本发明涉及一种新能源车的能量管理方法，特别涉及一种氢能燃料电池车的能量管理方法。
背景技术：
氢能源汽车正逐渐转变为未来交通运输业最理想的能源替代解决方案，氢能源车具有零排放、能量转换率高、续航里程长、加氢时间短等优点，得到了各大车企的青睐和国家的大力扶持。与传统内燃机相比，燃料电池能量转换效率高，零排放。但燃料电池也有自身的缺点，比如动态响应缓慢、频繁的动态响应和开关机会照成燃电使用寿命降低。如何保证整车的燃料电池和电池之间的能量分配，既能满足整车的能量需求同时又能保证燃电、电池同时工作在自己的高效区和高寿命区是能量管理研究的一个课题。
目前针对氢能燃料电池车的能量管理均采用电池输出功率关联于实时行车功率的方法，这使得燃料电池的输出一直会波动，即使采用了滤波方法，也会使得燃电系统输出一直变化，基本没有稳定输出，因此会缩短燃电寿命。另外，燃料电池本身的响应缓慢，燃电功率跟随整车行车功率实际的效果并不理想，特别是整车处于频繁启停的城市工况，soc会持续下降，不利于电池的使用寿命。另外此种控制方法使得电池soc的波动范围特别大，不适合小电量的电池与燃料电池的匹配。
技术实现要素：
本发明旨在提供一种针对氢能燃料电池车的能量管理方法，可使燃料电池稳定输出，延长燃料电池的使用寿命。本发明通过以下方案实现。
一种氢能燃料电池车的能量管理方法，在可进行信息和数据处理的集成电路单元内灌入数据代码组成的可按一定算法运行的程序，这种算法包括以下步骤：
(ⅰ)当电池的soc值在设定的soctargetmax和soctargetmin之间时，按设定的燃料电池变载最小间隔时间t，将车辆的运行过程分为若干相同的时间段tn，其中n为非负整数；所述的soctargetmax为设定的电池的soc最大目标值，soctargetmin为设定的电池的soc最小目标值；电池的soc是指电池的荷电容量；
(ⅱ)当n＝1时，燃料电池的实际应该输出功率为燃料电池的待机功率；
(ⅲ)当n≥2时，先按公式(1)计算得到时间段内燃料电池的输出偏差值fcsdifpower_tn，公式中ibat为该时间段内电池的电流，ifcs为该时间段内燃料电池的电流，t为时间，
再按公式(2)计算得到时间段内燃料电池的实时输出功率fcsrealpower_tn，
(ⅳ)比较燃料电池的实时输出功率fcsrealpower_tn值、燃料电池允许输出功率值fcs_allow_power值和电池允许充电功率值bat_allow_chargepower，将其中的最小值作为燃料电池的实际应该输出的功率值反馈至整车控制单元；然后通过整车控制单元发送到can网络，完成能量的合理匹配；其中燃料电池允许输出功率值fcs_allow_power值和电池允许充电功率值bat_allow_chargepower依据该时间段的工况，通过can网络采集获取。
(ⅴ)重复以上步骤(ⅲ)和(ⅳ)，直至车辆运行结束。
由于燃电系统存在响应缓慢的迟滞效应，燃料电池的输出偏差越来越大，为消除这种影响，在上述步骤(ⅲ)中，采用公式(3)替换所述的公式(2)计算得到时间段内燃料电池的实时输出功率fcsrealpower_tn，
公式中的k的取值范围为-10～10，且k是一个实时变化的值。即当存在偏差时，k可以根据实际情况增大或缩小偏差，从而使得燃料电池的实际输出的功率接近应该输出的功率，k值可具体标定实车来确定。
为进一步保证电池在合适的范围内工作，在上述步骤(ⅰ)之前，增加以下过程，若电池的soc大于设定的soc_max，则输出燃料电池不开机信号；若soctargetmax≤电池的soc≤soc_max，则输出燃料电池以待机功率运行的信号，若电池的soc≤soctargetmin,则输出燃料电池按最大额定功率运行的信号；所述的soc_max为电池不允许充电的最高soc限制点值。
所述的燃料电池变载最小间隔时间t为150秒～300秒时，该算法的精确性和速度匹配更佳。
与现有技术相比，本发明的方法具有以下优点：
1、能在一个较小的设定的电池的soc区间内，使得燃料电池输出功率在满足整车需求的同时，在每个时间段内燃料电池都有稳定的输出，可有效延长燃料电池的使用寿命。
2、本发明的方法，可使配套的电池的soc在小范围波动，延长电池的使用寿命。同时此方法由于能控制电池的soc在一个小范围内波动，因此在特别在电池容量较低时，仍能实现与燃料电池系统很好的与匹配。
3、通过采用本发明的方法，可以降低整车的配电量，降低整车成本，提高竞争力。采用的电池电量可比目前同燃料电池车规格所采用的电池电量降低50％以上，整车成本降低20％以上。
具体实施方式
实施例1
一种8.5米氢能燃料电池客车的能量管理方法，采用的燃料电池为46kw，采用的配套锂电池容量为32a·h。在可进行信息和数据处理的集成电路单元内灌入数据代码组成的可按一定算法运行的程序，这种算法包括以下步骤：
(ⅰ)设定配套锂电池的soc最大目标值soctargetmax为满荷电容量的75％，设定锂电池的soc最小目标值soctargetmin为满荷电容量的65％，当锂电池的soc值在设定的soctargetmax和soctargetmin之间时，按设定的燃料电池变载最小间隔时间t为150秒，将车辆的运行过程分为若干相同的时间段tn，其中n为非负整数；
(ⅱ)当n＝1时，燃料电池的实际应该输出功率为燃料电池的待机功率8kw；
(ⅲ)当n≥2时，先按公式(1)计算得到时间段内燃料电池的输出偏差值fcsdifpower_tn，公式中ibat为该时间段内锂电池的电流，ifcs为该时间段内燃料电池的电流，t为时间，ibat、ifcs均通过can总线数据采集获得，
再按公式(3)计算得到时间段内燃料电池的实时输出功率fcsrealpower_tn，公式中的k值经实车标定为-3～3，
(ⅳ)比较燃料电池的实时输出功率fcsrealpower_tn值、燃料电池允许输出功率值fcs_allow_power值和电池允许充电功率值bat_allow_chargepower，其中燃料电池允许输出功率值fcs_allow_power值和电池允许充电功率值bat_allow_chargepower依据该时间段车辆所处的工况，通过can网络采集获取。其中的最小值作为燃料电池的实际应该输出的功率值反馈至整车控制单元；然后通过整车控制单元发送到can网络，完成能量的合理匹配；
(ⅴ)重复以上步骤(ⅲ)和(ⅳ)，直至车辆运行结束。
实施例2
在实施例1的基础上，为进一步保证电池在合适的范围内工作，在上述步骤(ⅰ)之前，增加以下过程，设定电池不允许充电的最高soc限制点值soc_max为满荷电容量的83％，若电池的soc大于soc_max值，则输出燃料电池不开机信号；若soctargetmax≤电池的soc≤soc_max，则输出燃料电池以待机功率运行的信号，若电池的soc≤soctargetmin，则输出燃料电池按最大额定功率运行的信号。
实施例3
针对12m的氢能燃料电池巴士，采用的燃料电池为60kw，采用的配套锂电池容量为192a·h。其能量管理方法与实施例1基本相同，不同之处有：
1、公式(3)中的k值经实车标定为-2～3.5
2、设定燃料电池变载最小间隔时间t为300秒。