CN116061769B - 车辆的能量管理控制方法、装置、车辆控制器及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆的能量管理控制方法、装置、车辆控制器及车辆，其中，车辆包括氢燃料电池和动力电池，方法包括：获取动力电池的SOC，并根据动力电池的SOC确定氢燃料电池的第一目标输出功率；确定整车状态信息，并根据整车状态信息确定第二目标输出功率；根据整车状态信息、第一目标输出功率和第二目标输出功率确定氢燃料电池的最终目标输出功率。该方法根据整车状态信息、基于动力电池SOC确定的第一目标输出功率和基于整车状态信息确定的第二目标输出功率确定氢燃料电池的最终目标输出功率，不仅可以与动力电池性能相匹配，还可以满足整车能量控制的要求。

Description

车辆的能量管理控制方法、装置、车辆控制器及车辆

技术领域

本申请涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种车辆的能量管理控制方法、装置、车辆控制器及车辆。

背景技术

当前氢燃料电池车型主流产品主要有氢燃料乘用车及氢燃料商用车。国外以氢燃料乘用车为主，国内以氢燃料商用车为主。从整车动力构型来看从整车动力来看，乘用车受到空间布置影响及运行工况影响，通常采用大功率燃料电池匹配小容量动力电池的动力架构，并在控制策略上偏向于燃料电池提供整车主要动力的功率跟随策略。商用车则因为空间较大，大多采用大功率燃料电池匹配中等容量动力电池的动力架构，并在策略上偏向于增程式的动力控制策略，或多功率点式动力分配的控制策略。

随着大功率燃料电池***技术的不断进步，当燃料电池功率超过150kw以后，常用的基于动力电池SOC确定燃料电池功率的简单的整车控制策略，存在大功率燃料电池与动力电池性能匹配的难题，将无法满足整车能量控制的要求。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种车辆的能量管理控制方法，根据整车状态信息、基于动力电池SOC确定的第一目标输出功率和基于整车状态信息确定的第二目标输出功率确定氢燃料电池的最终目标输出功率，不仅可以与动力电池性能相匹配，还可以满足整车能量控制的要求。

本发明的第二个目的在于提出一种车辆控制器。

本发明的第三个目的在于提出一种车辆的能量管理控制装置。

本发明的第四个目的在于提出一种车辆。

为达上述目的，根据本发明第一方面实施例提出了一种车辆的能量管理控制方法，车辆包括氢燃料电池和动力电池，方法包括：获取动力电池的SOC，并根据动力电池的SOC确定氢燃料电池的第一目标输出功率；确定整车状态信息，并根据整车状态信息确定第二目标输出功率；根据整车状态信息、第一目标输出功率和第二目标输出功率确定氢燃料电池的最终目标输出功率。

根据本发明实施例的车辆的能量管理控制方法，获取动力电池的SOC，并根据动力电池的SOC确定氢燃料电池的第一目标输出功率，并确定整车状态信息，以及根据整车状态信息确定第二目标输出功率，并根据整车状态信息、第一目标输出功率和第二目标输出功率确定氢燃料电池的最终目标输出功率。由此，第一目标输出功率是根据动力电池性能确定的，第二目标输出功率是根据整车状态确定的，最终目标输出功率是根据动力电池性能和整车状态信息得到的，燃料电池根据最终目标输出功率输出不仅可以与动力电池性能相匹配，还可以满足整车能量控制的要求。

根据本发明的一个实施例，整车状态信息包括车辆的实际工况，其中，根据整车状态信息、第一目标输出功率和第二目标输出功率确定氢燃料电池的最终目标输出功率，包括：在根据实际工况确定车辆的挡位为空挡或者倒挡、且车速小于等于第一预设车速阈值时，将第一目标输出功率和第二目标输出功率中的较小值作为最终目标输出功率。

根据本发明的一个实施例，根据整车状态信息确定第二目标输出功率，包括：在根据实际工况确定车速大于等于第二预设车速阈值且持续时间大于等于第一预设时间时，确定整车实际功率，并根据整车实际功率确定第二目标输出功率。

根据本发明的一个实施例，根据整车状态信息、第一目标输出功率和第二目标输出功率确定氢燃料电池的最终目标输出功率，还包括：在车速大于等于第二预设车速阈值且持续时间大于等于第一预设时间时，将第一目标输出功率和第二目标输出功率中的较大值作为最终目标输出功率。

