一种运输车动力模式切换方法及系统与流程

本发明涉及车辆工程，尤其涉及一种运输车动力模式切换方法及系统。

背景技术：

1、近年来，氢燃料电池运输车以氢气作为能量来源驱动车辆行驶，是21世纪最有前景的车辆品类之一。在氢燃料电池运输车整车架构中，除了氢燃料电池作为整车的主供电电源外，往往还会搭配一个锂离子电池或镍氢电池等作为辅助电源，在车辆启停、大功率供电和再生能量回馈时起作用。

2、然而，目前为止氢燃料电池和锂电池之间如何进行合理匹配和协同控制仍然是行业的难点。例如，氢燃料电池具有响应速度慢，功率变化率慢的缺点，在整车急加速、急减速、刹车等工况下，需要锂电池进行快速的功率吸收或者补偿，如果两者在功率匹配和协同控制上出现了差错，则会导致整车无法急加速、急减速和刹车以及动力电池过充、燃料电池堵死等故障，使整车存在安全风险。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明提供了一种运输车动力模式切换方法及系统解决氢燃料电池运输车燃料电池和锂离子电池常常出现的功率不匹配的问题。

4、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

5、第一方面，本发明提供了一种静态稳定极限计算方法，包括：

6、将氢燃料电池运输车划分为纯锂电池模式和混动模式两种动力模式；

7、通过燃料电池运输车动力模式进入及切换控制流程对两种动力模式进行切换，同时对整车及高压零部件功率进行控制，保障燃料电池运输车的安全稳定运行。

8、作为本发明所述的运输车动力模式切换方法的一种优选方案，其中：

9、所述将氢燃料电池运输车划分为纯锂电模式和混动模式两种动力模式，若氢燃料电池系统开启，进行氢气的消耗，则为混动模式；若氢燃料电池系统关闭，不进行氢气的消耗，则为纯锂电池模式。

10、作为本发明所述的运输车动力模式切换方法的一种优选方案，其中：

11、所述燃料电池运输车动力模式进入及切换控制流程，包括以下步骤：

12、整车控制器采集can信号及硬线信号，判断整车是否存在禁止上电的故障并且整车上电条件是否已被触发，若不存在禁止上电的故障并且整车上电条件已被触发，则整车发送锂离子电池高压上电指令并判断锂离子电池高压上电信号是否正常；若存在禁止上电的故障并且整车上电条件未被触发，则整车控制器禁止整车上电；

13、整车控制器实时采集锂离子电池高压上电信号，判断锂离子电池高压上电信号是否正常，若锂离子电池高压上电信号处于正常状态，则对燃料电池和供氢系统故障等级进行判断；若锂离子电池高压上电信号处于不正常状态，则返回判断整车是否存在禁止上电的故障并且整车上电条件是否已被触发；

14、整车控制器实时采集燃料电池和供氢系统的故障信息，对燃料电池和供氢系统故障等级进行判断，若燃料电池和供气系统均未发现3级以上故障，则判断动力模式开关当前处于何种模式档位；若燃料电池和供气系统发现3级以上故障，则整车控制器直接进入纯锂电池模式，按纯锂电池模式进行整车控制；

15、整车控制器通过硬线采集判断动力模式开关当前处于何种模式档位，若动力模式开关处于混动模式档位，则整车控制器发送锂离子电池高压上电指令并判断燃料电池高压上电信号是否处于正常状态；若动力模式开关未处于混动模式档位，则整车控制器直接进入纯锂电池模式，按纯锂电池模式进行整车控制；

16、整车控制器实时采集燃料电池高压上电信号，判断燃料电池高压上电信号是否处于正常状态，若燃料电池高压上电信号处于正常状态，则整车控制器发送开启供氢系统指令并判断供氢系统开启是否处于正常状态；若燃料电池高压上电信号处于不正常状态，则整车控制器直接进入纯锂电池模式，按纯锂电池模式进行整车控制；

17、整车控制器实时采集供氢系统开启状态信号，判断供氢系统开启是否处于正常状态，若供氢系统开启处于正常状态，则整车控制器发送燃料电池开机指令并判断燃料电池开机是否处于正常状态；若供氢系统开启处于不正常状态，则整车控制器直接进入纯锂电池模式，按纯锂电池模式进行整车控制；

18、整车控制器实时采集燃料电池开机状态信号，判断燃料电池开机是否处于正常状态，若燃料电池开机处于正常状态，则整车控制器进入混动模式，按混动模式进行整车控制；若燃料电池开机处于不正常状态，则整车控制器直接进入纯锂电池模式，按纯锂电池模式进行整车控制。

19、作为本发明所述的运输车动力模式切换方法的一种优选方案，其中：

20、所述对燃料电池和供氢系统故障等级进行判断，故障等级分为5个等级，0级为零件无故障，1级为零件轻微故障，2级为需整车限功率故障，3级为需整车停车故障，4级为需整车紧急下电故障，从0级到4级故障严重度依次升高。

21、作为本发明所述的运输车动力模式切换方法的一种优选方案，其中：

22、所述对整车及高压零部件功率进行控制，若车速大于等于设定的车速阈值，则禁止整车从纯锂电池模式跳转到混动模式；若电机转速大于等于设定的转速阈值，则禁止整车从纯锂电池模式跳转到混动模式；若电机扭矩大于等于设定的扭矩阈值，则禁止整车从纯锂电池模式跳转到混动模式；

23、若车速小于设定的车速阈值，则允许整车从纯锂电池模式跳转到混动模式；若电机转速小于设定的转速阈值，则允许整车从纯锂电池模式跳转到混动模式；若电机扭矩小于设定的扭矩阈值，则允许整车从纯锂电池模式跳转到混动模式。

24、作为本发明所述的运输车动力模式切换方法的一种优选方案，其中：

25、所述在混动模式下，整车控制器实时采集dcdc升压变换器输出功率，锂离子电池最大允许放电功率，锂离子电池最大允许充电功率，整车请求总功率及变化率，驱动电机功率和高压附件功率信号，通过对dcdc升压变换器输出功率，驱动电机功率和高压附件功率进行限制，保证整车平稳运行。

26、作为本发明所述的运输车动力模式切换方法的一种优选方案，其中：

27、所述在混动模式下，整车需求功率控制逻辑表示为：

28、pdcdc+pdis≥pm+phv≥pchar-pdcdc

29、其中，pdcdc为dcdc升压变换器输出功率；pdis为锂离子电池最大允许放电功率；pm为驱动电机实时需求功率或回馈功率；phv为高压附件实时消耗功率；pchar为锂离子电池最大允许充电功率。

30、第二方面，本发明提供了一种运输车动力模式切换系统，包括：

31、划分模块，将氢燃料电池运输车划分为纯锂电池模式和混动模式两种动力模式；

32、控制模块，通过燃料电池运输车动力模式进入及切换控制流程对两种动力模式进行切换，同时对整车及高压零部件功率进行控制，保障燃料电池运输车的安全稳定运行。

33、第三方面，本发明提供了一种计算设备，包括：

34、存储器，用于存储程序；

35、处理器，用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述运输车动力模式切换方法的步骤。

36、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，包括：所述程序被处理器执行时，实现所述的运输车动力模式切换方法的步骤。

37、本发明的有益效果：本发明设计了氢燃料电池运输车纯锂电模式和混动模式两种动力模式和控制方法，在不同条件下两种动力模式进行切换，对氢燃料电池运输车进行合理控制，保障燃料电池运输车的安全稳定运行。