车载能量分配控制系统、方法、装置以及存储介质

allin2026-05-07  11


所属的技术人员能够理解,本技术的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此,本技术的各个方面可以具体实现为以下形式,即:完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等),或硬件和软件方面结合的实施方式,这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。下面参照图7来描述根据本技术的这种实施方式的车载设备700。图7显示的车载设备700仅仅是一个示例,不应对本技术实施例的功能和使用范围带来任何限制。如图7所示,车载设备700以通用计算设备的形式表现。车载设备700的组件可以包括但不限于:上述至少一个处理单元710、上述至少一个存储单元720、连接不同系统组件(包括存储单元720和处理单元710)的总线730以及显示单元740。其中,存储单元存储有程序代码,程序代码可以被处理单元710执行,使得处理单元710执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本技术各种示例性实施方式的步骤。例如,处理单元710可以执行如下所示的步骤:基于能量管理器接收子系统状态数据和系统功率需求,其中,子系统状态数据包括:燃料电池子系统的状态数据、锂电池子系统的状态数据;根据子系统状态数据以及系统功率需求确定子系统功率输出参考,其中,子系统功率输出参考包括:燃料电池子系统的燃料系统功率输出参考,锂电池子系统的锂电池系统功率输出参考;根据子系统功率输出参考确定燃料电池子系统以及锂电池子系统的目标输出功率,其中,目标输出功率用于描述实际的电池功率输出值,目标输出功率包括:基于燃料电池子系统确定的燃料输出功率、基于锂电池子系统确定的动力输出功率。在一中可选的实施方式中,基于锂电池子系统确定的动力输出功率,包括:根据锂电池系统功率输出参考确定锂电池子系统中每个电池模块的电池状态,其中,电池状态为每个电池模块中电池模组的状态;根据电池状态控制锂电池子系统中电路参数,其中,电路参数包括:电压、电阻;基于电路参数确定锂电池子系统的动力输出功率。存储单元720可以包括易失性存储单元形式的可读介质,例如随机存取存储单元(ram)7201和/或高速缓存存储单元7202,还可以进一步包括只读存储单元(rom)7203。存储单元720还可以包括具有一组(至少一个)程序模块7205的程序/实用工具7204,这样的程序模块7205包括但不限于:操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。总线730可以为表示几类总线结构中的一种或多种,包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。车载设备700也可以与一个或多个外部设备800(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信,还可与一个或者多个使得用户能与该车载设备700交互的设备通信,和/或与使得该车载设备700能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口750进行。并且,车载设备700还可以通过网络适配器760与一个或者多个网络(例如局域网(lan),广域网(wan)和/或公共网络,例如因特网)通信。如图所示,网络适配器760通过总线730与车载设备700的其它模块通信。应当明白,尽管图中未示出,可以结合车载设备700使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员易于理解,这里描述的示例实施方式可以通过软件实现,也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此,根据本技术实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来,该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom,u盘,移动硬盘等)中或网络上,包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本技术实施方式的方法。此外,上述附图仅是根据本技术示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明,而不是限制目的。易于理解,上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外,也易于理解,这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本技术的其他实施例。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本技术的真正范围和精神由权利要求指出。


背景技术:

1、氢燃料电池作为一种先进的能源转换技术,在零排放车辆领域展现出相较于内燃机和动力电池的显著优势。

2、然而,现有氢燃料电池-电池复合能源系统的能量分配系统的电气结构存在成本高昂和大质量体积的缺陷,这主要是由配置了大功率双向dc/dc变换器导致的,研究和实际应用表明,50kw的dc/dc变换器的尺寸和重量分别达到32l和30kg以上,此外,绝缘栅双极晶体管(igbt)或金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)作为变换器中的开关元件,在高频操作时会产生大量热量,其在20~200khz频率工作时最大功率耗散将会达到0.5~1.25kw,进而使得车载电池的能量分配较差,导致燃料电池-动力电池混合系统性能不足的问题。

3、针对相关技术中燃料电池-动力电池混合系统性能不足的问题,目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现思路