根据本发明的一个实施例，动力电池的SOC分为低电量区间、中电量区间和高电量区间，其中，方法还包括：在动力电池的SOC处于低电量区间时，对车辆进行限功率输出，并确定整车实际功率，以及根据整车实际功率进行升挡以确定第二目标输出功率，并将第一目标输出功率和第二目标输出功率中的较大值作为最终目标输出功率；在动力电池的SOC处于中电量区间时，将第一目标输出功率作为最终目标输出功率；在动力电池的SOC处于高电量区间时，确定整车实际功率，并根据整车实际功率进行降挡以确定第二目标输出功率，以及将第一目标输出功率和第二目标输出功率中的较小值作为最终目标输出功率。

根据本发明的一个实施例，整车状态信息还包括动力电池温度，其中，在确定氢燃料电池的最终目标输出功率之后，方法还包括：根据动力电池温度对车辆进行限功率输出。

根据本发明的一个实施例，在确定氢燃料电池的最终目标输出功率之后，方法还包括：确定动力电池的允许充电功率，并根据允许充电功率对最终目标输出功率进行限制。

为达上述目的，根据本发明第二方面实施例提出了一种车辆控制器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的车辆的能量管理控制程序，处理器执行车辆的能量管理控制程序时，实现前述任一实施例的车辆的能量管理控制方法。

根据本发明实施例的车辆控制器，通过处理器执行上述车辆的能量管理控制的计算机程序，根据整车状态信息、基于动力电池SOC确定的第一目标输出功率和基于整车状态信息确定的第二目标输出功率确定氢燃料电池的最终目标输出功率，不仅可以与动力电池性能相匹配，还可以满足整车能量控制的要求。

为达上述目的，根据本发明第三方面实施例提出了一种车辆的能量管理控制装置，车辆包括氢燃料电池和动力电池，装置包括：获取模块，用于获取动力电池的SOC；第一确定模块，用于根据动力电池的SOC确定氢燃料电池的第一目标输出功率；第二确定模块，用于确定整车状态信息，并根据整车状态信息确定第二目标输出功率；控制模块，用于根据整车状态信息、第一目标输出功率和第二目标输出功率确定氢燃料电池的最终目标输出功率。

根据本发明实施例的车辆的能量管理控制装置，通过获取模块获取动力电池的SOC，并通过第一确定模块根据动力电池的SOC确定氢燃料电池的第一目标输出功率，以及通过第二确定模块确定整车状态信息，并根据整车状态信息确定第二目标输出功率，并通过控制模块根据整车状态信息、第一目标输出功率和第二目标输出功率确定氢燃料电池的最终目标输出功率。由此，第一目标输出功率是根据动力电池性能确定的，第二目标输出功率是根据整车状态确定的，最终目标输出功率是根据动力电池性能和整车状态信息得到的，燃料电池根据最终目标输出功率输出不仅可以与动力电池性能相匹配，还可以满足整车能量控制的要求。

为达上述目的，根据本发明第四方面实施例提出了一种车辆，包括前述的车辆的能量管理控制装置。

根据本发明实施例的车辆，通过采用上述的车辆的能量管理控制装置，根据整车状态信息、基于动力电池SOC确定的第一目标输出功率和基于整车状态信息确定的第二目标输出功率确定氢燃料电池的最终目标输出功率，不仅可以与动力电池性能相匹配，还可以满足整车能量控制的要求。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的车辆的***示意图；

图2是根据本发明一个实施例的车辆的能量管理控制方法的流程示意图；

图3是根据本发明一个实施例的车辆控制器的***示意图；

图4是根据本发明一个实施例的车辆的能量管理控制装置的结构示意图；

图5是根据本发明另一个实施例的车辆的***示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，本申请是发明人对以下问题的认识和研究做出的：

