CN117698517B - 车辆能量管理方法、装置、vcu、车辆以及存储介质 - Google Patents

车辆能量管理方法、装置、vcu、车辆以及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种车辆能量管理方法、装置、VCU、车辆以及存储介质，其中的方法包括：根据动力电池的回充电流和电压信息，以及车辆制动能量回收功率，确定第一功率；根据动力电池的动力电池荷电状态SOC，确定第二功率；获取氢燃料电池***的允许加载功率，作为第三功率；基于第一功率、第二功率和第三功率，确定氢燃料电池***的目标功率，并将目标功率发送给氢燃料电池***。本发明可以合理分配燃料电池***与动力电池***的功率输出，优化氢燃料电池***与动力电池***间的功率分配，减少氢气消耗；可以减少氢燃料电池***工作时输出功率的变化率以及频繁启停的现象，提高氢燃料电池***的使用寿命。

Description

车辆能量管理方法、装置、VCU、车辆以及存储介质
技术领域
本发明涉及氢能源车辆技术领域，尤其涉及一种车辆能量管理方法、装置、VCU、车辆以及存储介质。
背景技术
随着氢能政策的推广以及产业链的发展，氢能源车辆的市场占有率正在逐年增长。氢能源车辆的动力总成通常包括两种动力源，一种为动力电池***，另一种为氢燃料电池***。氢燃料电池***是将氢气与氧气在电堆中与膜电极上的催化剂产生化学反应，产生电离子，经过燃料电池端板对外集中输出电离子产生的电流。由于氢气的制造与储运成本较高，使得氢能源车辆的使用成本也居高不下。在保证氢能源车辆的整车动力性的基础上，合理分配氢燃料电池***与动力电池***的功率输出，兼顾动力***耐久性能及整车经济性，是车辆能量管理控制策略的核心。现有的车辆能量管理方法，通常设置动力电池的若干个固定功率，基于此若干个固定功率控制氢燃料电池***的功率，无法合理分配燃料电池***与动力电池***的功率输出，增加了氢气的消耗，影响氢燃料电池***的使用寿命。
发明内容
.有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种车辆能量管理方法、装置、VCU、车辆以及存储介质。
根据本发明的第一方面，提供一种车辆能量管理方法，包括：根据动力电池的回充电流和电压信息，以及车辆制动能量回收功率，确定第一功率；根据所述动力电池的动力电池荷电状态SOC，确定第二功率；获取氢燃料电池***的允许加载功率，作为第三功率；基于所述第一功率、所述第二功率和所述第三功率，确定所述氢燃料电池***的目标功率，并将所述目标功率发送给所述氢燃料电池***。
可选地，所述根据所述动力电池的动力荷电状态SOC，确定第二功率包括：设置SOC最大值和SOC最小值；在所述SOC最大值和所述SOC最小值之间，设置多个SOC区间；判断所述动力电池SOC是否大于或等于所述SOC最大值、所述动力电池SOC是否小于所述SOC最小值，以及所述动力电池SOC是否位于所述多个SOC区间中的一个SOC区间内，根据判断结果确定所述第二功率。
可选地，所述根据判断结果确定所述第二功率包括：在判断所述动力电池SOC位于所述多个SOC区间中的一个SOC区间内时，将此SOC区间作为SOC目标区间；基于所述SOC目标区间，确定所述第二功率。
可选地，所述基于所述SOC目标区间，确定所述第二功率包括：在所述SOC目标区间的区间范围为小于第一SOC，大于或等于第二SOC的情况下，获取对于所述氢燃料电池***在前一次确定的目标功率，作为所述第二功率；其中，所述第一SOC与所述SOC最大值相同；在所述SOC目标区间的区间范围为小于第二SOC，大于或等于第三SOC的情况下，获取所述氢燃料电池***在怠速运行状态下的输出功率，作为所述第二功率；在所述SOC目标区间的区间范围为小于第三SOC，大于或等于第四SOC的情况下，获取对于所述氢燃料电池***在前一次确定的目标功率，作为所述第二功率。
可选地，所述基于所述SOC目标区间，确定所述第二功率包括：在所述SOC目标区间的区间范围为小于第四SOC，大于或等于第五SOC的情况下，根据车速和车速阈值确定所述第二功率。
可选地，所述根据车速和车速阈值确定所述第二功率包括：确定所述车速小于或等于所述车速阈值的持续时长；在所述持续时长小于或等于第一时长的情况下，获取所述氢燃料电池***的平均输出功率，作为所述第二功率；在所述持续时长小于或等于第二时长、大于所述第一时长的情况下，获取所述氢燃料电池***的第一输出功率，作为所述第二功率；在所述持续时长小于或等于第三时长、大于所述第二时长的情况下，获取所述氢燃料电池***的第二输出功率，作为所述第二功率；在所述持续时长大于所述第三时长的情况下，获取所述氢燃料电池***的第三输出功率，作为所述第二功率。
可选地，所述平均输出功率小于所述第一输出功率；所述第一输出功率小于所述第二输出功率，并且，所述第二输出功率小于所述第三输出功率。
