燃料电池车电池优化管理方法、系统、设备及介质技术方案

本发明专利技术公开了一种燃料电池车电池优化管理方法、系统、设备及介质。燃料电池车电池优化管理方法，包括：获取车速谱、SOC、车辆动力系统特性参数；以车辆使用成本为目标，输入车速谱、SOC、车辆动力系统特性参数，以SOC平衡为约束条件，构建哈密顿函数；根据哈密顿函数，在各工况和SOC条件下，计算获得能耗优化协同状态变量初始值；利用能耗优化协同状态变量初始值管理燃料电池车电池。燃料电池车电池优化管理系统，包括：参数获取模块；函数构建模块；运算模块；管理模块。本发明专利技术还提供了实现燃料电池车电池优化管理方法的设备及介质。电池优化管理方法的设备及介质。电池优化管理方法的设备及介质。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池车电池优化管理方法、系统、设备及介质


[0001]本专利技术涉及燃料电池车
，特别是涉及一种燃料电池车电池优化管理方法、系统、设备及介质。

技术介绍

[0002]氢能是一种高能量、无污染、零排放的清洁能源，在能源、运输等产业中有着独特优势，燃料电池汽车燃料补给时间短、续航里程高，这一特性使得它在商用车运输领域，越来越成为一种优秀的解决方案，可实现完全对燃油车的替代。
[0003]燃料电池车广泛应用的难点在于燃料电池自身和氢气成本高，提高燃料电池寿命和效率是燃料电池汽车发展的关键因素，在短期内燃料电池技术难以有重大突破的条件下，能量管理技术是现在最有效、最实用的技术手段。
[0004]能量管理技术可以有效降低行驶工况对燃料电池变载需求，提升燃料电池使用寿命；同时，在满足单次行驶工况的要求下，降低燃料电池工作点瞬时功率，提升总体效率，降低氢气消耗。以此从整个生命周期上降低燃料电池汽车的使用成本。
[0005]目前，针对燃料电池的能量管理在车辆上的应用，主要有基于规则控制、模糊逻辑控制和实时优化控制。
[0006]中国专利(CN111791758A、CN 112092683A、CN 110843556 B、CN 110015192 B)等专利都是基于规则进行能量管理。结合车辆实时的驱动需求、电池温度、SOC、燃料电池的功率限值，制定特定的规则来控制燃料电池的启停和功率点，减低燃料电池变载要求，来提升燃料电池使用寿命。
[0007]中国专利(CN112249001A)中公开了一种基于模糊逻辑的燃料电池汽车能量管理方法，基于初始化数集建立模糊逻辑模型，结合车辆实时的功率需求、电池SOC、燃料电池电流、效率等参数，得出该情况下对应的燃料电池功率。
[0008]中国专利(CN104002804B)中公开了一种用于燃料电池混合动力的能量控制方法，基于电池、燃料电池、DCDC特性，使用PMP最优理论，预先计算不同状态下DCDC最优功率输出，在行驶时获取车辆功率需求，匹配DCDC功率输出，达到瞬时优化的目的。
[0009]对于上述专利文献中所公开的控制系统及方法，都是针对瞬时的驱动需求和车辆及其零部件自身特性，得出的优化结果，没有将驾驶员需求、道路交通情况和车辆作为一个整体来考虑，结合驾驶员实际运输路线、效率需求、智能网联技术获取的道路交通状况因素，得出在满足车辆运输需求的情况下，实现车辆寿命、能耗最优的能量管理方案。