当前氢燃料车型整车能量管理控制策略主要存在以下问题：

1.当前的功率跟随策略，主要应用于乘用车，受限于乘用车空间小的制约，一般氢燃料乘用车匹配小容量的动力电池。整车运行主要靠燃料电池提供动力，动力电池仅仅作为制动能力回收用。整车运行中整车因工况变化，需要及时进行功率输出调整，即变载频繁，加减载速度快且变化频率高，这与燃料电池特性相违背。因此，会对燃料电池寿命有相当大的影响，大大缩短燃料电池***寿命。但乘用车一般运行时间较短5000-10000h，运行平均功率低20-60kw，当前燃料电池乘用车采用此控制策略，基本满足乘用车需求。但商用车一般为重载车型GVW（Gross Vehicle Weight，车辆总重量）在2-49t，甚至在100t以上，运行时间要求长一般在20000h以上，所以当前的功率跟随策略不适用于商用车。

2.增程式的能量管理控制策略，主要用于氢燃料客车及部分氢燃料卡车。因早期燃料电池功率偏小（在30kw左右）及成本因素，部分客车及卡车车型，采用匹配小功率燃料电池及大容量动力电池的架构方案，在控制策略上采用燃料电池按恒定功率输出，给动力电池充电，整车动力由动力电池提供的控制策略。此方案无法发挥燃料电池的性能优势，从本质上更偏向于纯电动车型，纯电动车型存在的低温环境适应性差等弊端无法解决。因此，增程式的能量管理控制策略只适用于部分场景下的城市公交等车型。

3.当前，部分氢燃料车型应用的是分段式不同功率点式能量管理控制策略，即将燃料电池功率分为3-5个功率点，根据动力电池的SOC不同进行恒功率输出。虽然在一定程度改善了功率跟随式控制策略及增程式控制策略的问题，相当于两种策略的结合。但功率适应性差，无法根据整车工况需求及时调整功率输出，导致动力电池过充过放影响燃料电池及动力电池寿命。同时，因燃料电池功率输出无法及时响应整车功率需求，根据整车工况进行及时调整，导致燃料电池工作在低效率区间，造成整车功耗增加，能耗增加的问题。尤其是在燃料电池功率不断增大，动力电池不断减小的动力架构下，大功率燃料电池与动力电池之间的匹配控制难度不断增加，容易导致动力电池过充及过流等问题。

基于此，本发明的实施例提供了一种车辆的能量管理控制方法、装置、车辆控制器及车辆，根据整车状态信息、基于动力电池SOC确定的第一目标输出功率和基于整车状态信息确定的第二目标输出功率确定氢燃料电池的最终目标输出功率，不仅可以与动力电池性能相匹配，还可以满足整车能量控制的要求。

下面参考附图描述本发明实施例的车辆的能量管理控制方法、装置、车辆控制器及车辆。

图1是根据本发明一个实施例的车辆的***示意图。如图1所示，车辆包括氢燃料电池100和动力电池200。

其中，动力电池200与氢燃料电池100相连，氢燃料电池100产生电能，以给动力电池200充电，但是氢燃料电池100不能存储电能，且运行效率随着输出功率的增加而降低，寿命随着变载频率的增加而降低，氢耗随着变载频率的增加而提高。动力电池200存储能量，动力电池200的功率可以跟随整车功率需求变化，具有一定的充放电能力及能量补充能力。

图2是根据本发明一个实施例的车辆的能量管理控制方法的流程示意图。如图2所示，方法包括：

S101，获取动力电池的SOC（State of Charge，荷电状态），并根据动力电池的SOC确定氢燃料电池的第一目标输出功率。

具体地，从表一中查找动力电池的SOC对应的第一目标输出功率。需要说明的是，在实际的应用中，SOC对应的第一目标输出功率并不限于表一中的功率，还可以根据实际情况进行标定，根据动力电池的容量大小和燃料电池的功率大小确定区间的密度，可分为8-15挡，保证在常用工况下，燃料电池不会出现功率频繁变载的情况，即单个功率点的持续时间不低于3分钟。表一中的挡位可以根据燃料电池的额定功率进行挡位划分，并设置动力电池SOC的滞回区间，以避免燃料电池功率在同一动力电池SOC点频繁跳变。在滞回区间，燃料电池的第一目标功率按照较低的功率取值。

表一

动力电池SOC（%）	第一目标输出功率（kw）	备注
			≥90	关机	N挡位（空挡）或倒车，并且车速≤5km/h，燃料电池的输出功率40kw与第一目标输出功率相比，取小。
85-86	0	N挡位（空挡）或倒车，并且车速≤5，燃料电池的输出功率40kw与第一目标输出功率相比，取小。
			79-83	20	N挡位或倒车，并且车速≤5km/h，燃料电池的输出功率40kw与第一目标输出功率相比，取小。
74-77	40	N挡位（空挡）或倒车，并且车速≤5km/h，燃料电池的输出功率40kw与第一目标输出功率相比，取小。
			69-72	60
64-67	75
			57-62	85
52-55	95
			47-50	105
40-45	115
			30-38	125
＜28	130