可选地，所述基于所述SOC目标区间，确定所述第二功率包括：在所述SOC目标区间的区间范围为小于第五SOC，大于或等于第六SOC的情况下，获取对于所述氢燃料电池***在前一次确定的目标功率，作为所述第二功率；在所述SOC目标区间的区间范围为小于第六SOC，大于或等于第七SOC的情况下，获取所述氢燃料电池***的第四输出功率，作为所述第二功率；其中，所述第七SOC与所述SOC最小值相同。
可选地，所述根据判断结果确定所述第二功率包括：在所述动力电池SOC小于所述SOC最小值的情况下，获取所述氢燃料电池***的第五输出功率，作为所述第二功率；其中，所述第五输出功率大于所述第四输出功率。
可选地，所述根据判断结果确定所述第二功率包括：在所述动力电池SOC大于或等于所述SOC最大值的情况下，确定所述氢燃料电池***停止输出功率，所述第二功率为0。
可选地，所述根据动力电池的回充电流和电压信息，以及车辆制动能量回收功率，确定第一功率包括：根据所述回充电流和所述电压信息，确定回充功率；将所述回充功率与所述车辆制动能量回收功率的差值，作为所述第一功率。
可选地，基于驱动电机的输出端电流和电压，确定所述车辆制动能量回收功率。
可选地，在将所述目标功率发送给所述氢燃料电池***时，向所述氢燃料电池***发送所述氢燃料电池***的最大输出电流信息。
可选地，所述基于所述第一功率、所述第二功率和所述第三功率，确定所述氢燃料电池***的目标功率包括：选取所述第一功率、所述第二功率和所述第三功率中的最小值，作为所述目标功率。
根据本发明的第二方面，提供一种车辆能量管理装置，包括：第一功率确定模块，用于根据动力电池的回充电流和电压信息，以及车辆制动能量回收功率，确定第一功率；第二功率确定模块，用于根据所述动力电池的动力电池荷电状态SOC，确定第二功率；第三功率确定模块，用于获取氢燃料电池***的允许加载功率，作为第三功率；目标功率确定模块，用于基于所述第一功率、所述第二功率和所述第三功率，确定所述氢燃料电池***的目标功率，并将所述目标功率发送给所述氢燃料电池***。
根据本发明的第三方面，提供一种车辆能量管理装置，包括：存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如上所述的方法。
根据本发明的第四方面，提供一种整车控制器VCU，包括：如上所述的车辆能量管理装置。
根据本发明的第五方面，提供一种车辆，包括：动力电池***、氢燃料电池***和如上所述的VCU。
根据本发明的第六方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行如上所述的方法。
本发明的车辆能量管理方法、装置、VCU、车辆以及存储介质，根据动力电池的回充电流和电压以及车辆制动能量回收功率，确定第一功率，根据动力电池的SOC确定第二功率，基于第一功率、第二功率和氢燃料电池***的允许加载功率确定氢燃料电池***的目标功率；可以合理分配燃料电池***与动力电池***的功率输出，优化氢燃料电池***与动力电池***间的功率分配，减少氢气消耗；可以减少氢燃料电池***工作时输出功率的变化率以及频繁启停的现象，提高氢燃料电池***的使用寿命。
附图说明
通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。下面结合具体的实施例，并参照附图，对本发明的上述和其它目的和优点做进一步的描述。在附图中，相同的或对应的技术特征或部件将采用相同或对应的附图标记来表示。
图1为根据本发明的车辆能量管理方法的一个实施例的流程示意图；
图2为根据本发明的车辆能量管理方法的一个实施例中的确定第二功率的流程示意图；
图3为根据本发明的车辆能量管理方法的一个实施例中的基于SOC确定第二功率的流程示意图；
图4为根据本发明的车辆能量管理装置的一个实施例的模块示意图；
图5为根据本发明的车辆能量管理装置的一个实施例中的第二功率确定模块的模块示意图；
图6为根据本发明的车辆能量管理装置的另一个实施例的模块示意图。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实施例的所有特征。然而，应该了解，在对实施例进行实施的过程中必须做出很多特定于实施方式的设置，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与设备及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本发明内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。
应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
本领域技术人员可以理解，本发明实施例中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。
还应理解，在本发明实施例中，“多个”可以指两个或两个以上，“至少一个”可以指一个、两个或两个以上。
还应理解，对于本发明实施例中提及的任一部件、数据或结构，在没有明确限定或者在前后文给出相反启示的情况下，一般可以理解为一个或多个。
