具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1，是本发明一实施例提供的一种氢燃料电池车总剩余能量的计算方法的流程示意图，包括S101、S102和S103，如下所示：

S101：获取氢燃料电池车的电量数据。

S102：根据电量数据获取氢燃料电池车的工况。

在本实施例中，所述根据所述电量数据获取所述氢燃料电池车的工况，具体为：所述电量数据包括：第一电流和第二电流；所述氢燃料电池车的工况包括第一工况、第二工况和第三工况；当所述第一电流大于等于预设值时，判断所述氢燃料电池车的工况为第一工况后并获取；当所述第一电流小于所述预设值、且所述第一电流的负值小于所述第二电流时，判断所述氢燃料电池车的工况为第二工况后并获取；当所述第一电流小于所述预设值、且所述第一电流的负值大于所述第二电流时，判断所述氢燃料电池车的工况为第三工况后并获取。

在一具体实施例中，第一电流和第二电流分别是动力电池电流(I_BMS)和氢堆输出端电流(I_DCF)，预设值为0。所以根据电量数据获取氢燃料电池车的工况，具体为：

当I_BMS≥0时，说明氢燃料电池车的动力电池对外做功，氢燃料电池车整车的用电器耗电，则判断氢燃料电池车的工况为第一工况；

当I_BMS<0，且-I_BMS<I_DCF时，说明氢燃料电池车的动力电池充电，氢燃料电池车整车的用电器耗电，则判断氢燃料电池车的工况为第二工况；

当I_BMS<0，且-I_BMS>I_DCF时，说明氢燃料电池车的动力电池充电，氢燃料电池车整车处于能量回收电机发电状态，则判断氢燃料电池车的工况为第三工况。

S103：根据氢燃料电池车的工况，获取相应的氢气消耗数据，根据氢气消耗数据和电量数据计算得到第一能量后，根据第一能量计算得到氢燃料电池车的总剩余能量。

其中，所述第一能量为单位氢气转换的电能量。

在本实施例中，所述根据所述氢气消耗数据和所述电量数据计算得到第一能量，具体为：所述第一能量包括总单位氢气转化电量和小计单位氢气转化电量；在所述氢燃料电池车行驶时，根据所述氢气消耗数据和所述电量数据计算得到所述小计单位氢气转化电量；在所述氢燃料电池车行驶结束时，根据所述小计单位氢气转化电量更新所述总单位氢气转化电量。

在本实施例中，所述根据所述第一能量计算得到所述氢燃料电池车的总剩余能量，具体为：所述氢燃料电池车的总剩余能量包括：第一总剩余能量和第二总剩余能量；在所述氢燃料电池车启动时，获取初始氢气剩余量和初始电池剩余量，并依据所述总单位氢气转化电量计算得到所述第一总剩余能量；在所述氢燃料电池车行驶时，获取实时氢气剩余量和实时电池剩余量，并依据所述小计单位氢气转化电量计算得到所述第二总剩余能量。

在本实施例中，还包括：获取所述氢燃料电池车的总剩余能量并显示，具体为：当所述氢燃料电池车启动时，获取所述第一总剩余能量并显示；当所述氢燃料电池车行驶时，获取小计里程值，当所述小计里程值为预设数值时，获取所述第二总剩余能量并显示。

为了进一步说明根据氢燃料电池车的工况计算氢燃料电池车的总剩余能量的过程，请参照图2，图2是本发明一实施例提供的一种氢燃料电池车的工况说明示意图。

具体地，图2中的1、2、3分别代表燃料电池、动力电池系统和氢燃料电池车整车用电器。此外，为了便于说明，图2中均标注了氢燃料电池车整车用电器的电流值(I_car)和电压值(U_car)。

获取氢燃料电池车的工况后，先获取相应的氢气消耗数据，然后根据氢气消耗数据和电量数据计算得到第一能量后，最后便可根据第一能量计算得到氢燃料电池车的总剩余能量。

其中，氢气消耗数据包括：氢燃料电池车的工况为第一工况时的氢气消耗量H2con1、氢燃料电池车的工况为第二工况时的氢气消耗量H2con2和氢燃料电池车的工况为第三工况时的氢气消耗量H2con3。