如表一所示，当动力电池的SOC在85%-90%之间时，氢燃料电池的输出功率为0，如果氢燃料电池没有0功率点，可以控制氢燃料电池关机，当动力电池的SOC大于等于90%，控制氢燃料电池关机，以防止动力电池过充和过放的情况发生。动力电池的SOC越低，表示动力电池的剩余电量越低，因此，氢燃料电池输出的功率越高。

S102，确定整车状态信息，并根据整车状态信息确定第二目标输出功率。

具体地，根据车辆的驱动功率和附件功率可以计算得到整车的实际功率，然后根据车辆的实际工况或者车辆的温度，可以确定车辆的输出功率，根据不同的控制策略从表一中查找接近输出功率的第一目标输出功率作为第二输出功率。

S103，根据整车状态信息、第一目标输出功率和第二目标输出功率确定氢燃料电池的最终目标输出功率。

具体地，由于第一目标输出功率是根据动力电池性能确定的，第二目标输出功率是根据整车的实际功率确定的，因此，最终目标输出功率不仅可以和动力电池的性能相匹配，还可以满足整车能量控制的要求。

在上述实施例中，最终目标输出功率是根据动力电池性能和整车实际功率决定的，因此，最终目标输出功率不仅可以与动力电池性能相匹配，还可以满足整车能量控制的要求；进一步的，可以根据整车实际功率进行调整，使得氢燃料电池的效率提高，从而降低整车功耗和能耗。

在一些实施例中，整车状态信息包括车辆的实际工况，其中，根据整车状态信息、第一目标输出功率和第二目标输出功率确定氢燃料电池的最终目标输出功率，包括：在根据实际工况确定车辆的挡位为空挡或者倒挡、且车速小于等于第一预设车速阈值时，将第一目标输出功率和第二目标输出功率中的较小值作为最终目标输出功率。

具体地，在整车的工况为空挡或倒挡，且车速小于等于第一预设车速阈值时，表明整车的实际功率较低。因此，氢燃料电池的输出功率不需要过大，因此，将第一目标输出功率和第二目标输出功率中的较小值作为最终目标输出功率。

在一种可选的实施方式中，在根据实际工况确定车辆的挡位为空挡或者倒挡、且车速小于等于第一预设车速阈值时，第二目标输出功率为氢燃料电池的20%-30%。

举例来说，如表一所示，当整车的工况为空挡或倒挡，且车速小于等于5km/h时，根据动力电池的SOC确定第一目标输出功率，假如动力电池的SOC为80%，则第一目标输出功率为20kw，第二目标输出功率为氢燃料电池的20%-30%，则第二目标输出功率为40kw，将第一目标输出功率和第二目标输出功率中的较小值作为最终目标输出功率，因此，最终目标输出功率为20kw。

在该实施例中，在空挡或倒挡工况且车速小于等于第一预设车速阈值时，整车的实际功率较低，氢燃料电池不需要大功率输出，因此，将第一目标输出功率和第二目标输出功率中的较小值作为最终目标输出功率，进一步降低了整车的能耗。

在一些实施例中，根据整车状态信息确定第二目标输出功率，包括：在根据实际工况确定车速大于等于第二预设车速阈值且持续时间大于等于第一预设时间时，确定整车实际功率，并根据整车实际功率确定第二目标输出功率。

具体地，实际工况为高速道路工况，当车速大于等于第二预设车速阈值且持续时间大于等于第一预设时间时，表明车辆行驶在高速道路上，根据驱动功率和附件功率计算整车实际功率，从表一中查找低一挡的第一目标输出功率，并将该功率确定为第二目标输出功率。

举例来说，当车速大于等于70km/h，且持续时间大于等于3分钟，车辆为高速道路工况，整车实际功率为100kw，从表一中查找低一挡的第一目标输出功率为95kw，因此，第二目标输出功率为95kw。需要说明的是，如果整车实际功率为95kw，第二目标输出功率为95kw。

