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干货丨燃料电池汽车能量管理边界研究方法

2023-12-01 17:25:40·  来源：汽车测试网  
　

燃料电池汽车的能量管理边界主要对燃料电池和动力电池的能量输入输出的配合进行界定，研究方向包括燃料电池汽车工作模式的划分、功率调控的要求、能量储备的要求和能量回收的要求，其目标为满足驾驶需求、优化整车能效、提高燃料电池和动力电池的耐久性。


01 燃料电池汽车工作模式

按能量来源和用途将燃料电池汽车的工作模式分为燃料电池驱动模式、动力电池驱动模式、混合驱动模式、能量回收模式、强制保电模式。

1.燃料电池驱动模式：驱动过程中由燃料电池单独提供整车需求功率；

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2.动力电池驱动模式：驱动过程中由动力电池单独提供整车需求功率；

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3.混合驱动模式：驱动过程中由燃料电池和动力电池共同提供整车需求功率；

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4.能量回收模式：车辆减速时电机反拖机械能转化为电能储存到动力电池或用于高低压附件能耗；

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5.强制保电模式：动力电池SOC低到一定限值时不再进行能量输出将电量保持在不低于这一限值水平。

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根据动力电池SOC及整车需求功率对工作模式的边界限值进行明确，要求既要保证整车动力输出又要兼顾动力电池和燃料电池的效率及寿命。

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02 功率调控要求

1.为避免动力电池过充和过放影响其安全性和寿命，动力控制单元需实时采集驱动电机、燃料电池系统、动力电池系统状态，计算限制驱动功率边界和回收功率边界；

2.驱动电机控制器需要向整车控制器发送驱动电机当前工作模式、转速、扭矩以及扭矩边界范围；

3.动力电池控制单元需实时计算动力电池持续放电/充电功率边界及最大功率下的时间边界并发送给整车控制器；

4.能量回收模式：车辆减速时电机反拖机械能转化为电能储存到动力电池或用于高低压附件能耗；


03 能量储备的要求

1.燃料电池系统关机状态下，燃料电池控制器将下次起动时的能量需求发送给动力控制单元为燃料电池系统的起动储备能量；

2.燃料电池系统运行状态下，燃料电池控制器将停机时的能量需求发送给动力控制单元为燃料电池系统的停机储备能量。


04 能量回收的要求

1.能量回收过程中，燃料电池系统停止功率输出进入待机状态，根据高低压附件功耗和动力电池的可用充电功率限制回收功率。

2.我司针对日系热门燃料电池车型的工作模式进行了大量的测试验证，已获得关键边界参数，对车型研发过程中工作模式的对标具有重大意义，详细分析数据和研究成果期待同大家的交流与合作。


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