电量数据包括：动力电池数据和氢堆输出端数据；其中，所述动力电池数据即为动力电池系统的数据，包括：动力电池电流(I_BMS)、动力电池电压(U_BMS)、动力电池包充电效率(η1)和动力电池包放电效率(η2)；所述氢堆输出端数据即为燃料电池的数据，包括：氢堆输出端电压(U_DCF)和氢堆输出端电流(I_DCF)。其中，电量数据中的动力电池电流(I_BMS)和氢堆输出端电流(I_DCF)分别是上述工况判断所需的第一电流和第二电流。

其中，氢燃料电池车的工况为第一工况时，I_BMS≥0，即氢燃料电池车的动力电池对外做功，氢燃料电池车整车的用电器耗电(即I_car>0)。

则记录当氢燃料电池车的工况为第一工况时的氢气消耗量H2con1，然后根据电量数据计算第一工况下氢气转换的电能量Ele1，可由以下公式表示：

Ele1＝(∑U_DCF*I_DCF*T/η2)/1000/3600

其中，T为预设周期。

氢燃料电池车的工况为第二工况时，I_BMS<0，且-I_BMS<I_DCF，即氢燃料电池车的动力电池充电，氢燃料电池车整车的用电器耗电(即I_car>0)。

则记录当氢燃料电池车的工况为第二工况时的氢气消耗量H2con2，然后根据电量数据计算第二工况下氢气转换的电能量Ele2，可由以下公式表示：

Ele2＝(η1*∑U_BMS*I_BMS*T+∑U_DCF*(I_DCF-I_BMS)*T/η2)

/1000/3600

其中，T为预设周期。

氢燃料电池车的工况为第三工况时，I_BMS<0，且-I_BMS>I_DCF，即氢燃料电池车的动力电池充电，氢燃料电池车整车处于能量回收电机发电状态(即I_car<0)。

则记录当氢燃料电池车的工况为第三工况时的氢气消耗量H2con3，然后根据电量数据计算第三工况下氢气转换的电能量Ele3，可由以下公式表示：

Ele3＝(η1*∑U_DCF*I_DCF*T)/1000/3600

其中，T为预设周期。

根据上述氢气消耗量和氢气转换的电能量计算第一能量，其中所述第一能量包括总单位氢气转化电量和小计单位氢气转化电量。

当氢燃料电池车行驶时，根据所述氢气消耗数据和所述电量数据计算得到所述小计单位氢气转化电量。具体为：

先获取上述氢气消耗数据H2con1、H2con2和H2con3，然后获取依据电量数据计算得到的Ele1、Ele2和Ele3，然后根据H2con1、H2con2、H2con3、Ele1、Ele2、Ele3计算小计单位氢气转化电量thisH2ele，具体为：

thisH2ele＝(Ele1+Ele2+Ele3)/(H2con1+H2con2+H2con3)

从新的氢燃料电池车下线起，将氢燃料电池车每次行驶结束后的计算得到的小计单位氢气转化电量thisH2ele累加起来就是总单位氢气转化电量totalH2ele，所以每次在氢燃料电池车行驶结束时，根据所述小计单位氢气转化电量thisH2ele更新总单位氢气转化电量totalH2ele。

所以根据第一能量计算得到氢燃料电池车的总剩余能量，具体为：

氢燃料电池车的总剩余能量包括：第一总剩余能量和第二总剩余能量。

在氢燃料电池车启动时，获取初始氢气剩余量A1和初始电池剩余量B1，并依据总单位氢气转化电量totalH2ele计算得到所述第一总剩余能量Wrest1，可由以下公式表示：

Wrest1＝(A1*totalH2ele+B1)/(H2full*totalH2ele+Batteryfull)

A1＝H2rest1*H2full

B1＝SOC1*Batteryfull

其中，H2rest1为初始氢气剩余量百分比、H2full为氢气最大可装载量；SOC1为初始动力电池剩余量百分比、Batteryfull为动力电池容量。

在氢燃料电池车行驶时，获取实时氢气剩余量A2和实时电池剩余量B2，并依据所述小计单位氢气转化电量thisH2ele计算得到所述第二总剩余能量Wrest2，可由以下公式表示：

Wrest2＝(A2*thisH2ele+B2)/(H2full*totalH2ele+Batteryfull)

A2＝H2rest2*H2full

B2＝SOC2*Batteryfull

其中，H2rest2为实时氢气剩余量百分比、H2full为氢气最大可装载量；SOC2为实时动力电池剩余量百分比、Batteryfull为动力电池容量。

具体地，显示氢燃料电池车的总剩余能量的具体流程如下：

当氢燃料电池车启动时，获取第一总剩余能量并显示；当氢燃料电池车行驶时，获取小计里程值，当小计里程值为预设数值时，获取第二总剩余能量并显示。优选地，预设数值为20km的正整数倍。