在上述实施例中，当车辆处于高速道路工况，整车的实际功率较大，氢燃料电池需要大功率输出，因此，第二目标输出功率为整车实际功率。

在一些实施例中，根据整车状态信息、第一目标输出功率和第二目标输出功率确定氢燃料电池的最终目标输出功率，还包括：在车速大于等于第二预设车速阈值且持续时间大于等于第一预设时间时，将第一目标输出功率和第二目标输出功率中的较大值作为最终目标输出功率。

也就是说，当整车处于高速道路工况，将第一目标输出功率和第二目标输出功率中的较大值作为最终目标输出功率，这样可以根据车辆的功率需求及时进行调整，使得燃料电池的效率进一步提升。

进一步的，在车速小于等于第三预设车速阈值时，将第一目标输出功率作为最终目标输出功率。当车速小于等于第三预设车速阈值时，第三预设车速阈值小于第二车速阈值，例如50km/h，表明车辆退出高速道路工况，所以车辆的实际功率降低，不需要氢燃料电池车辆输出较大的功率，因此，将氢燃料电池的输出功率调整为第一目标输出功率，以减小车辆的功耗和能耗。

在一种可选的实施方式中，在根据实际工况确定氢燃料电池处于故障状态，将预定百分比与氢燃料电池的额定功率的乘积作为最终目标输出功率。如果氢燃料电池仍处于故障状态，发出提示消息，以提示用户氢燃料电池故障。需要说明的是，故障状态表示氢燃料电池因过温等非安全相关原因导致故障，例如氢燃料电池长时间大功率运行导致过温的情况发生，预定百分比可以为20%-30%。

在一些实施例中，动力电池的SOC分为低电量区间、中电量区间和高电量区间，其中，方法还包括：在动力电池的SOC处于低电量区间时，对车辆进行限功率输出，并确定整车实际功率，以及根据整车实际功率进行升挡以确定第二目标输出功率，并将第一目标输出功率和第二目标输出功率中的较大值作为最终目标输出功率；在动力电池的SOC处于中电量区间时，将第一目标输出功率作为最终目标输出功率；在动力电池的SOC处于高电量区间时，确定整车实际功率，并根据整车实际功率进行降挡以确定第二目标输出功率，以及将第一目标输出功率和第二目标输出功率中的较小值作为最终目标输出功率。

具体地，在动力电池的SOC处于低电量区间时，例如0-40%之间，因为动力电池的剩余电量较少，对车辆进行限功率输出，可以将整车实际功率确定为正常功率的0.6-1倍，然后根据整车实际功率从表一中查找升一挡的第一目标输出功率作为第二目标输出功率，并将第一目标输出功率和第二目标输出功率中的较大值作为最终目标输出功率。

在动力电池的SOC处于中电量区间时，例如40%-70%之间，因为动力电池的剩余电量处于中间挡位，将第一目标输出功率作为最终目标输出功率。

在动力电池的SOC处于高电量区间时，例如70%-85%之间，因为动力电池的剩余电量较多，氢燃料电池需要输出的功率较小，根据整车实际功率从表一中查找降一挡的第一目标输出功率作为第二目标输出功率，将第一目标输出功率和第二目标输出功率中的较小值作为最终目标输出功率。

举例来说，当动力电池的SOC在0-40%之间，将整车实际功率确定为正常功率的0.6-1倍，以对车辆进行限功率输出，例如整车实际功率为100kw，从表一中查找升一挡的第一目标输出功率为105kw，第二目标输出功率为105kw，动力电池的SOC为30%，对应的第一目标输出功率为125kw，第一目标输出功率和第二目标输出功率中的较大值为125kw，因此，最终目标输出功率为125kw。进一步的，当动力电池的SOC在5%以下时，直接确定整车实际功率为0，当动力电池的SOC在5%-40%时，对车辆进行限功率输出。

当动力电池的SOC在40&-70%之间，动力电池的SOC为50%，第一目标输出功率为105kw，因此，最终目标输出功率为105kw。

当动力电池的SOC在70&-85%之间，整车实际功率为100kw，从表一中查找降一挡的第一目标输出功率为95kw，第二目标输出功率为95kw，动力电池的SOC为75%，对应的第一目标输出功率为40kw，第一目标输出功率和第二目标输出功率中的较小值为40kw，因此，最终目标输出功率为40kw。

