权利要求
1.一种燃料电池汽车能量管理方法，其特征在于，包括：
实时采集车辆变速箱的坡度信号，判断车辆所处地势;
当车辆处于上坡路段时，控制燃料电池的电堆功率调整为当前的两倍;
当车辆处于水平路段和/或下坡路段时，采集并基于车辆的滑行回馈和制动回馈，调整燃料电池的电堆功率。
2.根据权利要求1所述的燃料电池汽车能量管理方法，其特征在于，还包括：
基于实时采集的油门开度以及动力电池SOC值，调整燃料电池的电堆功率。
3.根据权利要求1所述的燃料电池汽车能量管理方法，其特征在于，所述实时采集车辆变速箱的坡度信号，判断车辆所处地势，包括：
若坡度信号在第一预设时间内符合第一预设条件，判断车辆处于上坡路段;
若判断车辆处于上坡路段后，坡度信号在第二预设时间内符合第二预设条件，认为车辆保持在上坡路段，否则判断车辆处于下坡路段。
4.根据权利要求1所述的燃料电池汽车能量管理方法，其特征在于，所述当车辆处于水平路段和/或下坡路段时，采集并基于车辆的滑行回馈和制动回馈，调整燃料电池的电堆功率，包括：
建立滑行回馈与车辆速度之间的映射关系;
当车辆处于水平路段和/或下坡路段时，实时采集车辆速度，获取对应的滑行回馈;
若检测到滑行回馈增大，控制燃料电池的电堆功率减小;
若检测到滑行回馈减小，控制燃料电池的电堆功率增大。
5.根据权利要求1所述的燃料电池汽车能量管理方法，其特征在于，所述当车辆处于水平路段和/或下坡路段时，采集并基于车辆的滑行回馈和制动回馈，调整燃料电池的电堆功率，包括：
建立制动回馈与车辆刹车踏板深度之间的映射关系;
当车辆处于水平路段和/或下坡路段时，实时采集车辆速度，获取对应的制动回馈;
若检测到制动回馈增大，控制燃料电池的电堆功率减小;
若检测到制动回馈减小，控制燃料电池的电堆功率增大。
6.一种燃料电池汽车能量管理系统，其特征在于，包括VCU、燃料电池和动力电池，VCU分别与燃料电池、动力电池连接，采用权利要求1-5任一项所述的燃料电池汽车能量管理方法进行能量管理，调整燃料电池的电堆功率。
7.一种燃料电池汽车，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的燃料电池汽车能量管理方法，当车辆的运营情景为倒短运营时，配置大能量型的动力电池和功率为80kW-120kW的燃料电池电堆。
8.一种燃料电池汽车，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的燃料电池汽车能量管理方法，当车辆的运营情景为高速路段运营时，配置大功率型的动力电池和功率为190kW以上的燃料电池电堆。
9.一种燃料电池汽车，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的燃料电池汽车能量管理方法，当车辆的运营情景为矿山运营时，配置大能量型且大功率型的动力电池和功率为150kW以上的燃料电池电堆。
说明书
技术领域
[0001]本发明属于汽车能量控制技术领域，具体涉及一种燃料电池汽车能量管理方法。
背景技术
[0002]目前，一些燃料电池汽车厂家在车辆出厂前仅在厂区内的跑道上进行路试，运营情景单一且简单舒适，无法获知车辆在复杂运营场景下的表现。汽车出厂后可能难以适应遇到的各种复杂运营情景，动力电池的SOC值不能准确根据运营场景进行调整，导致车辆时常出现低SOC值的情况，需要司机原地停车进行充电，或返厂重新调试程序，浪费运营时间，给用户带来时间和金钱上的损失，同时也给燃料电池系统及动力电池的使用性能及寿命带来影响。
发明内容
[0003]为了克服上述一项或多项技术缺陷，本发明提供了一种燃料电池汽车能量管理方法，避免车辆因不适应复杂运营场景出现低SOC值，同时避免动力电池因接收到过多回馈与电堆功率导致过充，保护动力电池的性能与寿命。
[0004]为了解决上述问题，本发明提供了一种燃料电池汽车能量管理方法，包括：
[0005]实时采集车辆变速箱的坡度信号，判断车辆所处地势;
[0006]当车辆处于上坡路段时，控制燃料电池的电堆功率调整为当前的两倍;
[0007]当车辆处于水平路段和/或下坡路段时，采集并基于车辆的滑行回馈和制动回馈，调整燃料电池的电堆功率。
[0008]进一步的，还包括：
[0009]基于实时采集的油门开度以及动力电池SOC值，调整燃料电池的电堆功率。
[0010]进一步的，所述实时采集车辆变速箱的坡度信号，判断车辆所处地势，包括：
[0011]若坡度信号在第一预设时间内符合第一预设条件，判断车辆处于上坡路段;
