联关系；
基于所述目标燃电功率策略控制车载燃料电池的燃电功率输出；
其中，所述预设燃电功率策略包括预设功率输出模式，以及预设输出功率和预设变载斜率中的至少其一；所述预设输出功率和所述预设变载斜率是在虚拟车辆运行环境中,基于荷电预设条件对初始输出功率和初始变载斜率进行优化得到的。
另一方面，本申请提供一种燃料电池-锂电池混合动力***控制装置，所述燃料电池-锂电池混合动力***控制装置包括：
第一获取模块：用于获取车载锂电池的当前荷电状态；
第一确定模块：用于从多个预设荷电范围中确定所述当前荷电状态所属的目标荷电范围；
第二确定模块：基于预设对应关系确定所述目标荷电范围对应的目标燃电功率策略，所述预设对应关系表征所述多个预设荷电范围与多个预设燃电功率策略间的关联关系；其中，所述预设燃电功率策略包括预设功率输出模式，以及预设输出功率和预设变载斜率中的至少其一；所述预设输出功率和所述预设变载斜率是在虚拟车辆运行环境中,基于荷电预设条件对初始输出功率和初始变载斜率进行优化得到的；
第一控制模块：用于基于所述目标燃电功率策略控制车载燃料电池的燃电功率输出。
另一方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序，所述至少一条指令或所述至少一段程序由处理器加载并执行如上所述的燃料电池-锂电池混合动力***控制方法。
另一方面，本申请提供一种实现上述燃料电池-锂电池混合动力***控制方法的电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令或至少一段程序，所述至少一条指令或所述至少一段程序由所述处理器加载并执行以实现如上述的燃料电池-锂电池混合动力***控制方法。
本申请提供的一种燃料电池-锂电池混合动力***控制方法和装置，具有如下有益效果：
本申请在虚拟车辆运行环境中，基于荷电预设条件对初始燃电功率策略进行优化得到预设燃电功率策略；在实际车辆运行过程中，基于目标荷电范围对应的目标燃电功率策略，控制车载燃料电池的燃电功率输出，可以获得满足荷电预设条件的荷电波动，在保护燃料电池寿命的同时，可以提升燃料电池汽车的整车动力性和经济性。
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和优点，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的介绍，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它附图。
图1为本申请实施例提供的一种燃料电池-锂电池混合动力***控制方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种在获取车载锂电池的当前荷电状态之前的方法流程示意图；
图3为本申请实施例提供的一种得到仿真运行过程中的模拟荷电状态信息的方法流程示意图；
图4为本申请实施例提供的一种仿真运行过程中的模拟荷电状态信息图；
图5为本申请实施例提供的一种若荷电比较结果不满足荷电预设条件的方法流程示意图；
图6为本申请实施例提供的一种基于荷电比较结果对初始输出功率和初始变载斜率进行优化的方法流程示意图；
图7为本申请实施例提供的一种获取初始输出功率和初始变载斜率的方法流程示意图；
图8为本申请实施例提供的一种获取整车需求功率谱的方法流程示意图；
图9为本申请实施例提供的一种目标车辆的实际路谱图；
图10为本申请实施例提供的一种目标车辆的整车需求功率谱图；
图11为本申请实施例提供的一种确定预设燃电功率策略的方法流程示意图；
图12为本申请实施例提供的一种燃料电池-锂电池混合动力***控制装置的结构示意图；
图13为本申请实施例提供的一种用于实现燃料电池-锂电池混合动力***控制方法的电子设备的硬件结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地的理解本申请的方案，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做出创造性劳动的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。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
以下结合图1介绍本申请实施例提供的一种燃料电池-锂电池混合动力***控制方法，可以应用于燃料电池-锂电池混合燃料电池汽车，尤其适用于行驶路线相对固定的燃料电池商用车，如氢燃料公交车和环卫车等。
图1为本申请实施例提供的一种燃料电池-锂电池混合动力***控制方法的流程示意图，请参考图1，本申请实施例提供的一种燃料电池-锂电池混合动力***控制方法包括：
S101.获取车载锂电池的当前荷电状态；