另外，本发明中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本发明中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
还应理解，本发明对各个实施例的描述着重强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以相互参考，为了简洁，不再一一赘述。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
此外，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与至少根据本发明的方案密切相关的处理步骤和/或设备结构，而省略了与本发明关系不大的其它细节。还应注意，在附图中相似的附图标记和字母指示相似的项目，并且因此一旦一个项目在一个附图中被定义，则对于随后的附图无需再对其进行论述。
图1为根据本发明的车辆能量管理方法的一个实施例的流程示意图，如图1所示：
步骤101，根据动力电池的回充电流和电压信息，以及车辆能量回收功率，确定第一功率。动力电池的回充电流和电压信息可以为电池管理***允许的持续回充电流和动力电池电压信息。车辆能量回收功率可以为车辆制动能量回收功率等。
在一个实施例中，氢能是一种绿色可再生能源，氢燃料电池***是一种把氢气具有的化学能直接转换成电能的化学装置，氢燃料电池***采用氢气和氧气反应，无任何污染。在氢燃料汽车中，使用氢燃料电池***和动力电池***一起为整车提供能量，氢燃料电池***可以作为辅助电源。
驱动电机等负载可以通过电源分配单元分别与动力电池***和氢燃料电池***电连接，动力电池***和氢燃料电池***电连接。动力电池可以为多种电池，例如为锂电池等。车辆在制动、滑行等状态下，车轮带动驱动电机可以实现制动能量回收，可对动力电池进行充电。动力电池的回充电流为电池管理***BMS（Battery Management System）允许的动力电池的持续回充电流，电压信息为动力电池的电压；动力电池的电压和回充电流信息可以根据不同动力电池厂家的电池平台及控制策略进行设置。
电池管理***BMS可以监控动力电池***、氢燃料电池***的运行状态，对相关状态参数进行必要的分析计算并进行管理，防止动力电池、氢燃料电池出现过充电和过放电等情况，并且能够设置动力电池***、氢燃料电池***的多种参数，保证动力电池***、氢燃料电池***的安全可靠运行。
动力电池***可以为现有的多种动力电池***，可以包括动力电池以及相应的控制器等，控制器用于基于接收到的功率值、电流信息等，控制动力电池工作。
氢燃料电池***可以包括多种氢燃料电池，例如质子交换膜燃料电池，氢燃料电池***可以为动力电池充电，也可以单独或与动力电池一起为驱动电机等负载供电。氢燃料电池***包括氢燃料电池以及相应的控制器等，控制器用于基于接收到的功率值、电流信息等，控制氢燃料电池工作。当氢燃料电池***为动力电池充电时，其输出电流应小于动力电池的允许回充电流。
步骤102，根据动力电池的动力电池SOC（State Of Charging，荷电状态），确定第二功率。
步骤103，获取氢燃料电池的允许加载功率，作为第三功率。氢燃料电池以及氢燃料电池***的允许加载功率可以根据不同的车辆、电池***进行设置。
步骤104，基于第一功率、第二功率和第三功率，确定氢燃料电池的目标功率，并将目标功率发送给氢燃料电池。可以确定氢燃料电池以及氢燃料电池***的目标功率，可以将目标功率发送给氢燃料电池***。例如，将目标功率发送给氢燃料电池***的控制器，以使控制器基于目标功率控制氢燃料电池工作。
在一个实施例中，确定氢燃料电池***的目标功率可以使用多种方法。例如，选取第一功率、第二功率和第三功率中的最小值，作为目标功率。
整车控制器VCU（Vehicle Control Unit）可以在接收到氢燃料电池***的控制器发送的功率请求时，获取第一功率、第二功率和第三功率，确定氢燃料电池***的目标功率；或者，VCU实时获取第一功率、第二功率和第三功率，确定氢燃料电池***的目标功率；或者，VCU根据预设的时间间隔，周期性地获取第一功率、第二功率和第三功率，确定氢燃料电池***的目标功率。
VCU可以通过现有的整车动力学公式计算在车辆对应工况下整车驱动的需求功率，根据动力电池的SOC状态确定动力电池的功率，并确定氢燃料电池***提供的目标功率，氢燃料电池***的目标功率与动力电池***的功率相加为整车驱动的需求功率。VCU可以根据整车请求功率P以及目标功率P等进行功率分配。
在一个实施例中，确定第一功率可以使用多种方法。根据回充电流和电压信息，确定回充功率，将回充功率与车辆制动能量回收功率的差值作为第一功率；其中，可以基于驱动电机的输出端电流和电压，确定车辆制动能量回收功率。
例如，动力电池的回充电流为BMS允许的、动力电池的持续回充电流，电池电压可以为通过电压传感器检测的动力电池的电压，回充功率=BMS允许的、动力电池的持续回充电流×电池电压。