[0012]若判断车辆处于上坡路段后，坡度信号在第二预设时间内符合第二预设条件，认为车辆保持在上坡路段，否则判断车辆处于下坡路段。
[0013]进一步的，所述当车辆处于水平路段和/或下坡路段时，采集并基于车辆的滑行回馈和制动回馈，调整燃料电池的电堆功率，包括：
[0014]建立滑行回馈与车辆速度之间的映射关系;
[0015]当车辆处于水平路段和/或下坡路段时，实时采集车辆速度，获取对应的滑行回馈;
[0016]若检测到滑行回馈增大，控制燃料电池的电堆功率减小;
[0017]若检测到滑行回馈减小，控制燃料电池的电堆功率增大。
[0018]进一步的，所述当车辆处于水平路段和/或下坡路段时，采集并基于车辆的滑行回馈和制动回馈，调整燃料电池的电堆功率，包括：
[0019]建立制动回馈与车辆刹车踏板深度之间的映射关系;
[0020]当车辆处于水平路段和/或下坡路段时，实时采集车辆速度，获取对应的制动回馈;
[0021]若检测到制动回馈增大，控制燃料电池的电堆功率减小;
[0022]若检测到制动回馈减小，控制燃料电池的电堆功率增大。
[0023]本发明还提供了一种燃料电池汽车能量管理系统，包括VCU、燃料电池和动力电池，VCU分别与燃料电池、动力电池连接，采用上述的燃料电池汽车能量管理方法进行能量管理，调整燃料电池的电堆功率。
[0024]本发明还提供了一种燃料电池汽车，采用上述的燃料电池汽车能量管理方法，当车辆的运营情景为倒短运营时，配置大能量型的动力电池和功率为80kW-120kW的燃料电池电堆。
[0025]本发明还提供了一种燃料电池汽车，采用上述的燃料电池汽车能量管理方法，当车辆的运营情景为高速路段运营时，配置大功率型的动力电池和功率为190kW以上的燃料电池电堆。
[0026]本发明还提供了一种燃料电池汽车，采用上述的燃料电池汽车能量管理方法，当车辆的运营情景为矿山运营时，配置大能量型且大功率型的动力电池和功率为150kW以上的燃料电池电堆。
[0027]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0028]本发明公开了一种燃料电池汽车能量管理方法，包括：实时采集车辆变速箱的坡度信号，判断车辆所处地势;当车辆处于上坡路段时，控制燃料电池的电堆功率调整为当前的两倍;当车辆处于水平路段和/或下坡路段时，采集并基于车辆的滑行回馈和制动回馈，调整燃料电池的电堆功率;根据车辆所处地势实时获取对应的滑行回馈与制动回馈，根据获得的滑行回馈与制动回馈调整获得合适的燃料电池电堆功率，既避免车辆因不适应复杂运营场景出现低SOC值，又避免动力电池因接收到过多回馈与电堆功率导致过充，保护动力电池的性能与寿命。
附图说明
[0029]下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：
[0030]图1为实施例1所述的燃料电池汽车能量管理方法的流程图;
[0031]图2为实施例1所述的燃料电池汽车能量管理方法的步骤S3的流程图一;
[0032]图3为实施例1所述的燃料电池汽车能量管理方法的步骤S3的流程图二。
具体实施方式
[0033]以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0034]实施例1
[0035]本实施例公开了一种燃料电池汽车能量管理方法，如图1，包括：
[0036]S1、实时采集车辆变速箱中坡度传感器的坡度信号，判断车辆所处地势。
[0037]具体地，步骤S1包括：
[0038]定义坡度信号为120时车辆处于水平位置，则若坡度信号>120，认为车辆处于上坡路段;若坡度信号<120，认为车辆处于下坡路段。其中，水平位置、上坡路段以及下坡路段可根据实际需要对坡度信号进行定义，本实施例中定义坡度信号为120时车辆处于水平位置。
[0039]考虑到坡度传感器的跳动等因素给坡度信号带来的干扰，对坡度信号进行滤波处理：
[0040]若坡度信号持续10s均大于125，判断车辆处于上坡路段。
[0041]若判断车辆处于上坡路段后，坡度信号持续小于115的时间不超过10s，认为车辆保持在上坡路段，若坡度信号持续小于115的时间超过10s则判断车辆处于下坡路段。
[0042]S2、当车辆处于上坡路段时，控制燃料电池的电堆功率调整为当前的两倍，此时车辆降档提高扭矩。
[0043]S3、当车辆处于水平路段和/或下坡路段时，采集并基于车辆的滑行回馈和制动回馈，调整燃料电池的电堆功率。
[0044]具体地，如图2，步骤S3包括：
[0045]建立滑行回馈与车辆速度的映射关系，车辆速度越大，滑行回馈越大。