本申请实施例中，首先获取目标车辆锂电池的当前荷电状态；其中，当前荷电状态表征目标车辆在行驶过程中某一瞬间的锂电池的荷电状态，荷电状态表征锂电池剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，通常用百分数表示。
S103.从多个预设荷电范围中确定当前荷电状态所属的目标荷电范围；
本申请实施例中，目标车辆的车辆锂电池设置有多个预设荷电范围，根据车辆锂电池的当前荷电状态，可以确定当前荷电状态对应的预设荷电范围，即目标荷电范围。
S105.基于预设对应关系确定目标荷电范围对应的目标燃电功率策略，预设对应关系表征多个预设荷电范围与多个预设燃电功率策略间的关联关系；其中，预设燃电功率策略包括预设功率输出模式，以及预设输出功率和预设变载斜率中的至少其一；预设输出功率和预设变载斜率是在虚拟车辆运行环境中,基于荷电预设条件对初始输出功率和初始变载斜率进行优化得到的；
本申请实施例中，基于预设对应关系确定目标荷电范围对应的目标燃电功率策略，其中，预设对应关系表征多个预设荷电范围与多个预设燃电功率策略间的对应关系；根据预设对应关系，可以确定目标荷电范围对应的目标燃电功率策略。
本申请实施例中，预设燃电功率策略包括预设功率输出模式、预设输出功率和预设变载斜率，或预设燃电功率策略包括预设功率输出模式和预设输出功率。
具体地，预设功率输出模式表征车载燃料电池的燃电功率输出的模式，预设输出功率表征车载燃料电池的燃电功率输出的大小，预设变载斜率表征车载燃料电池的燃电功率动态输出时的变化斜率。
具体地，在虚拟车辆运行环境中，基于荷电预设条件，对初始输出功率和初始变载斜率进行优化调整，将满足荷电预设条件的优化更新后的初始输出功率和初始变载斜率作为预设输出功率和预设变载斜率。
本申请实施例中，多个预设荷电范围包括荷电值依次递增的第一荷电范围、第二荷电范围和第三荷电范围，具体的，第一荷电范围可以为[0,40％)，第二荷电范围可以为[40％,80％]，第三荷电范围可以为(80％,100％]。
本申请实施例中，预设功率输出模式包括定载输出模式和变载输出模式；其中，定载输出模式表征车载燃料电池的燃电输出功率为固定大小的功率值，变载输出模式表征车载燃料电池的燃电输出功率随整车的需求功率动态变化。
本申请实施例中，预设输出功率包括第一功率阈值、第二功率阈值和第三功率阈值，其中，第二功率阈值指示车载燃料电池变载输出模式下的功率上限。
本申请实施例中，基于预设对应关系确定目标荷电范围对应的目标燃电功率策略包括：
若目标荷电范围为第一荷电范围，确定目标燃电功率策略的预设功率输出模式为定载输出模式，且对应的预设输出功率为第一功率阈值；
若目标荷电范围为第二荷电范围，确定目标燃电功率策略的预设功率输出模式为变载输出模式，且对应的预设输出功率小于或等于第二功率阈值，变载输出模式的变载斜率为预设变载斜率；
若目标荷电范围为第三荷电范围，确定目标燃电功率策略的预设功率输出模式为定载输出模式，且对应的预设输出功率为第三功率阈值。
在另一个实施例中，多个预设荷电范围包括荷电值依次递增的第一荷电范围、第二荷电范围、第三荷电范围和第四荷电范围，具体的，第一荷电范围可以为[0,40％)，第二荷电范围可以为[40％,80％]，第三荷电范围可以为(80％,90]，第四荷电范围可以为(90,100％]。
相应地，基于预设对应关系确定目标荷电范围对应的目标燃电功率策略包括：
若目标荷电范围为第一荷电范围，确定目标燃电功率策略的预设功率输出模式为定载输出模式，且对应的预设输出功率为第一功率阈值；
若目标荷电范围为第二荷电范围，确定目标燃电功率策略的预设功率输出模式为变载输出模式，且对应的预设输出功率小于或等于第二功率阈值，变载输出模式的变载斜率为预设变载斜率；
若目标荷电范围为第三荷电范围，确定目标燃电功率策略的预设功率输出模式为定载输出模式，且对应的预设输出功率为第三功率阈值；
若目标荷电范围为第四荷电范围，确定目标燃电功率策略的预设功率输出模式为定载输出模式，且对应的预设输出功率为0。
S107.基于目标燃电功率策略控制车载燃料电池的燃电功率输出。
本申请实施例中，基于目标燃电功率策略的预设功率输出模式、预设输出功率和预设变载斜率控制车载燃料电池的燃电功率输出，或者，基于目标燃电功率策略的预设功率输出模式、预设输出功率控制车载燃料电池的燃电功率输出。
进一步地，若目标燃电功率策略的预设功率输出模式为定载输出模式，控制车载燃料电池的输出功率为目标燃电功率策略对应的预设输出功率。
具体地，若目标荷电范围为第一荷电范围，确定目标燃电功率策略的预设功率输出模式为定载输出模式，控制车载燃料电池的输出功率为第一功率阈值；
若目标荷电范围为第三荷电范围，确定目标燃电功率策略的预设功率输出模式为定载输出模式，控制车载燃料电池的输出功率为第三功率阈值。