驱动电机可以在制动、滑行等状态下，被车轮带动输出电流。可以通过电压传感器和电流传感器检测驱动电机的输出端电流和电压。车辆制动能量回收功率=驱动电机的输出端电流×驱动电机的输出端电压。确定第一功率P_1=BMS允许的、动力电池的持续回充电流×电池电压-车辆制动能量回收功率。
第二功率P_2可以根据动力电池SOC确定。第三功率P_3为氢燃料电池***允许加载的功率，可以根据不同的氢燃料电池***特性进行设置。确定目标功率P=min（P_1，P_2，P_3），将目标功率P发送给所述氢燃料电池***，氢燃料电池***的控制器根据目标功率P进行相应的控制。
上述实施例中的车辆能量管理方法，可以使氢燃料电池***不进行大幅度变载，氢燃料电池***的工作区间处于氢燃料电池的高效区间段，氢气消耗能够降低；动力电池可以用于削峰填谷，不会长期大电量放电，可以有效减少动力电池的充放电循环，降低动力电池的工作温度，提高动力电池***循环寿命。
图2为根据本发明的车辆能量管理方法的一个实施例中的确定第二功率的流程示意图，如图2所示：
步骤201，设置SOC最大值和SOC最小值。
步骤202，在SOC最大值和SOC最小值之间，设置多个SOC区间。
步骤203，判断动力电池SOC是否大于或等于SOC最大值、动力电池SOC是否小于SOC最小值，以及动力电池SOC是否位于多个SOC区间中的一个SOC区间内，根据判断结果确定第二功率。
在一个实施例中，在动力电池SOC大于或等于SOC最大值的情况下，确定氢燃料电池***停止输出功率，第二功率为0。例如，当动力电池SOC≥X_1时，整车采用纯电模式，氢燃料电池***停机，即第二功率为0；其中，X_1为SOC最大值。
图3为根据本发明的车辆能量管理方法的一个实施例中的基于SOC确定第二功率的流程示意图，如图3所示：
步骤301，在判断动力电池SOC位于多个SOC区间中的一个SOC区间内时，将此SOC区间作为SOC目标区间。
步骤302，基于SOC目标区间，确定第二功率。
在一个实施例中，在SOC目标区间的区间范围为小于第一SOC，大于或等于第二SOC的情况下，获取对于氢燃料电池***在前一次确定的目标功率，作为第二功率；其中，第一SOC与SOC最大值相同。
例如，第一SOC为X_1，第二SOC为X_2，当X_2≤动力电池SOC＜X_1，氢燃料电池***处于滞回区；获取对于氢燃料电池***在前一次确定的目标功率，作为第二功率。氢燃料电池***的输出状态（功率）与前一次（或上一周期）的氢燃料电池***输出状态（功率）保持一致。
在SOC目标区间的区间范围为小于第二SOC，大于或等于第三SOC的情况下，获取氢燃料电池***在怠速运行状态下的输出功率，作为第二功率。
例如，第三SOC为X_3，当X_3≤动力电池SOC＜X_2，氢燃料电池***怠速运行；获取氢燃料电池***在怠速运行状态下的输出功率，作为第二功率；氢燃料电池***在怠速运行状态下的输出功率可以根据不同的氢燃料电池***进行设置。
在SOC目标区间的区间范围为小于第三SOC，大于或等于第四SOC的情况下，获取对于氢燃料电池***在前一次确定的目标功率，作为第二功率。
例如，第四SOC为X_4，当X_4≤动力电池SOC＜X_3，氢燃料电池***处于滞回区；获取对于氢燃料电池***在前一次确定的目标功率，作为第二功率。氢燃料电池***的输出状态（功率）与前一次（或上一周期）的氢燃料电池***输出状态（功率）保持一致。
在SOC目标区间的区间范围为小于第四SOC，大于或等于第五SOC的情况下，根据车速和车速阈值确定第二功率。可以确定车速小于或等于车速阈值的持续时长，根据持续时长确定第二功率。
例如，第五SOC为X_5，车速阈值为u km/h，车速为v。当X_5≤动力电池SOC＜X_4，根据车速v≤ u km/h的持续时长a，进行氢燃料电池***输出功率调整，确定第二功率。
在持续时长小于或等于第一时长的情况下，获取氢燃料电池***的平均输出功率，作为第二功率。例如，第一时长为t_1s，当0s＜a≤t_1s时，氢燃料电池***的输出功率为相应工况下的平均输出功率P_Avr，作为第二功率。氢燃料电池***的平均输出功率P_Avr为氢燃料电池***在相应工况下的平均功率。
在持续时长小于或等于第二时长、大于第一时长的情况下，获取氢燃料电池***的第一输出功率，作为第二功率。例如，第二时长为t_2s，当t_1s＜a≤t_2s时，获取氢燃料电池***的第一输出功率P_B，作为第二功率。
在持续时长小于或等于第三时长、大于第二时长的情况下，获取氢燃料电池***的第二输出功率，作为第二功率。例如，第三时长为t_3s，当t_2s＜a≤t_3s时，获取氢燃料电池***的第二输出功率P_C，作为第二功率。
在持续时长大于第三时长的情况下，获取氢燃料电池***的第三输出功率，作为第二功率。例如，当a＞t_3s时，获取氢燃料电池***的第三输出功率P_D，作为第二功率。
其中，t_1-t_3可以根据不同的氢燃料电池***进行设置；平均输出功率P_Avr小于第一输出功率P_B；第一输出功率P_B小于第二输出功率P_C，并且，第二输出功率P_C小于第三输出功率P_D；P_B 、P_C、P_D 等，可以根据不同的氢燃料电池***进行设置。