[0046]当车辆处于水平路段和/或下坡路段时，实时采集车辆速度，获取对应的滑行回馈。
[0047]若检测到滑行回馈增大，控制燃料电池的电堆功率减小;若检测到滑行回馈减小，控制燃料电池的电堆功率增大，既保证动力电池的SOC值稳定，又避免动力电池过充。具体地，当车辆处于水平路段时，滑行回馈最大值为车辆后桥承受的反拖扭矩的30%;当车辆处于下坡路段时，滑行回馈最大值为车辆后桥承受的反拖扭矩的70%。
[0048]具体地，如图3，步骤S3还包括：
[0049]建立制动回馈与刹车踏板深度之间的映射关系，刹车踏板深度越大，制动回馈越大。
[0050]当车辆处于水平路段和/或下坡路段时，实时采集车辆速度，获取对应的制动回馈。
[0051]若检测到制动回馈增大，控制燃料电池的电堆功率减小;若检测到制动回馈减小，控制燃料电池的电堆功率增大，既保证动力电池的SOC值稳定，又避免动力电池过充。具体地，当车辆处于水平路段时，制动回馈最大值为车辆后桥承受的反拖扭矩的50%;当车辆处于下坡路段时，制动回馈最大值为车辆后桥承受的反拖扭矩的90%。
[0052]当车辆处于下坡路段时，车辆获得较大滑行反馈和制动反馈，此时VCU控制燃料电池电堆功率为最低允许输出功率，避免动力电池过充。此外，由于动力电池SOC值越低时其最大充电功率越大，且电机回馈功率越大，给电机提供更多回馈扭矩，减少下坡时司机频繁踩刹车;避免长下坡时司机频繁踩刹车导致刹车片过热而短暂失效造成严重安全事故。
[0053]可选地，还包括步骤：
[0054]基于实时采集的油门开度以及动力电池SOC值，调整燃料电池的电堆功率：
[0055]建立油门0-100的开度比例与燃料电池电堆功率0-额定功率之间的映射关系，具体地，本实施中油门开度比例与燃料电池电堆功率为正函数关系。
[0056]实时采集油门的开度比例，获得对应的燃料电池电堆功率。
[0057]采用修正系数对获得的燃料电池电堆功率进行修正，使得动力电池的SOC值处于50±10;其中，修正系数根据动力电池的实时SOC值对应生成，且当动力电池的实时SOC值小于50时，修正系数大于1;动力电池的实时SOC值大于50时，修正系数小于1。使得动力电池始终处于浅充电浅放点的状态，保护动力电池的性能与寿命。
[0058]具体地，修正系数根据动力电池的实时SOC值对应生成。
[0059]修正系数基于动力电池的SOC值进行PI控制，本实施例中设定最佳SOC值为50，采用50减去当前的SOC值，将获得的结果与系数kp相乘，并与ki系数的积分相加(本实施例中kp=0.1，ki=0.01)。
[0060]本发明根据车辆所处地势实时获取对应的滑行回馈与制动回馈，根据获得的滑行回馈与制动回馈调整获得合适的燃料电池电堆功率，既避免车辆因不适应复杂运营场景出现低SOC值，又避免动力电池因接收到过多回馈与电堆功率导致过充，保护动力电池的性能与寿命。
[0061]实施例2
[0062]本实施例公开了一种燃料电池汽车能量管理系统，包括VCU、燃料电池和动力电池，VCU分别与燃料电池、动力电池连接，采用实施例1所述的燃料电池汽车能量管理方法进行能量管理，调整燃料电池的电堆功率。
[0063]具体实施细节请参见实施例1，在此不再赘述。
[0064]实施例3
[0065]本实施例公开了一种燃料电池汽车，采用实施例1所述的燃料电池汽车能量管理方法，当车辆的运营情景为倒短运营时，车辆常常需要排队，这使得车辆大部分时间处于怠速状态，一个工作日中运营里程可能不足200km。可知电池不需要大功率运行，且频繁启停电堆会影响其寿命，因此配置大能量型的动力电池以长时间接收燃料电池提供的能量，并配置功率为80kW-120kW的燃料电池电堆。
[0066]实施例4
[0067]本实施例公开了一种燃料电池汽车，采用实施例1所述的燃料电池汽车能量管理方法，当车辆的运营情景为高速路段运营时，整车能量需求较大，因此配置大功率型的动力电池和功率为190kW以上的燃料电池电堆。
[0068]实施例5
[0069]本实施例公开了一种燃料电池汽车，采用实施例1所述的燃料电池汽车能量管理方法，当车辆的运营情景为矿山运营时，会遇到较多的上坡路段和下坡路段，对于大长坡上坡，需要动力电池持续释放大功率，以免出现车辆处于半坡而能量不够的情况;对于大长坡下坡，则需要动力电池接收整车回馈能量和燃料电池电堆释放的能量，因此配置大能量型且大功率型的动力电池和功率为150kW以上的燃料电池电堆。
[0070]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
说明书附图(3)