1、本技术的主要目的在于提供一种车载能量分配控制系统、方法、装置以及存储介质,以解决相关技术中燃料电池-动力电池混合系统性能不足的问题。

2、为了实现上述目的,根据本技术的第一方面,提供了一种车载能量分配控制系统。该系统包括:能量管理器、燃料电池子系统、锂电池子系统,其中,能量管理器,用于接收子系统状态数据和系统功率需求,其中,子系统状态数据包括:燃料电池子系统的状态数据、锂电池子系统的状态数据,并根据子系统状态数据和系统功率需求确定子系统功率输出参考,其中,子系统功率输出参考包括:燃料电池子系统的燃料系统功率输出参考,锂电池子系统的锂电池系统功率输出参考;燃料电池子系统,与高压总线进行连接,用于根据燃料系统功率输出参考确定燃料输出功率;锂电池子系统,与燃料电池子系统通过并联方式连接到高压总线上,用于根据锂电池系统功率输出参考确定动力输出功率。

3、进一步地,锂电池子系统包括:电池模块控制单元、多个电池模块,其中,每个电池模块由电池模块控制器,电池模组和低频分立开关组成,其中,每个电池模块,通过设置的低频分立开关互相串联,电池模组由多个电池并联组成;低频分立开关,包括主开关和旁路开关;电池模块控制器,用于控制主开关和旁路开关的开合。

4、进一步地,电池模块控制单元,通过和能量管理器进行数据交互,以确定锂电池子系统是否处于工作状态;电池模块控制单元,通过和电池模块控制器进行数据交互,以获取每个电池模块中电池模组的状态。

5、进一步地,电池模块的工作状态包括以下之一:连接主开关,断开旁路开关,通过电池模组的充电或者放电操作,使得电池模块处于连接状态;断开主开关,连接旁路开关,电池模组不进行充电或者放电,使得电池模块处于断开状态。

6、进一步地,能量管理器,设置有数据接收模块,用于接收燃料电池子系统和锂电池子系统的状态数据;能量管理器,设置有能量分配模块,用于根据系统功率需求和子系统状态数据确定燃料电池子系统的燃料系统功率输出参考、以及根据系统功率需求确定锂电池子系统的锂电池系统功率输出参考。

7、为了实现上述目的,根据本技术的第二方面,提供了一种车载能量分配控制方法。该方法包括:基于能量管理器接收子系统状态数据和系统功率需求,其中,子系统状态数据包括:燃料电池子系统的状态数据、锂电池子系统的状态数据;根据子系统状态数据以及系统功率需求确定子系统功率输出参考,其中,子系统功率输出参考包括:燃料电池子系统的燃料系统功率输出参考,锂电池子系统的锂电池系统功率输出参考;根据子系统功率输出参考确定燃料电池子系统以及锂电池子系统的目标输出功率,其中,目标输出功率用于描述实际的电池功率输出值,目标输出功率包括:基于燃料电池子系统确定的燃料输出功率、基于锂电池子系统确定的动力输出功率。

8、进一步地,基于锂电池子系统确定的动力输出功率,包括:根据锂电池系统功率输出参考确定锂电池子系统中每个电池模块的电池状态,其中,电池状态为每个电池模块中电池模组的状态;根据电池状态控制锂电池子系统中电路参数,其中,电路参数包括:电压、电阻;基于电路参数确定锂电池子系统的动力输出功率。

9、为了实现上述目的,根据本技术的第三方面,提供了一种车载能量分配控制装置,该装置包括:第一确定单元,用于基于能量管理器接收子系统状态数据和系统功率需求,其中,子系统状态数据包括:燃料电池子系统的状态数据、锂电池子系统的状态数据;第二确定单元,用于根据子系统状态数据以及系统功率需求确定子系统功率输出参考,其中,子系统功率输出参考包括:燃料电池子系统的燃料系统功率输出参考,锂电池子系统的锂电池系统功率输出参考;第三确定单元,用于根据子系统功率输出参考确定燃料电池子系统以及锂电池子系统的目标输出功率,其中,目标输出功率用于描述实际的电池功率输出值,其中,目标输出功率用于描述实际的电池功率输出值,目标输出功率包括:基于燃料电池子系统确定的燃料输出功率、基于锂电池子系统确定的动力输出功率。