在SOC目标区间的区间范围为小于第五SOC，大于或等于第六SOC的情况下，获取对于氢燃料电池***在前一次确定的目标功率，作为第二功率。
例如，第六SOC为X_6，当X_6≤动力电池SOC＜X_5，氢燃料电池***处于滞回区；获取对于氢燃料电池***在前一次确定的目标功率，作为第二功率。氢燃料电池***的输出状态（功率）与前一次（或上一周期）的氢燃料电池***输出状态（功率）保持一致。
在SOC目标区间的区间范围为小于第六SOC，大于或等于第七SOC的情况下，获取氢燃料电池***的第四输出功率，作为第二功率；其中，第七SOC与SOC最小值相同。
例如，第七SOC为X_7，为SOC最小值。当X_7≤动力电池SOC＜X_6，获取氢燃料电池***的第四输出功率P_E，作为第二功率。
在动力电池SOC小于SOC最小值的情况下，获取氢燃料电池***的第五输出功率，作为第二功率；其中，第五输出功率大于第四输出功率。
例如，当动力电池SOC＜X_7，获取氢燃料电池***的第五输出功率P_F，作为第二功率。第四输出功率P_E和第五输出功率P_F为标定值，第四输出功率P_E小于第五输出功率P_F。
在一个实施例中，X_1-X_7的具体值可以根据实际工况进行标定。例如，X_1为85%，X_2为80%，X_3为70%，X_4为65%，X_5为55%，X_6为50%，X_7为30%。SOC最大值为X_1，SOC最小值为X_7。
当动力电池SOC≥85%时，整车采用纯电模式，氢燃料电池***停机；确定氢燃料电池***停止输出功率，第二功率为0。
当80%≤当动力电池SOC＜85%，氢燃料电池***处于滞回区；获取对于氢燃料电池***在前一次确定的目标功率，作为第二功率。
当70%≤动力电池SOC＜80%，氢燃料电池***怠速运行；获取氢燃料电池***在怠速运行状态下的输出功率，作为第二功率。
当65%≤动力电池SOC＜70%，氢燃料电池***处于滞回区；获取对于氢燃料电池***在前一次确定的目标功率，作为第二功率。
当55%≤动力电池SOC＜65%，需要根据车速v≤ 1 km/h（车速阈值）的持续时长a进行氢燃料电池***输出功率调整。设置t_1为10，t_2为30，t_3为60：
当0s＜a≤10s时，获取氢燃料电池***在相应工况下的平均输出功率P_Avr为20kW，作为第二功率；
当10s＜a≤30s时，获取氢燃料电池***的第一输出功率P_B为30kW，作为第二功率；
当30s＜a≤60s时，获取氢燃料电池***的第二输出功率P_C为40kW，作为第二功率；
当a＞60s时，获取氢燃料电池***的第三输出功率P_D为80kW，作为第二功率。
当50%≤动力电池SOC＜55%时，氢燃料电池***处于滞回区；获取对于氢燃料电池***在前一次确定的目标功率，作为第二功率。
当30%≤动力电池SOC＜50%时，获取氢燃料电池***的第四输出功率P_E为60kW，作为第二功率。
当动力电池SOC＜30%，获取氢燃料电池***的第五输出功率P_F为85kW，作为第二功率。
在一个实施例中，在将目标功率发送给所述氢燃料电池***时，向氢燃料电池***发送氢燃料电池***的最大输出电流信息。氢燃料电池***的最大输出电流信息可以为BMS允许的、动力电池的持续回充电流；氢燃料电池***的最大输出电流信息也可以为根据氢燃料电池***的目标功率以及氢燃料电池***的电压确定的电流值，可以防止氢燃料电池***升功率过大影响氢燃料电池***寿命。可以设置氢燃料电池***的目标功率与氢燃料电池***的最大输出电流的对应关系表或对应策略，基于对应关系表或对应策略以及目标功率，获得氢燃料电池***的最大输出电流。
上述实施例中的车辆能量管理方法、装置、VCU、车辆以及存储介质，可以使氢燃料电池***不进行大幅度变载，氢燃料电池***的工作区间处于氢燃料电池***的高效区间段，降低氢氢气消耗；可以有效减少动力电池的充放电循环，降低动力电池的工作温度，提高动力电池***循环寿命；可以合理分配燃料电池***与动力电池***的功率输出，优化氢燃料电池***与动力电池***间的功率分配；可以减少氢燃料电池***工作时输出功率的变化率以及频繁启停的现象，提高氢燃料电池***的使用寿命。
在一个实施例中，如图4所示，本发明提供一种车辆能量管理装置40，包括第一功率确定模块41、第二功率确定模块42、第三功率确定模块43和目标功率确定模块44。第一功率确定模块41根据动力电池的回充电流和电压信息，以及车辆制动能量回收功率，确定第一功率。
例如，第一功率确定模块41根据电压和回充电流信息，确定回充功率，将回充功率与车辆制动能量回收功率的差值，作为第一功率；其中，第一功率确定模块41基于驱动电机的输出端电流和电压，确定车辆制动能量回收功率。
第二功率确定模块42根据动力电池的动力电池荷电状态SOC，确定第二功率。第三功率确定模块43获取氢燃料电池***的允许加载功率，作为第三功率。目标功率确定模块44基于第一功率、第二功率和第三功率，确定氢燃料电池***的目标功率，并将目标功率发送给所述氢燃料电池***。