技术实现思路

[0010]基于此，本专利技术的目的在于，提供一种燃料电池车电池优化管理方法、系统、设备及介质。
[0011]第一方面，本专利技术提供一种燃料电池车电池优化管理方法，包括：
[0012]获取车速谱、SOC、车辆动力系统特性参数；
[0013]以车辆使用成本为目标，输入车速谱、SOC、车辆动力系统特性参数，以SOC平衡为约束条件，构建哈密顿函数；
[0014]根据哈密顿函数，在各工况和SOC条件下，计算获得能耗优化协同状态变量初始值；
[0015]利用能耗优化协同状态变量初始值管理燃料电池车电池。
[0016]上述技术方案在一种实施方式中，所述获取车速谱，包括：
[0017]从车速数据中抽取运行时间、运行里程、最大速度、最大加速度、最大减速度、运行平均速度、加速段平均速度、减速段平均速度、相对正加速度、加速比例、减速比例、匀速比例、怠速比例中的一种或多种，获得车速谱特征；
[0018]将所述车速谱特征进行坐标变换，转化为低维度无量纲量，并进行车速谱聚类分析。
[0019]上述技术方案在一种实施方式中，所述获取车速谱，还包括：
[0020]将所述车速谱聚类分析中距离各分类聚类中心距离最近的速度谱，作为该分类的车速谱。
[0021]上述技术方案在一种实施方式中，所述车辆使用成本，包括：燃料成本、电堆使用寿命均摊成本。
[0022]上述技术方案在一种实施方式中，所述电堆使用寿命均摊成本根据燃料电池寿命模型计算获得；
[0023]其中，所述燃料电池寿命模型的建立过程包括：
[0024]获取车辆燃料电池特性数据；
[0025]分析功率变载频率、变载速率与燃料电池寿命之间的关系，建立燃料电池寿命模型。
[0026]上述技术方案在一种实施方式中，所述计算获得能耗优化协同状态变量初始值之后，还包括：将所述能耗优化协同状态变量初始值存储至数据库。
[0027]第二方面，本专利技术提供一种燃料电池车电池优化管理系统，包括：
[0028]参数获取模块，用于获取车速谱、SOC、车辆动力系统特性参数；
[0029]函数构建模块，用于以车辆使用成本为目标，输入车速谱、SOC、车辆动力系统特性参数，以SOC平衡为约束条件，构建哈密顿函数；
[0030]运算模块，用于根据哈密顿函数，在各工况和SOC条件下，计算获得能耗优化协同状态变量初始值；
[0031]管理模块，用于利用能耗优化协同状态变量初始值管理燃料电池车电池。
[0032]第三方面，本专利技术提供一种设备，包括：
[0033]存储器，用于存储一个或多个程序；
[0034]处理器，用于运行所述存储器中存储的所述程序，以实现如上述任一项所述的燃料电池车电池优化管理方法。
[0035]第四方面，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其存储有至少一个程序，当所述程序被处理器执行时，实现如上述任一项所述的燃料电池车电池优化管理方法。
[0036]相对于现有技术，本专利技术通过获取车速谱、SOC、车辆动力系统特性参数；以车辆使用成本为目标，输入车速谱、SOC、车辆动力系统特性参数，以SOC平衡为约束条件，构建哈密
顿函数；根据哈密顿函数，在各工况和SOC条件下，计算获得能耗优化协同状态变量初始值；利用能耗优化协同状态变量初始值管理燃料电池车电池，本专利技术利用车辆相关数据计算能耗优化协同状态变量初始值，实现对燃料电池车电池的科学有效管理，从而提高燃料电池车电池的使用寿命和使用效率。
[0037]为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本专利技术。
附图说明
[0038]图1是本专利技术的燃料电池车电池优化管理方法的示例性流程框图。
[0039]图2是本专利技术的燃料电池车电池优化管理系统的流程框图。
具体实施方式
[0040]在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于其构造进行定义的，它们是相对的概念。因此，有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
[0041]以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与本公开的一些方面相一致的实施方式的例子。
[0042]在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开中所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池车电池优化管理方法，其特征在于，包括：获取车速谱、SOC、车辆动力系统特性参数；以车辆使用成本为目标，输入车速谱、SOC、车辆动力系统特性参数，以SOC平衡为约束条件，构建哈密顿函数；根据哈密顿函数，在各工况和SOC条件下，计算获得能耗优化协同状态变量初始值；利用能耗优化协同状态变量初始值管理燃料电池车电池。2.根据权利要求1所述的燃料电池车电池优化管理方法，其特征在于，所述获取车速谱，包括：从车速数据中抽取运行时间、运行里程、最大速度、最大加速度、最大减速度、运行平均速度、加速段平均速度、减速段平均速度、相对正加速度、加速比例、减速比例、匀速比例、怠速比例中的一种或多种，获得车速谱特征；将所述车速谱特征进行坐标变换，转化为低维度无量纲量，并进行车速谱聚类分析。3.根据权利要求2所述的燃料电池车电池优化管理方法，其特征在于，所述获取车速谱，还包括：将所述车速谱聚类分析中距离各分类聚类中心距离最近的速度谱，作为该分类的车速谱。4.根据权利要求1所述的燃料电池车电池优化管理方法，其特征在于，所述车辆使用成本，包括：燃料成本、电堆使用寿命均摊成本。5.根据权利要求4所述的燃料电池车电池优化管理方法，其特征在于，所述电堆使用寿命均摊成本根据燃料电池寿命模型计算获得；其中，所述燃料...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玮山，李波，
申请(专利权)人：广东汉合汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：