10、进一步地,第三确定单元,包括:第一确定模块,用于根据锂电池系统功率输出参考确定锂电池子系统中每个电池模块的电池状态,其中,电池状态为每个电池模块中电池模组的状态;控制模块,用于根据电池状态控制锂电池子系统中电路参数,其中,电路参数包括:电压、电阻;第二确定模块,用于基于电路参数确定锂电池子系统的动力输出功率。

11、根据本技术实施例的第四方面,提供了一种车载设备,包括:处理器;以及存储器,存储器上存储有计算机可读指令,计算机可读指令被处理器执行时实现上述任意一项的车载能量分配控制方法。

12、根据本技术实施例的第五方面,提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现根据上述任意一项的车载能量分配控制方法。

13、本技术提供的车载能量分配控制系统,包括:能量管理器、燃料电池子系统、锂电池子系统,其中,能量管理器,用于接收子系统状态数据和系统功率需求,其中,子系统状态数据包括:燃料电池子系统的状态数据、锂电池子系统的状态数据,并根据子系统状态数据和系统功率需求确定子系统功率输出参考,其中,子系统功率输出参考包括:燃料电池子系统的燃料系统功率输出参考,锂电池子系统的锂电池系统功率输出参考;燃料电池子系统,与高压总线进行连接,用于根据燃料系统功率输出参考确定燃料输出功率;锂电池子系统,与燃料电池子系统通过并联方式连接到高压总线上,用于根据锂电池系统功率输出参考确定动力输出功率。通过本技术,解决了相关技术中燃料电池-动力电池混合系统性能不足的问题。通过确定能量管理器、燃料电池子系统以及锂电池子系统的电路设计,使得车载电池的能量能够有效分配,进而达到了提升车载混动系统性能的效果。


技术特征:

1.一种车载能量分配控制系统,其特征在于,包括:能量管理器、燃料电池子系统、锂电池子系统,其中,

2.根据权利要求1所述的车载能量分配控制系统,其特征在于,所述锂电池子系统包括:电池模块控制单元、多个电池模块,其中,每个电池模块由电池模块控制器,电池模组和低频分立开关组成,其中,

3.根据权利要求2所述的车载能量分配控制系统,其特征在于,其中,

4.根据权利要求3所述的车载能量分配控制系统,其特征在于,所述电池模块的工作状态包括以下之一:

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的车载能量分配控制系统,其特征在于,其中,

6.一种车载能量分配控制方法,其特征在于,包括:

7.根据权利要求6所述车载能量分配控制方法,其特征在于,基于所述锂电池子系统确定的动力输出功率,包括:

8.一种车载能量分配控制装置,其特征在于,包括:

9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质包括存储的程序,其中,所述程序执行权利要求6-7中任意一项所述的车载能量分配控制方法。

10.一种车载设备,其特征在于,包括:一个或多个处理器,存储器,显示装置以及一个或多个程序,其中,所述一个或多个程序被存储在所述存储器中,并且被配置为由所述一个或多个处理器执行,所述一个或多个程序包括用于执行权利要求6-7中任意一项所述的车载能量分配控制方法。


技术总结
本申请公开了一种车载能量分配控制系统、方法、装置以及存储介质,该系统包括:能量管理器、燃料电池子系统、锂电池子系统,其中,能量管理器,用于接收子系统状态数据和系统功率需求,其中,子系统状态数据包括:燃料电池子系统的状态数据、锂电池子系统的状态数据,并根据子系统状态数据和系统功率需求确定子系统功率输出参考;燃料电池子系统,与高压总线进行连接,用于根据燃料系统功率输出参考确定燃料输出功率;锂电池子系统,与燃料电池子系统通过并联方式连接到高压总线上,用于根据锂电池系统功率输出参考确定动力输出功率。通过本申请,解决了相关技术中燃料电池‑动力电池混合系统性能不足的问题。

技术研发人员:蒋尚峰,龚悠,杨小北,蔡成蹊,王腾,王丙雨,张龙海
受保护的技术使用者:厦门理工学院
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
转载请注明原文地址: https://www.8miu.com/read-27695.html

最新回复(0)