在上述实施例中，针对不同的SOC电量区间，设置不同的控制策略，对燃料电池的输出功率进行进一步优化，进一步减小了整车的功耗。

在一种可选的实施方式中，当用户下车辆EV（Electric Vehicle，电动汽车）开关，车辆进入纯电模式，氢燃料电池进行停机吹扫。然后EV开关弹起，车辆进入FCV（FuelCellVehicles，燃料电池汽车）混动模式，氢燃料电池开机。在混动模式下，动力电池的SOC达到85%时，车辆切换至纯电模式；当动力电池的SOC降低至70%，车辆切换至FCV混动模式，将第一目标输出功率作为最终目标输出功率。氢燃料电池开关机对应的动力电池的SOC一般相差15%以上，避免氢燃料电池频繁开关机。

在一些实施例中，整车状态信息还包括动力电池温度，其中，在确定氢燃料电池的最终目标输出功率之后，方法还包括：根据动力电池温度对车辆进行限功率输出。

可以理解的是，当动力电池温度过高，如果车辆的功率过高，动力电池的温度会继续升高，导致动力电池过温，从而缩短动力电池的寿命，因此，需要根据动力电池温度对车辆进行限功率输出。

举例来说，动力电池的最高温度为45℃，当动力电池的温度超过45℃，整车的功率递减，动力电池的温度从45℃到60℃，车辆的输出功率系数由1倍到0.5倍递减。

在一些实施例中，在确定氢燃料电池的最终目标输出功率之后，方法还包括：确定动力电池的允许充电功率，并根据允许充电功率对最终目标输出功率进行限制。

也就是说，最终目标输出功率小于等于允许充电功率，如果最终目标输出功率大于允许充电功率，可能会导致动力电池过充，缩短动力电池的寿命。

需要说明的是，在实际的应用中，允许充电功率包括持续允许充电功率和峰值允许充电功率，可以根据持续允许充电功率对最终目标输出功率进行限制，也可以根据峰值允许充电功率的预定倍数对最终目标输出功率进行限制，例如0.8倍。

在上述实施例中，将最终目标输出功率限制在动力电池的允许充电功率之下，可以避免氢燃料电池对动力电池过充，进一步提升了动力电池的寿命。

进一步的，最终目标输出功率的变化速率小于等于氢燃料电池的允许变载速率，并且，最终目标输出功率的降载速率大于动力电池的允许充电功率降载速率，以避免过充。在实际的应用中，可以将加载速率控制在每秒上升10%-50%，降载速率控制在每秒下降20%-80%。

在一种可选的实施方式中，车辆能量回收功率小于回收功率阈值，回收功率阈值为动力电池的允许充电功率减最终目标输出功率，其中，允许充电功率可以为以下任一种：持续允许充电功率、峰值允许充电功率或0.8倍峰值允许充电功率。

在另一种可选的实施方式中，上述控制策略具有不同的优先级，当满足多个控制策略时，按照以下的优先级顺序执行：

第一优先级：EV开关控制氢燃料电池FCV模式及纯电模式转换，确定车辆及氢燃料电池无安全相关故障；

第二优先级：最终目标输出功率小于等于氢燃料电池的允许功率；

第三优先级：最终目标输出功率小于等于动力电池的允许充电功率（持续充电功率、峰值充电功率或0.8倍的峰值充电功率）；

第四优先级：最终目标输出功率的降载速率大于动力电池的允许充电功率降载速率；

第五优先级：氢燃料电池故障状态的控制策略；

第六优先级：根据动力电池的SOC确定第一目标输出功率，并将第一目标输出功率作为最终目标输出功率；

第七优先级：不同的SOC电量区间的控制策略；

第八优先级：非安全相关故障，故障消失后自动恢复正常整车模式。

需要说明的是，上述控制策略可以一起应用在同一车辆上，形成完善的能量管理控制策略，也可选用主要部分控制策略作为能量管理控制策略，具体这里不做限制。

综上所述，根据本发明实施例的车辆的能量管理控制方法，第一目标输出功率是根据动力电池性能确定的，第二目标输出功率是根据整车状态确定的，最终目标输出功率是根据动力电池性能和整车状态信息得到的，燃料电池根据最终目标输出功率输出不仅可以与动力电池性能相匹配，还可以满足整车能量控制的要求；进一步的，可以根据整车实际功率进行调整，使得氢燃料电池的效率提高，从而降低整车功耗和能耗。并且，可以降低燃料电池变载引起的功耗损失及寿命衰减，同时使得动力电池SOC在车辆不同运行工况场景下，保持相对的稳定，避免过充过放，同时降低动力电池能量变化充放电频次，提升动力电池的寿命。