在另一个实施例中，具体地，若目标荷电范围为第一荷电范围，确定目标燃电功率策略的预设功率输出模式为定载输出模式，控制车载燃料电池的输出功率为第一功率阈值；
若目标荷电范围为第三荷电范围，确定目标燃电功率策略的预设功率输出模式为定载输出模式，控制车载燃料电池的输出功率为第三功率阈值；
若目标荷电范围为第四荷电范围，确定目标燃电功率策略的预设功率输出模式为定载输出模式，控制车载燃料电池的输出功率为0。
同时，若目标燃电功率策略的预设功率输出模式为变载输出模式，获取目标车辆的整车需求功率；
具体地，在整车需求功率小于或等于第二功率阈值的情况下，控制车载燃料电池的输出功率随整车需求功率动态变化，且输出功率动态变化过程中的变载斜率为预设变载斜率；
具体地，在整车需求功率大于第二功率阈值的情况下，控制车载燃料电池的输出功率为第二功率阈值。
本申请实施例中，请参见图2，在获取车载锂电池的当前荷电状态之前，燃料电池-锂电池混合动力***控制方法还包括：
S201.获取多个预设荷电范围和多个初始燃电功率策略间的初始对应关系，初始燃电功率策略包括对应的初始功率输出模式、初始输出功率和初始变载斜率；
本申请实施例中，与预设对应关系相对应的初始对应关系，表征多个预设荷电范围与多个初始燃电功率策略间的对应关系。
本申请实施例中，与预设燃电功率策略相对应的初始燃电功率策略包括对应的初始功率输出模式、初始输出功率和初始变载斜率，或初始燃电功率策略包括对应的初始功率输出模式和初始输出功率。
具体地，初始功率输出模式包括定载输出模式和变载输出模式。
具体地，在虚拟车辆运行环境中,基于荷电预设条件对初始燃电功率策略进行优化得到预设燃电功率策略。
S203.在虚拟车辆运行环境中，控制目标车辆基于初始对应关系进行仿真运行，得到仿真运行过程中的模拟荷电状态信息；
本申请实施例中，请参见图3，在虚拟车辆运行环境中，对目标车辆进行仿真运行,得到仿真运行过程中的模拟荷电状态信息,包括：
S301.获取车载锂电池的虚拟当前荷电状态；
S303.从多个预设荷电范围中确定虚拟当前荷电状态所属的虚拟目标荷电范围；
S305.基于初始对应关系确定虚拟目标荷电范围对应的目标初始燃电功率策略，初始对应关系表征多个预设荷电范围与多个初始燃电功率策略间的对应关系；
S307.基于目标初始燃电功率策略控制车载燃料电池的虚拟燃电功率输出，至仿真运行结束；
S309.得到仿真运行过程中的模拟荷电状态信息。
请参见图4，图4为本申请实施例提供的一种仿真运行过程中的模拟荷电状态信息图。
至此，得到目标车辆在整个仿真运行过程中的模拟荷电状态信息，模拟荷电状态信息表征目标车辆锂电池的虚拟荷电状态与仿真运行时间之间的对应关系。
S205.对模拟荷电状态信息与参考荷电状态信息进行比较处理，得到荷电比较结果；
本申请实施例中，荷电比较结果包括第一荷电比较结果和第二荷电比较结果。
本申请实施例中，模拟荷电状态信息包括目标车辆锂电池在仿真运行过程中的最大荷电值、最小荷电值和仿真运行结束时刻对应的终止荷电值；参考荷电状态信息包括目标车辆锂电池在仿真运行过程中的参考最大荷电波动范围和仿真运行结束时刻对应的参考终止荷电范围。
具体地，参考最大荷电波动范围可以为10％，参考终止荷电范围可以为[40％,80％]。
本申请实施例中，对模拟荷电状态信息与参考荷电状态信息进行比较处理，得到荷电比较结果，包括：
基于最大荷电值和最小荷电值进行差计算，得到荷电最大差值；将荷电最大差值和参考最大荷电波动范围进行比较处理，得到第一荷电比较结果；
将终止荷电值和参考终止荷电范围进行比较处理，得到第二荷电比较结果。
S207.若荷电比较结果满足荷电预设条件，将初始燃电功率策略作为预设燃电功率策略。
本申请实施例中，荷电预设条件包括第一荷电预设条件和第二荷电预设条件，其中：
若第一荷电比较结果为荷电最大差值小于或等于参考最大荷电波动范围，第一荷电比较结果满足第一荷电预设条件；
若第二荷电比较结果为终止荷电值在参考终止荷电范围内，第二荷电比较结果满足第二荷电预设条件。
本申请实施例中，对荷电比较结果进行判断，若第一荷电比较结果满足第一荷电预设条件，且第二荷电比较结果满足第二荷电预设条件，将初始燃电功率策略作为预设燃电功率策略，具体地，将初始输出功率作为预设输出功率，将初始变载斜率作为预设变载斜率。
本申请实施例中，请参见图5，若荷电比较结果不满足荷电预设条件，基于荷电比较结果对初始输出功率和初始变载斜率进行优化，至得到的更新的初始燃电功率策略对应的荷电比较结果满足荷电预设条件，包括：
S501.若荷电比较结果不满足荷电预设条件，基于荷电比较结果对初始输出功率和初始变载斜率进行优化，至得到的更新的初始燃电功率策略对应的荷电比较结果满足荷电预设条件；
本申请实施例中，请参见图6，若荷电比较结果不满足荷电预设条件，基于荷电比较结果对初始输出功率和初始变载斜率进行优化，至得到的更新的初始燃电功率策略对应的荷电比较结果满足荷电预设条件，包括：