例如，目标功率确定模块44选取第一功率、第二功率和第三功率中的最小值，作为目标功率。目标功率确定模块44在将目标功率发送给所述氢燃料电池***时，向氢燃料电池***发送氢燃料电池***的最大输出电流信息。
在一个实施例中，如图5所示，第二功率确定模块42包括：设置单元421和确定单元422。设置单元421设置SOC最大值和SOC最小值，在SOC最大值和SOC最小值之间，设置多个SOC区间。
确定单元422判断动力电池SOC是否大于或等于SOC最大值、动力电池SOC是否小于SOC最小值，以及动力电池SOC是否位于多个SOC区间中的一个SOC区间内，根据判断结果确定第二功率。
在一个实施例中，确定单元422在判断动力电池SOC位于多个SOC区间中的一个SOC区间内时，将此SOC区间作为SOC目标区间；确定单元422基于SOC目标区间，确定第二功率。
确定单元422在SOC目标区间的区间范围为小于第一SOC，大于或等于第二SOC的情况下，获取对于氢燃料电池***在前一次确定的目标功率，作为第二功率。
确定单元422在SOC目标区间的区间范围为小于第二SOC，大于或等于第三SOC的情况下，获取氢燃料电池***在怠速运行状态下的输出功率，作为第二功率。
确定单元422在SOC目标区间的区间范围为小于第三SOC，大于或等于第四SOC的情况下，获取对于氢燃料电池***在前一次确定的目标功率，作为第二功率。
在一个实施例中，确定单元422在SOC目标区间的区间范围为小于第四SOC，大于或等于第五SOC的情况下，根据车速和车速阈值确定第二功率。
例如，确定单元422确定车速小于或等于车速阈值的持续时长；确定单元422在持续时长小于或等于第一时长的情况下，获取氢燃料电池***的平均输出功率，作为第二功率。
确定单元422在持续时长小于或等于第二时长、大于第一时长的情况下，获取氢燃料电池***的第一输出功率，作为第二功率。确定单元422在持续时长小于或等于第三时长、大于第二时长的情况下，获取氢燃料电池***的第二输出功率，作为第二功率。确定单元422在持续时长大于第三时长的情况下，获取氢燃料电池***的第三输出功率，作为第二功率。
在一个实施例中，确定单元422在SOC目标区间的区间范围为小于第五SOC，大于或等于第六SOC的情况下，获取对于氢燃料电池***在前一次确定的目标功率，作为第二功率。
确定单元422在SOC目标区间的区间范围为小于第六SOC，大于或等于第七SOC的情况下，获取氢燃料电池***的第四输出功率，作为第二功率；其中，第七SOC与SOC最小值相同。
确定单元422在动力电池SOC小于SOC最小值的情况下，获取氢燃料电池的第五输出功率，作为第二功率。确定单元422在动力电池SOC大于或等于SOC最大值的情况下，确定氢燃料电池停止输出功率，第二功率为0。
在一个实施例中，如图6所示，本发明提供一种车辆能量管理装置，可包括存储器62、处理器61、通信接口63以及总线64。存储器62用于存储指令，处理器61耦合到存储器62，处理器61被配置为基于存储器62存储的指令执行实现上述的车辆能量管理方法。
存储器62可以为高速RAM存储器、非易失性存储器(non-volatile memory)等，存储器62也可以是存储器阵列。存储器62还可能被分块，并且块可按一定的规则组合成虚拟卷。处理器61可以为中央处理器CPU，或专用集成电路ASIC（Application SpecificIntegrated Circuit），或者是被配置成实施本发明的车辆能量管理方法的一个或多个集成电路。
在一个实施例中，本发明提供一种整车控制器VCU，包括如上任一实施例中的车辆能量管理装置。
在一个实施例中，本发明提供一种车辆，包括动力电池、氢燃料电池、电池管理***和如上任一实施例中的VCU。车辆可以为氢燃料商用车等。
在一个实施例中，本发明提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如上任一个实施例中的方法。
计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列举）可以包括：具有一个或者多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
本发明的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种实施例的方法中的步骤。
上述实施例中的车辆能量管理方法、装置、VCU、车辆以及存储介质，根据动力电池的回充电流和电压以及车辆制动能量回收功率，确定第一功率，根据动力电池的SOC确定第二功率，基于第一功率、第二功率和氢燃料电池***的允许加载功率确定氢燃料电池***的目标功率；可以使氢燃料电池***不进行大幅度变载，氢燃料电池***的工作区间处于氢燃料电池***的高效区间段，氢气消耗能够降低；动力电池可以用于削峰填谷，不会长期大电量放电，可以有效减少动力电池的充放电循环，降低动力电池的工作温度，提高动力电池***循环寿命；可以合理分配燃料电池***与动力电池***的功率输出，优化氢燃料电池***与动力电池***间的功率分配，兼顾动力***耐久性能；可以减少氢燃料电池***工作时输出功率的变化率以及频繁启停的现象，提高氢燃料电池***的使用寿命，提高车辆的行驶经济性。
