具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。

针对现有燃料电池输出功率时滞和动力锂电池功率分配存在的动力锂电池充放电电流严格限制，严禁过充过放缺陷，如图1所示本发明能量管理控制系统通过控制母线电压，自适应分配燃料电池、锂电池功率。能量管理控制系统包含3个功能模块：能量分配算法根据电机功率需求P_d和混合电源自身的工作状态，对燃料电池和锂电池的输出功率进行分配，得到P_fc和P_d，燃料电池工作点计算模块根据P_fc和燃料电池的伏安特性曲线，计算得到期望工作点的目标电压U_ref作为负载电压的参考给定；锂电池实际输出功率P_b跟随P_d与P_fc的差值自适应变化；电力变换单元用于执行能量流控制策略，将母线电压调节为期望电压。

如图2所示，本发明能量分配管理的流程如下：

①设定一个单位周期内燃料电池输出功率允许波动的限值ΔP_fc，加载时取+ΔP_fc，降载时取-ΔP_fc。

②设定锂电池的充放电SOC(剩余电量)上线和下限，并设定充放电最大倍率。

③读取锂电池实时SOC值和驾驶员需求的加速转矩T_e,动力电池SOC值可以通过安培计时法计算得到，后者通过加速踏板的开度反映，结合电机控制器反馈的电机转速n，按照公式：P_d＝T_e.n/9550计算驾驶员的电机功率需求。

④根据电机需求功率、燃料电池最大放电功率和锂电池最大放电功率，根据车辆状态、电机需求功率与燃料电池最大放电功率和锂电池最大放电功率之间的大小关系确定电机的工作模式，根据电机的工作模式对燃料电池和锂电池的输出功率进行实时分配。电机的工作模式为过载模式、大扭矩运行模式、轻载运行模式、回馈功率模式中的任意一种。

a.过载模式：燃料电池最大放电功率与锂电池最大放电功率之和小于电机需求功率，即判定过载，向电机控制器发出降载命令，此时控制电机需求功率等于燃料电池最大放电功率与锂电池最大放电功率之和。

b.大扭矩运行模式：即电机需求功率大于燃料电池最大放电功率且小于等于燃料电池最大放电功率与锂电池最大放电功率之和。为使燃料电池输出功率尽快满足负载需求，需将当前(周期)燃料电池期望输出功率P^* _fc1赋值为P_fcmax，为避免燃料电池输出功率大幅波动，须判断P^* _fc1相对于前一个控制周期的P_fc0的波动量与增量ΔP_fc(单位控制周期内燃料电池输出功率允许的波动上限)的关系，基于此修正燃料电池实际输出功率P_fc：

其中，P_fc——燃料电池实际输出功率

P_fc1——当前燃料电池实际输出功率；

——当前燃料电池组期望输出功率；

P_fc0——上一周期燃料电池实际输出功率；

ΔP_fc——单位周期内燃料电池输出功率允许波动的限值。

图2中各参数含义分别如下：

P_d——电机需求功率。

P_fcmax——燃料电池最大放电功率。

+ΔP_fc——单位周期内燃料电池输出功率允许波动的限值增量。

-ΔP_fc——单位周期内燃料电池输出功率允许波动的限值减量。

P′_fc1——锂电池和电机作为负载工况下，当前燃料电池理论期望输出功率。

P_bmax——锂电池最大放电功率。

P_b——锂电池实际输出功率。

P_b1——当前锂电池实际输出功率。

——当前锂电池期望输出功率。

这种修正方式保证了燃料电池实际输出功率P_fc随负载需求缓变响应，然后利用充分分配好的P_fc1作为约束条件计算锂电池期望输出功率P^* _b1＝P_d-P_fc1,判断此时锂电池的P_bmax是否能满足此期望值，锂电池分配实际输出功率P_b＝P_b1＝min[P^* _b1,P_bmax]，在P_b取P_bmax时表明实际分配给锂电池组的功率大于它能提供的最大功率，需发送降载保护命令，至此完成了大扭矩运行模式下两个能量源的功率分配，以燃料电池实际输出功率P_fc和锂电池实际输出功率P_b,并以P_fc+P_b之和作为实际的功率给定量发送给电机控制器。

c.轻载运行模式：P_d≤P_fcmax，此时根据锂电池的当前的SOC值判定燃料电池除为负载供电外是否需为锂电池组充电。轻载充电的SOC的充电阀值按如下参数设计，如图3所示，该阀值能保证锂电池组有一定裕量能够充电或放电。

当SOC≤60％时，整车允许燃电系统输出功率系数η_A0从0切换至1。在燃电系统开启工作后，整车根据动力电池SOC值对燃电系统功率值进行分档限制。在SOC≥90％时，整车允许燃电系统输出功率系数η_A1＝0kw，燃电系统处于怠速状态，即燃料电池系统输出功率仅满足自身功耗需要；在85％≤SOC＜90％时，整车允许燃电系统输出系数η_A2＝0.5；在80％≤SOC＜85％时，整车允许燃电系统输出功率系数η_A3从0.5线性平滑至0.7；在70％≤SOC＜80％时，整车允许燃电系统输出功率系数η_A4＝0.7；在65％≤SOC＜70％时，整车允许燃电系统输出功率系数η_A5从0.7线性平滑至1；在SOC＜65％时，整车允许燃电系统输出功率系数η_A6＝1。

当SOC大于90％阀值，轻载不需要充电，只需将燃料电池输出功率期望值P^* _fc1设为P_d，并根据大扭矩运行模式下的修正方式修当前正燃料电池实际输出功率P_fc1。显然此时只在燃料电池输出功率超过单步调节量时才启用锂离子电池组补充负载需求功率的缺口。当SOC小于60％阀值时，燃料电池在满足负载功率前提下为锂电池组充电，为此计算当前锂电池期望充电功率P^* _b1。设定当前燃料电池理论期望输出功率为当前锂电池期望充电功率与电机需求功率之和；若当前燃料电池理论期望输出功率小于燃料电池最大放电功率，则确定当前燃料电池期望输出功率为当前燃料电池理论期望输出功率；若当前燃料电池理论期望输出功率大于等于燃料电池最大放电功率，则确定当前燃料电池期望输出功率为燃料电池最大放电功率。当前燃料电池期望输出功率确定后，同样根据大扭矩运行模式下的修正方式修当前正燃料电池实际输出功率P_fc1。

对于轻载模式下充电选择恒流快充，以适合的速度使得电池电量达到期望值。此模式下锂电池组和电机都是燃料电池的负载，判断P_d和P^* _b1之和是否在燃料电池输出许可的范围内，如果超出范围，则需减小充电电流，使充电功率和负载功率等于燃料电池最大放电功率。

d.电机功率回馈模式：根据SOC和电池最大允许充电功率(实时最大充电功率)进行分配燃料电池的输出功率功率。如图4所示，整车上高压且系统无故障时，整车控制器判断整车是在燃电模式下(燃料电池发动机工作状态下)且整车档位处于D档且油门深度为0；计算BMS(电池管理系统)的电池最大允许充电功率P_充电允许与燃电系统输出功率P_燃电差值，该差值为正值；若二者差值≥当前电机回馈功率则按电机正常回馈进行，给锂电池充电；若二者差值＜当前电机回馈功率则电机不回馈功率。当前电机回馈功率为驱动电机控制器根据电机转速和扭矩计算得到并通过CAN总线发送给整车控制器。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。