S601.若荷电比较结果不满足荷电预设条件，基于第一变化率对初始变载斜率进行增幅更新和/或基于第二变化率对初始输出功率进行调幅更新，得到更新的初始燃电功率策略；
本申请实施例中，若第一荷电比较结果为荷电最大差值大于参考最大荷电波动范围，不满足第一荷电预设条件，基于第一变化率对初始变载斜率进行增幅更新，具体地，第一变化率可以为10％。
本申请实施例中，参考终止荷电范围的上限为参考荷电上限，参考终止荷电范围的下限为参考荷电下限。
本申请实施例中，与预设输出功率相对应的初始输出功率包括第一初始功率阈值、第二初始功率阈值和第三初始功率阈值，第一初始功率阈值、第二初始功率阈值和第三初始功率阈值分别与第一功率阈值、第二功率阈值和第三功率阈值相对应。
若第二荷电比较结果为终止荷电值不在参考终止荷电范围内，不满足第二荷电预设条件，且终止荷电值小于参考荷电下限，基于第二变化率对第一初始功率阈值进行增幅更新，具体地，第一变化率可以为10％。
若第二荷电比较结果为终止荷电值不在参考终止荷电范围内，不满足第二荷电预设条件，且终止荷电值大于参考荷电上限，基于第二变化率对第三初始功率阈值进行减幅更新，具体地，第一变化率可以为10％。
在另一个实施例中，更具体地，若第二荷电比较结果为终止荷电值不在参考终止荷电范围内，不满足第二荷电预设条件，且终止荷电值大于90％，将第三初始功率阈值更新为0。
至此，得到更新的初始燃电功率策略。
S603.基于更新的初始燃电功率策略重复执行仿真运行和比较处理步骤，至得到的荷电比较结果满足荷电预设条件。
S503.将满足荷电预设条件的更新的初始燃电功率策略确定为预设燃电功率策略。
本申请实施例中，将满足荷电预设条件的更新的第一初始功率阈值、更新的第三初始功率阈值和更新的初始变载斜率分别对应的确定为第一功率阈值、第三功率阈值和预设变载斜率。
本申请实施例中，请参见图7，初始输出功率和初始变载斜率包括采用下述方式获取：
S701.获取目标车辆的车辆属性参数和整车需求功率谱，车辆属性参数包括车载燃料电池的额定功率和怠速功率，整车需求功率谱表征目标车辆在实际运行工况下的整车需求功率与运行时间之间的对应关系；
本申请实施例中，车辆属性参数还包括整车空载质量、整车满载质量、空调功率、变速箱速比和驱动方式等参数。
本申请实施例中，请参见图8，整车需求功率谱包括采用下述方式获取：
S801.获取目标车辆的实际路谱，实际路谱表征目标车辆在实际运行工况下的车速与运行时间之间的对应关系；
本申请实施例中，在实际运行工况下，采集目标车辆的车速与运行时间之间的对应关系，得到目标车辆的实际路谱，请参见图9。
S803.基于实际路谱和车辆属性参数对目标车辆的需求功率进行计算，生成整车需求功率谱。
本申请实施例中，根据目标车辆的实际路谱和目标车辆的车辆属性参数计算目标车辆的整车需求功率，得到整车需求功率谱，请参见图10。
S703.基于额定功率和怠速功率确定第一初始功率阈值和第三初始功率阈值，第一初始功率阈值小于或等于额定功率，第三初始功率阈值小于或等于怠速功率；
本申请实施例中，基于第一计算率对额定功率进行积计算，得到第一初始功率阈值，具体地，第一计算率可以为70％，第一初始功率阈值小于或等于额定功率；基于第二计算率对怠速功率进行积计算，得到第三初始功率阈值，具体地，第二计算率可以为90％，第三初始功率阈值小于或等于怠速功率。
S705.将整车需求功率谱中预设时间占比对应的整车需求功率确定为第二初始功率阈值；
本申请实施例中，将整车需求功率谱中预设时间占比对应的整车需求功率确定为第二初始功率阈值，具体地，预设时间占比可以为80％，即第二初始功率阈值可以覆盖80％的目标车辆的运行工况。
S707.基于预设斜率算法对第二初始功率阈值进行斜率计算，得到初始变载斜率。
本申请实施例中，初始变载斜率包括初始加载斜率和初始减载斜率，预设斜率算法包括第一预设斜率计算率和第二预设斜率计算率。
本申请实施例中，基于第一预设斜率计算率对第二初始功率阈值进行积计算，得到初始加载斜率，具体地，第一预设斜率计算率可以为10％；基于第二预设斜率计算率对第二初始功率阈值进行积计算，得到初始减载斜率，具体地，第二预设斜率计算率可以为20％。
以下结合具体应用场景介绍本申请的燃料电池-锂电池混合动力***控制方法，图11为本申请实施例提供的一种确定预设燃电功率策略的方法流程示意图，包括：
S1.获取目标车辆的车辆属性参数和整车需求功率谱，车辆属性参数包括车载燃料电池的额定功率和怠速功率。
S2.基于额定功率和怠速功率确定第一初始功率阈值和第三初始功率阈值，第一初始功率阈值小于或等于额定功率，第三初始功率阈值小于或等于怠速功率。
S3.将整车需求功率谱中预设时间占比对应的整车需求功率确定为第二初始功率阈值。
S4.基于预设斜率算法对第二初始功率阈值进行斜率计算，得到初始变载斜率。