对应上述实施例，本发明的实施例还提供了一种车辆控制器。如图3所示，车辆控制器300包括存储器310、处理器320及存储在存储器310上并可在处理器320上运行的车辆的能量管理控制程序，处理器320执行车辆的能量管理控制程序时，实现前述任一实施例的车辆的能量管理控制方法。

根据本发明实施例的车辆控制器，通过处理器执行上述车辆的能量管理控制的计算机程序，根据整车状态信息、基于动力电池SOC确定的第一目标输出功率和基于整车状态信息确定的第二目标输出功率确定氢燃料电池的最终目标输出功率，不仅可以与动力电池性能相匹配，还可以满足整车能量控制的要求。

对应上述实施例，本发明的实施例还提供了一种车辆的能量管理控制装置。车辆包括氢燃料电池和动力电池。如图4所示，车辆的能量管理控制装置包括：获取模块10、第一确定模块20、第二确定模块30和控制模块40。

其中，获取模块10用于获取动力电池的SOC；第一确定模块20用于根据动力电池的SOC确定氢燃料电池的第一目标输出功率；第二确定模块30用于确定整车状态信息，并根据整车状态信息确定第二目标输出功率；控制模块40用于根据整车状态信息、第一目标输出功率和第二目标输出功率确定氢燃料电池的最终目标输出功率。

在一些实施例中，整车状态信息包括车辆的实际工况，其中，控制模块40还用于：在根据实际工况确定车辆的挡位为空挡或者倒挡、且车速小于等于第一预设车速阈值时，将第一目标输出功率和第二目标输出功率中的较小值作为最终目标输出功率。

在一些实施例中，第二确定模块30还用于：在根据实际工况确定车速大于等于第二预设车速阈值且持续时间大于等于第一预设时间时，确定整车实际功率，并根据整车实际功率确定第二目标输出功率。

在一些实施例中，控制模块40还用于：在车速大于等于第二预设车速阈值且持续时间大于等于第一预设时间时，将第一目标输出功率和第二目标输出功率中的较大值作为最终目标输出功率。

在一些实施例中，动力电池的SOC分为低电量区间、中电量区间和高电量区间，其中，装置还包括：第一控制模块、第二控制模块和第三控制模块。其中，第一控制模块用于在动力电池的SOC处于低电量区间时，对车辆进行限功率输出，并确定整车实际功率，以及根据整车实际功率进行升挡以确定第二目标输出功率，并将第一目标输出功率和第二目标输出功率中的较大值作为最终目标输出功率；第二控制模块用于在动力电池的SOC处于中电量区间时，将第一目标输出功率作为最终目标输出功率；第三控制模块用于在动力电池的SOC处于高电量区间时，确定整车实际功率，并根据整车实际功率进行降挡以确定第二目标输出功率，以及将第一目标输出功率和第二目标输出功率中的较小值作为最终目标输出功率。

在一些实施例中，整车状态信息还包括动力电池温度，其中，装置还包括：第一限制模块，用于在确定氢燃料电池的最终目标输出功率之后，根据动力电池温度对车辆进行限功率输出。

在一些实施例中，装置还包括：第二限制模块，用于在确定氢燃料电池的最终目标输出功率之后，确定动力电池的允许充电功率，并根据允许充电功率对最终目标输出功率进行限制。

需要说明的是，本发明实施例的车辆的能量管理控制装置的具体实施方式与前述本发明实施例的车辆的能量管理控制方法的具体实施方式一一对应，在此不再赘述。

根据本发明实施例的车辆的能量管理控制装置，第一目标输出功率是根据动力电池性能确定的，第二目标输出功率是根据整车状态确定的，最终目标输出功率是根据动力电池性能和整车状态信息得到的，燃料电池根据最终目标输出功率输出不仅可以与动力电池性能相匹配，还可以满足整车能量控制的要求。