以上结合具体实施例描述了本发明的基本原理，但是，需要指出的是，在本发明中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本发明的各个实施例必须具备的。另外，上述发明的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本发明为必须采用上述具体的细节来实现。
本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于***实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，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。
本发明中涉及的器件、装置、设备、***的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、***。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
还需要指出的是，在本发明的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。
提供所发明的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本发明。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其它方面而不脱离本发明的范围。因此，本发明不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此发明的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本发明的实施例限制到在此发明的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员应当理解，上述实施例仅是说明性的而不限制本发明的范围。本领域技术人员应该理解，上述实施例可以被组合、修改或替换而不脱离本发明的范围和实质。

Claims (16)

1.一种车辆能量管理方法，其特征在于，包括：
根据动力电池的回充电流和电压信息，以及车辆制动能量回收功率，确定第一功率；
根据所述动力电池的动力电池荷电状态SOC，确定第二功率，包括：
设置SOC最大值和SOC最小值；在所述SOC最大值和所述SOC最小值之间，设置多个SOC区间；
判断所述动力电池SOC是否大于或等于所述SOC最大值、所述动力电池SOC是否小于所述SOC最小值，以及所述动力电池SOC是否位于所述多个SOC区间中的一个SOC区间内，根据判断结果确定所述第二功率；
在判断所述动力电池SOC位于所述多个SOC区间中的一个SOC区间内时，将此SOC区间作为SOC目标区间；基于所述SOC目标区间，确定所述第二功率；
其中，所述基于所述SOC目标区间，确定所述第二功率包括：
在所述SOC目标区间的区间范围为小于第一SOC，大于或等于第二SOC的情况下，获取对于氢燃料电池***在前一次确定的目标功率，作为所述第二功率；其中，所述第一SOC与所述SOC最大值相同；
在所述SOC目标区间的区间范围为小于第二SOC，大于或等于第三SOC的情况下，获取所述氢燃料电池***在怠速运行状态下的输出功率，作为所述第二功率；
在所述SOC目标区间的区间范围为小于第三SOC，大于或等于第四SOC的情况下，获取对于所述氢燃料电池***在前一次确定的目标功率，作为所述第二功率；获取氢燃料电池***的允许加载功率，作为第三功率；
基于所述第一功率、所述第二功率和所述第三功率，确定所述氢燃料电池***的目标功率，将所述目标功率值发送给所述氢燃料电池***。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述SOC目标区间，确定所述第二功率包括：
在所述SOC目标区间的区间范围为小于第四SOC，大于或等于第五SOC的情况下，根据车速和车速阈值确定所述第二功率。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据车速和车速阈值确定所述第二功率包括：
确定所述车速小于或等于所述车速阈值的持续时长；
在所述持续时长小于或等于第一时长的情况下，获取所述氢燃料电池***的平均输出功率，作为所述第二功率；
在所述持续时长小于或等于第二时长、大于所述第一时长的情况下，获取所述氢燃料电池***的第一输出功率，作为所述第二功率；
在所述持续时长小于或等于第三时长、大于所述第二时长的情况下，获取所述氢燃料电池***的第二输出功率，作为所述第二功率；