具体地，基于第一初始功率阈值、第二初始功率阈值和第三初始功率阈值和初始变载斜率生成初始燃电功率策略。
S5.在虚拟车辆运行环境中，控制目标车辆基于初始对应关系进行仿真运行，得到仿真运行过程中的模拟荷电状态信息；初始对应关系表征多个预设荷电范围与多个初始燃电功率策略间的对应关系。
具体地，模拟荷电状态信息包括目标车辆锂电池在仿真运行过程中的最大荷电值、最小荷电值和仿真运行结束时刻对应的终止荷电值，基于最大荷电值和最小荷电值进行差计算，得到荷电最大差值。
S6.对模拟荷电状态信息与参考荷电状态信息进行比较处理，得到荷电比较结果。
具体地，参考荷电状态信息包括目标车辆锂电池在仿真运行过程中的参考最大荷电波动范围和仿真运行结束时刻对应的参考终止荷电范围。
S7.判断荷电比较结果是否满足荷电最大差值小于参考最大荷电波动范围且终止荷电值在参考终止荷电范围内，若判断结果为是，执行步骤S13，若判断结果为否，执行步骤S8。
S8.判断终止荷电值是否不在参考终止荷电范围，若判断结果为是，执行步骤S9，若判断结果为否，执行步骤S10。
S9.判断终止荷电值是否大于参考终止荷电范围，若判断结果为是，执行步骤S12，若判断结果为否，执行步骤S11。
S10.基于第一变化率对初始变载斜率进行增幅更新。
S11.基于第二变化率对第一初始功率阈值进行增幅更新。
S12.基于第二变化率对第三初始功率阈值进行减幅更新。
至此，得到更新的初始燃电功率策略，基于更新的初始燃电功率策略重复执行步骤S5-S12，至得到的荷电比较结果满足荷电最大差值小于参考最大荷电波动范围且终止荷电值在参考终止荷电范围内。
S113.基于初始燃电功率策略生成预设燃电功率策略。
由上述本申请实施例提供的燃料电池-锂电池混合动力***控制方法可见，本申请实施例获取车载锂电池的当前荷电状态；从多个预设荷电范围中确定当前荷电状态所属的目标荷电范围；基于预设对应关系确定目标荷电范围对应的目标燃电功率策略，预设对应关系表征多个预设荷电范围与多个预设燃电功率策略间的关联关系；其中，预设燃电功率策略包括预设功率输出模式，以及预设输出功率和预设变载斜率中的至少其一；预设输出功率和预设变载斜率是在虚拟车辆运行环境中,基于荷电预设条件对初始输出功率和初始变载斜率进行优化得到的；基于目标燃电功率策略控制车载燃料电池的燃电功率输出；本申请实施例提供的燃料电池-锂电池混合动力***控制方法，在虚拟车辆运行环境中，基于荷电预设条件对初始燃电功率策略进行优化得到预设燃电功率策略；在实际车辆运行过程中，基于目标荷电范围对应的目标燃电功率策略，控制车载燃料电池的燃电功率输出，可以获得满足荷电预设条件的荷电波动，在保护燃料电池寿命的同时，可以提升燃料电池汽车的整车动力性和经济性。
本申请实施例还提供了一种燃料电池-锂电池混合动力***控制装置，请参考图12，本申请实施例提供的一种燃料电池-锂电池混合动力***控制装置包括：
第一获取模块1210：用于获取车载锂电池的当前荷电状态；
第一确定模块1220：用于从多个预设荷电范围中确定当前荷电状态所属的目标荷电范围；
第二确定模块1230：基于预设对应关系确定目标荷电范围对应的目标燃电功率策略，预设对应关系表征多个预设荷电范围与多个预设燃电功率策略间的关联关系；其中，预设燃电功率策略包括预设功率输出模式，以及预设输出功率和预设变载斜率中的至少其一；预设输出功率和预设变载斜率是在虚拟车辆运行环境中,基于荷电预设条件对初始输出功率和初始变载斜率进行优化得到的；
第一控制模块1240：用于基于目标燃电功率策略控制车载燃料电池的燃电功率输出。
本申请实施例中，还包括：
第二获取模块：用于获取多个预设荷电范围和多个初始燃电功率策略间的初始对应关系，初始燃电功率策略包括对应的初始功率输出模式、初始输出功率和初始变载斜率；
第三确定模块：用于在虚拟车辆运行环境中，控制目标车辆基于初始对应关系进行仿真运行，得到仿真运行过程中的模拟荷电状态信息；
第一处理模块：用于对模拟荷电状态信息与参考荷电状态信息进行比较处理，得到荷电比较结果；
第四确定模块：用于若荷电比较结果满足荷电预设条件，将初始燃电功率策略作为预设燃电功率策略。
本申请实施例中，还包括：
第一优化模块：用于若荷电比较结果不满足荷电预设条件，基于荷电比较结果对初始输出功率和初始变载斜率进行优化，至得到的更新的初始燃电功率策略对应的荷电比较结果满足荷电预设条件；
第五确定模块：用于将满足荷电预设条件的更新的初始燃电功率策略确定为预设燃电功率策略。
本申请实施例中，第三确定模块包括：
第一获取单元：用于获取车载锂电池的虚拟当前荷电状态；
第一确定单元：用于从多个预设荷电范围中确定虚拟当前荷电状态所属的虚拟目标荷电范围；
第二确定单元：用于基于初始对应关系确定虚拟目标荷电范围对应的目标初始燃电功率策略，初始对应关系表征多个预设荷电范围与多个初始燃电功率策略间的对应关系；
