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干貨丨燃料電池汽車能量管理邊界研究方法
燃料電池汽車的能量管理邊界主要對(duì)燃料電池和動(dòng)力電池的能量輸入輸出的配合進(jìn)行界定，研究方向包括燃料電池汽車工作模式的劃分、功率調(diào)控的要求、能量?jī)?chǔ)備的要求和能量回收的要求，其目標(biāo)為滿足駕駛需求、優(yōu)化整車能效、提高燃料電池和動(dòng)力電池的耐久性。
01 燃料電池汽車工作模式
按能量來源和用途將燃料電池汽車的工作模式分為燃料電池驅(qū)動(dòng)模式、動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)模式、混合驅(qū)動(dòng)模式、能量回收模式、強(qiáng)制保電模式。
1.燃料電池驅(qū)動(dòng)模式：驅(qū)動(dòng)過程中由燃料電池單獨(dú)提供整車需求功率；
2.動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)模式：驅(qū)動(dòng)過程中由動(dòng)力電池單獨(dú)提供整車需求功率；
3.混合驅(qū)動(dòng)模式：驅(qū)動(dòng)過程中由燃料電池和動(dòng)力電池共同提供整車需求功率；
4.能量回收模式：車輛減速時(shí)電機(jī)反拖機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存到動(dòng)力電池或用于高低壓附件能耗；
5.強(qiáng)制保電模式：動(dòng)力電池SOC低到一定限值時(shí)不再進(jìn)行能量輸出將電量保持在不低于這一限值水平。
根據(jù)動(dòng)力電池SOC及整車需求功率對(duì)工作模式的邊界限值進(jìn)行明確，要求既要保證整車動(dòng)力輸出又要兼顧動(dòng)力電池和燃料電池的效率及壽命。
02 功率調(diào)控要求
1.為避免動(dòng)力電池過充和過放影響其安全性和壽命，動(dòng)力控制單元需實(shí)時(shí)采集驅(qū)動(dòng)電機(jī)、燃料電池系統(tǒng)、動(dòng)力電池系統(tǒng)狀態(tài)，計(jì)算限制驅(qū)動(dòng)功率邊界和回收功率邊界；
2.驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器需要向整車控制器發(fā)送驅(qū)動(dòng)電機(jī)當(dāng)前工作模式、轉(zhuǎn)速、扭矩以及扭矩邊界范圍；
3.動(dòng)力電池控制單元需實(shí)時(shí)計(jì)算動(dòng)力電池持續(xù)放電/充電功率邊界及最大功率下的時(shí)間邊界并發(fā)送給整車控制器；
4.能量回收模式：車輛減速時(shí)電機(jī)反拖機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能儲(chǔ)存到動(dòng)力電池或用于高低壓附件能耗；
03 能量?jī)?chǔ)備的要求
1.燃料電池系統(tǒng)關(guān)機(jī)狀態(tài)下，燃料電池控制器將下次起動(dòng)時(shí)的能量需求發(fā)送給動(dòng)力控制單元為燃料電池系統(tǒng)的起動(dòng)儲(chǔ)備能量；
2.燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)下，燃料電池控制器將停機(jī)時(shí)的能量需求發(fā)送給動(dòng)力控制單元為燃料電池系統(tǒng)的停機(jī)儲(chǔ)備能量。
04 能量回收的要求
1.能量回收過程中，燃料電池系統(tǒng)停止功率輸出進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，根據(jù)高低壓附件功耗和動(dòng)力電池的可用充電功率限制回收功率。
2.我司針對(duì)日系熱門燃料電池車型的工作模式進(jìn)行了大量的測(cè)試驗(yàn)證，已獲得關(guān)鍵邊界參數(shù)，對(duì)車型研發(fā)過程中工作模式的對(duì)標(biāo)具有重大意義，詳細(xì)分析數(shù)據(jù)和研究成果期待同大家的交流與合作。
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