在所述持续时长大于所述第三时长的情况下，获取所述氢燃料电池***的第三输出功率，作为所述第二功率。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述平均输出功率小于所述第一输出功率；所述第一输出功率小于所述第二输出功率，并且，所述第二输出功率小于所述第三输出功率。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述SOC目标区间，确定所述第二功率包括：
在所述SOC目标区间的区间范围为小于第五SOC，大于或等于第六SOC的情况下，获取对于所述氢燃料电池***在前一次确定的目标功率，作为所述第二功率；
在所述SOC目标区间的区间范围为小于第六SOC，大于或等于第七SOC的情况下，获取所述氢燃料电池***的第四输出功率，作为所述第二功率；其中，所述第七SOC与所述SOC最小值相同。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据判断结果确定所述第二功率包括：
在所述动力电池SOC小于所述SOC最小值的情况下，获取所述氢燃料电池***的第五输出功率，作为所述第二功率；
其中，所述第五输出功率大于所述第四输出功率。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据判断结果确定所述第二功率包括：
在所述动力电池SOC大于或等于所述SOC最大值的情况下，确定所述氢燃料电池***停止输出功率，所述第二功率为0。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据动力电池的回充电流和电压信息，以及车辆制动能量回收功率，确定第一功率包括：
根据所述回充电流和所述电压信息，确定回充功率；
将所述回充功率与所述车辆制动能量回收功率的差值，作为所述第一功率。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，
基于驱动电机的输出端电流和电压，确定所述车辆制动能量回收功率。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
在将所述目标功率发送给所述氢燃料电池***时，向所述氢燃料电池***发送所述氢燃料电池***的最大输出电流信息。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一功率、所述第二功率和所述第三功率，确定所述氢燃料电池***的目标功率包括：
选取所述第一功率、所述第二功率和所述第三功率中的最小值，作为所述目标功率。
12.一种车辆能量管理装置，其特征在于，包括：
第一功率确定模块，用于根据动力电池的回充电流和电压信息，以及车辆制动能量回收功率，确定第一功率；
第二功率确定模块，用于根据所述动力电池的动力电池荷电状态SOC，确定第二功率；
其中，所述第二功率确定模块，包括：
设置单元，用于设置SOC最大值和SOC最小值；在所述SOC最大值和所述SOC最小值之间，设置多个SOC区间；
确定单元，用于判断所述动力电池SOC是否大于或等于所述SOC最大值、所述动力电池SOC是否小于所述SOC最小值，以及所述动力电池SOC是否位于所述多个SOC区间中的一个SOC区间内，根据判断结果确定所述第二功率；
所述确定单元，还用于在判断所述动力电池SOC位于所述多个SOC区间中的一个SOC区间内时，将此SOC区间作为SOC目标区间；基于所述SOC目标区间，确定所述第二功率，包括：在所述SOC目标区间的区间范围为小于第一SOC，大于或等于第二SOC的情况下，获取对于氢燃料电池***在前一次确定的目标功率，作为所述第二功率；所述第一SOC与所述SOC最大值相同；在所述SOC目标区间的区间范围为小于第二SOC，大于或等于第三SOC的情况下，获取所述氢燃料电池***在怠速运行状态下的输出功率，作为所述第二功率；在所述SOC目标区间的区间范围为小于第三SOC，大于或等于第四SOC的情况下，获取对于所述氢燃料电池***在前一次确定的目标功率，作为所述第二功率；
第三功率确定模块，用于获取氢燃料电池***的允许加载功率，作为第三功率；
目标功率确定模块，用于基于所述第一功率、所述第二功率和所述第三功率，确定所述氢燃料电池***的目标功率，并将所述目标功率发送给所述氢燃料电池***。
13.一种车辆能量管理装置，其特征在于，包括：
存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如权利要求1至11中任一项所述的方法。
14.一种整车控制器VCU，其特征在于，包括：
如权利要求12或13所述的车辆能量管理装置。
15.一种车辆，其特征在于，包括：
动力电池、氢燃料电池***和如权利要求14所述的VCU。
16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被处理器执行如权利要求1至11中任一项所述的方法。
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