第一控制单元：用于基于目标初始燃电功率策略控制车载燃料电池的虚拟燃电功率输出，至仿真运行结束；
第三确定单元：用于得到仿真运行过程中的模拟荷电状态信息。
本申请实施例中，第一优化模块包括：
第一优化单元：用于若荷电比较结果不满足荷电预设条件，基于第一变化率对初始变载斜率进行增幅更新和/或基于第二变化率对初始输出功率进行调幅更新，得到更新的初始燃电功率策略；
第四确定单元：基于更新的初始燃电功率策略重复执行仿真运行和比较处理步骤，至得到的荷电比较结果满足荷电预设条件。
本申请实施例中，还包括：
第三获取模块：用于获取目标车辆的车辆属性参数和整车需求功率谱，车辆属性参数包括车载燃料电池的额定功率和怠速功率，整车需求功率谱表征目标车辆在实际运行工况下的整车需求功率与运行时间之间的对应关系；
第六确定模块：用于基于额定功率和怠速功率确定第一初始功率阈值和第三初始功率阈值，第一初始功率阈值小于或等于额定功率，第三初始功率阈值小于或等于怠速功率；
第七确定模块：用于将整车需求功率谱中预设时间占比对应的整车需求功率确定为第二初始功率阈值；
第八确定模块：用于基于预设斜率算法对第二初始功率阈值进行斜率计算，得到初始变载斜率。
本申请实施例中，第三获取模块还包括：
第二获取单元：用于获取目标车辆的实际路谱，实际路谱表征目标车辆在实际运行工况下的车速与运行时间之间的对应关系；
第五确定单元：用于基于实际路谱和车辆属性参数对目标车辆的需求功率进行计算，生成整车需求功率谱。
如上所述的装置实施例中的装置与方法实施例基于同样的申请构思。
请参考图13，本申请实施例提供了一种用于实现上述燃料电池-锂电池混合动力***控制方法的电子设备，该电子设备包括处理器和存储器，该存储器中存储有至少一条指令或至少一段程序，该至少一条指令或该至少一段程序由该处理器加载并执行以实现如上述方法实施例所提供的燃料电池-锂电池混合动力***控制方法。
存储器可用于存储软件程序以及模块，处理器通过运行存储在存储器的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据所述设备的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。相应地，存储器还可以包括存储器控制器，以提供处理器对存储器的访问。
本申请实施例所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端、服务器或者类似的运算装置中执行，即上述电子设备可以包括移动终端、计算机终端、服务器或者类似的运算装置。其中，上述的服务器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式***，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、CDN、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。终端可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、智能音箱、智能手表等，但并不局限于此。
图13是本申请实施例提供的一种用于实现上述燃料电池-锂电池混合动力***控制方法的电子设备的硬件结构框图。如图13所示，该电子设备1300可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以***处理器(Central Processing Units，CPU)1310(处理器1310可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)、用于存储数据的存储器1330，一个或一个以上存储应用程序1323或数据1322的存储介质1320(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器1330和存储介质1320可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质1320的程序可以包括一个或一个以上模块，每个模块可以包括对电子设备中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器1310可以设置为与存储介质1320通信，在电子设备1300上执行存储介质1320中的一系列指令操作。电子设备1300还可以包括一个或一个以上电源1360，一个或一个以上有线或无线网络接口1350，一个或一个以上输入输出接口1340，和/或，一个或一个以上操作***1321，例如WindowsServerTM，Mac OS XTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM等等。