对应上述实施例，本发明的实施例还提供了一种车辆。如图5所示，车辆500包括前述的车辆的能量管理控制装置400。

根据本发明实施例的车辆，通过采用上述的车辆的能量管理控制装置，根据整车状态信息、基于动力电池SOC确定的第一目标输出功率和基于整车状态信息确定的第二目标输出功率确定氢燃料电池的最终目标输出功率，不仅可以与动力电池性能相匹配，还可以满足整车能量控制的要求。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备（如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***）使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

此外，本发明实施例中所使用的“第一”、“第二”等术语，仅用于描述目的，而不可以理解为指示或者暗示相对重要性，或者隐含指明本实施例中所指示的技术特征数量。由此，本发明实施例中限定有“第一”、“第二”等术语的特征，可以明确或者隐含地表示该实施例中包括至少一个该特征。在本发明的描述中，词语“多个”的含义是至少两个或者两个及以上，例如两个、三个、四个等，除非实施例中另有明确具体的限定。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种车辆的能量管理控制方法，其特征在于，所述车辆包括氢燃料电池和动力电池，所述方法包括：

获取所述动力电池的SOC，并根据所述动力电池的SOC确定所述氢燃料电池的第一目标输出功率；

确定整车状态信息，并根据所述整车状态信息确定第二目标输出功率；

根据所述整车状态信息、所述第一目标输出功率和所述第二目标输出功率确定所述氢燃料电池的最终目标输出功率；

所述动力电池的SOC分为低电量区间、中电量区间和高电量区间，其中，所述方法还包括：

在所述动力电池的SOC处于所述低电量区间时，对所述车辆进行限功率输出，并确定整车实际功率，以及根据所述整车实际功率进行升挡以确定所述第二目标输出功率，并将所述第一目标输出功率和所述第二目标输出功率中的较大值作为所述最终目标输出功率；

在所述动力电池的SOC处于所述中电量区间时，将所述第一目标输出功率作为所述最终目标输出功率；

在所述动力电池的SOC处于所述高电量区间时，确定整车实际功率，并根据所述整车实际功率进行降挡以确定所述第二目标输出功率，以及将所述第一目标输出功率和所述第二目标输出功率中的较小值作为所述最终目标输出功率。

2.根据权利要求1所述的车辆的能量管理控制方法，其特征在于，所述整车状态信息还包括动力电池温度，其中，在确定所述氢燃料电池的最终目标输出功率之后，所述方法还包括：

根据所述动力电池温度对所述车辆进行限功率输出。

3.根据权利要求1所述的车辆的能量管理控制方法，其特征在于，在确定所述氢燃料电池的最终目标输出功率之后，所述方法还包括：

确定所述动力电池的允许充电功率，并根据所述允许充电功率对所述最终目标输出功率进行限制。

4.一种车辆控制器，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的车辆的能量管理控制程序，所述处理器执行所述车辆的能量管理控制程序时，实现权利要求1-3中任一项所述的车辆的能量管理控制方法。

5.一种车辆的能量管理控制装置，其特征在于，所述车辆包括氢燃料电池和动力电池，所述装置包括：

获取模块，用于获取动力电池的SOC；

第一确定模块，用于根据所述动力电池的SOC确定所述氢燃料电池的第一目标输出功率；

第二确定模块，用于确定整车状态信息，并根据所述整车状态信息确定第二目标输出功率；

控制模块，用于根据所述整车状态信息、所述第一目标输出功率和所述第二目标输出功率确定所述氢燃料电池的最终目标输出功率；

所述动力电池的SOC分为低电量区间、中电量区间和高电量区间，其中，所述装置还包括：

第一控制模块，用于在所述动力电池的SOC处于所述低电量区间时，对所述车辆进行限功率输出，并确定整车实际功率，以及根据所述整车实际功率进行升挡以确定所述第二目标输出功率，并将所述第一目标输出功率和所述第二目标输出功率中的较大值作为所述最终目标输出功率；

第二控制模块，用于在所述动力电池的SOC处于所述中电量区间时，将所述第一目标输出功率作为所述最终目标输出功率；

第三控制模块，用于在所述动力电池的SOC处于所述高电量区间时，确定整车实际功率，并根据所述整车实际功率进行降挡以确定所述第二目标输出功率，以及将所述第一目标输出功率和所述第二目标输出功率中的较小值作为所述最终目标输出功率。

6.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求5所述的车辆的能量管理控制装置。

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