处理器1310可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力，例如通用处理器、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)，或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其中，通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。
输入输出接口1340可以用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括电子设备1300的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，输入输出接口1340包括一个网络适配器(Network Interface Controller，NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，输入输出接口1340可以为射频(RadioFrequency，RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
操作***1321可以包括用于处理各种基本***服务和执行硬件相关任务的***程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。
本领域普通技术人员可以理解，图13所示的结构仅为示意，其并不对上述电子装置的结构造成限定。例如，电子设备1300还可包括比图13中所示更多或者更少的组件，或者具有与图13所示不同的配置。
本申请的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质可设置于电子设备之中以保存用于实现方法实施例中一种燃料电池-锂电池混合动力***控制方法相关的至少一条指令或至少一段程序，该至少一条指令或该至少一段程序由该处理器加载并执行以实现上述方法实施例提供的燃料电池-锂电池混合动力***控制方法。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以位于计算机网络的多个网络服务器中的至少一个网络服务器。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请的实施例还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述的各种可选实现方式中提供的方法。
需要说明的是：上述本申请实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于***实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种燃料电池-锂电池混合动力***控制方法，其特征在于，包括：
获取车载锂电池的当前荷电状态；
从多个预设荷电范围中确定所述当前荷电状态所属的目标荷电范围；
基于预设对应关系确定所述目标荷电范围对应的目标燃电功率策略，所述预设对应关系表征所述多个预设荷电范围与多个预设燃电功率策略间的关联关系；
基于所述目标燃电功率策略控制车载燃料电池的燃电功率输出；
其中，所述预设燃电功率策略包括预设功率输出模式，以及预设输出功率和预设变载斜率中的至少其一；所述预设输出功率和所述预设变载斜率是在虚拟车辆运行环境中,基于荷电预设条件对初始输出功率和初始变载斜率进行优化得到的。
2.根据权利要求1所述的燃料电池-锂电池混合动力***控制方法，其特征在于，所述多个预设荷电范围包括荷电值依次递增的第一荷电范围、第二荷电范围和第三荷电范围；所述预设功率输出模式包括定载输出模式和变载输出模式，所述预设输出功率包括第一功率阈值、第二功率阈值和第三功率阈值；
所述基于预设对应关系确定所述目标荷电范围对应的目标燃电功率策略包括：
若所述目标荷电范围为所述第一荷电范围，确定所述目标燃电功率策略的所述预设功率输出模式为所述定载输出模式，且对应的所述预设输出功率为所述第一功率阈值；
若所述目标荷电范围为所述第二荷电范围，确定所述目标燃电功率策略的所述预设功率输出模式为所述变载输出模式，且对应的所述预设输出功率小于或等于所述第二功率阈值，所述变载输出模式的变载斜率为所述预设变载斜率；
若所述目标荷电范围为所述第三荷电范围，确定所述目标燃电功率策略的所述预设功率输出模式为所述定载输出模式，且对应的所述预设输出功率为所述第三功率阈值。
3.根据权利要求2所述的燃料电池-锂电池混合动力***控制方法，其特征在于，所述基于所述目标燃电功率策略控制车载燃料电池的燃电功率输出包括：
若所述目标燃电功率策略的所述预设功率输出模式为所述定载输出模式，控制所述车载燃料电池的输出功率为所述目标燃电功率策略对应的所述预设输出功率。
4.根据权利要求3所述的燃料电池-锂电池混合动力***控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述目标燃电功率策略的所述预设功率输出模式为所述变载输出模式，获取目标车辆的整车需求功率；
在所述整车需求功率小于或等于所述第二功率阈值的情况下，控制所述车载燃料电池的输出功率随所述整车需求功率动态变化，且所述输出功率动态变化过程中的变载斜率为所述预设变载斜率；
在所述整车需求功率大于所述第二功率阈值的情况下，控制所述车载燃料电池的输出功率为所述第二功率阈值。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的燃料电池-锂电池混合动力***控制方法，其特征在于，在所述获取车载锂电池的当前荷电状态之前，所述方法还包括：
获取多个预设荷电范围和多个初始燃电功率策略间的初始对应关系，所述初始燃电功率策略包括对应的初始功率输出模式，以及初始输出功率和初始变载斜率中的至少其一；
在所述虚拟车辆运行环境中，控制所述目标车辆基于所述初始对应关系进行仿真运行，得到仿真运行过程中的模拟荷电状态信息；
对所述模拟荷电状态信息与参考荷电状态信息进行比较处理，得到荷电比较结果；
若所述荷电比较结果满足所述荷电预设条件，将所述初始燃电功率策略作为所述预设燃电功率策略。
6.根据权利要求5所述的燃料电池-锂电池混合动力***控制方法，其特征在于,所述方法还包括：
若所述荷电比较结果不满足所述荷电预设条件，基于所述荷电比较结果对所述初始输出功率和所述初始变载斜率进行优化，至得到的更新的初始燃电功率策略对应的所述荷电比较结果满足所述荷电预设条件；
将满足所述荷电预设条件的更新的初始燃电功率策略确定为所述预设燃电功率策略。
7.根据权利要求5所述的燃料电池-锂电池混合动力***控制方法，其特征在于，所述初始输出功率包括第一初始功率阈值、第二初始功率阈值和第三初始功率阈值，所述初始输出功率和所述初始变载斜率包括采用下述方式获取：
获取所述目标车辆的车辆属性参数和整车需求功率谱，所述车辆属性参数包括所述车载燃料电池的额定功率和怠速功率，所述整车需求功率谱表征所述目标车辆在实际运行工况下的整车需求功率与运行时间之间的对应关系；
基于所述额定功率和所述怠速功率确定所述第一初始功率阈值和所述第三初始功率阈值，所述第一初始功率阈值小于或等于所述额定功率，所述第三初始功率阈值小于或等于所述怠速功率；
将所述整车需求功率谱中预设时间占比对应的整车需求功率确定为所述第二初始功率阈值；
基于预设斜率算法对所述第二初始功率阈值进行斜率计算，得到所述初始变载斜率。
8.根据权利要求7所述的燃料电池-锂电池混合动力***控制方法，其特征在于，所述整车需求功率谱包括采用下述方式获取：
获取所述目标车辆的实际路谱，所述实际路谱表征所述目标车辆在实际运行工况下的车速与运行时间之间的对应关系；
基于所述实际路谱和所述车辆属性参数对所述目标车辆的需求功率进行计算，生成所述整车需求功率谱。
9.根据权利要求6所述的燃料电池-锂电池混合动力***控制方法，其特征在于，所述若所述荷电比较结果不满足所述荷电预设条件，基于所述荷电比较结果对所述初始输出功率和所述初始变载斜率进行优化，至得到的更新的初始燃电功率策略对应的所述荷电比较结果满足所述荷电预设条件，包括：
若所述荷电比较结果不满足所述荷电预设条件，基于第一变化率对所述初始变载斜率进行增幅更新和/或基于第二变化率对所述初始输出功率进行调幅更新，得到更新的初始燃电功率策略；
基于所述更新的初始燃电功率策略重复执行所述仿真运行和所述比较处理步骤，至得到的所述荷电比较结果满足所述荷电预设条件。
10.一种燃料电池-锂电池混合动力***控制装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块：用于获取车载锂电池的当前荷电状态；
第一确定模块：用于从多个预设荷电范围中确定所述当前荷电状态所属的目标荷电范围；
第二确定模块：基于预设对应关系确定所述目标荷电范围对应的目标燃电功率策略，所述预设对应关系表征所述多个预设荷电范围与多个预设燃电功率策略间的关联关系；其中，所述预设燃电功率策略包括预设功率输出模式，以及预设输出功率和预设变载斜率中的至少其一；所述预设输出功率和所述预设变载斜率是在虚拟车辆运行环境中,基于荷电预设条件对初始输出功率和初始变载斜率进行优化得到的；
第一控制模块：用于基于所述目标燃电功率策略控制车载燃料电池的燃电功率输出。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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