由于氢燃料电池车启动时，还没有新的小计单位氢气转化电量thisH2ele，所以要根据历史的小计单位氢气转化电量thisH2ele累加得到的总单位氢气转化电量totalH2ele、以及初始氢气剩余量A1和初始电池剩余量B1来计算氢燃料电池车的第一总剩余能量Wrest1，能使在车主在出发之前根据第一总剩余能量Wrest1初步大致判断自己能否顺利到达目的地；当氢燃料电池车行驶时，能够获得新的小计单位氢气转化电量thisH2ele，于是根据新的小计单位氢气转化电量thisH2ele、以及实时氢气剩余量A2和实时电池剩余量B2计算氢燃料电池车的第二总剩余能量Wrest2，由于氢燃料电池车开车上路后，车主的驾驶行为和路况具有多样性与难以预测性，所以在车主开车行驶在路上、但仍未到达目的地时，及时更新总剩余能量，提高总剩余能量的实时性和准确性，以便车主具体判断能不能顺利到达目的地。

此外，为了充分考虑新车下线时没有参数记录的情况，则需要设置经验百公里电耗初始值Initconp，以便于新车上路时计算新车剩余总能量Wrest 0。

具体为：获取总计里程值Totaltrip，当总计里程值Totaltrip<预设里程值时，判断为新车，要根据经验单位氢气能转化的电量IniH2ele计算新车剩余总能量Wrest 0，可用以下公式表示：

Wrest0＝(H2rest0*H2full0*IniH2ele+SOC0*Batteryfull0)/(IniH2ele

*H2full0+Batteryfull0)

其中，H2rest0为新车氢气剩余量百分比、H2full0为新车氢气最大可装载量；SOC0为新车动力电池剩余量百分比、Batteryfull0为新车动力电池容量。

当总计里程值Totaltrip>预设里程值时，判断为非新车，则非新车的剩余总能量即为上述的第一剩余总能量Wrest1和第二剩余总能量Wrest2，通过上述公式计算即可得出，在此便不再赘述。

为了进一步说明氢燃料电池车总剩余能量的计算装置，请参照图3，图3是本发明一实施例提供的一种氢燃料电池车总剩余能量的计算装置的结构示意图，包括：第一获取模块301、第二获取模块302和计算模块303。

其中，所述第一获取模块301用于获取氢燃料电池车的电量数据。

所述第二获取模块302用于根据所述电量数据获取所述氢燃料电池车的工况。

在本实施例中，所述根据所述电量数据获取所述氢燃料电池车的工况，具体为：

所述电量数据包括：第一电流和第二电流；

所述氢燃料电池车的工况包括第一工况、第二工况和第三工况；

当所述第一电流大于等于预设值时，判断所述氢燃料电池车的工况为第一工况后并获取；

当所述第一电流小于所述预设值、且所述第一电流的负值小于所述第二电流时，判断所述氢燃料电池车的工况为第二工况后并获取；

当所述第一电流小于所述预设值、且所述第一电流的负值大于所述第二电流时，判断所述氢燃料电池车的工况为第三工况后并获取。

所述计算模块303用于根据所述氢燃料电池车的工况，获取相应的氢气消耗数据，根据所述氢气消耗数据和所述电量数据计算得到第一能量后，根据所述第一能量计算得到所述氢燃料电池车的总剩余能量；其中，所述第一能量为单位氢气转换的电能量。

在本实施例中，所述根据所述氢气消耗数据和所述电量数据计算得到第一能量，具体为：

所述第一能量包括总单位氢气转化电量和小计单位氢气转化电量；

在所述氢燃料电池车行驶时，根据所述氢气消耗数据和所述电量数据计算得到所述小计单位氢气转化电量；

在所述氢燃料电池车行驶结束时，根据所述小计单位氢气转化电量更新所述总单位氢气转化电量。

在本实施例中，所述根据所述第一能量计算得到所述氢燃料电池车的总剩余能量，具体为：

所述氢燃料电池车的总剩余能量包括：第一总剩余能量和第二总剩余能量；

在所述氢燃料电池车启动时，获取初始氢气剩余量和初始电池剩余量，并依据所述总单位氢气转化电量计算得到所述第一总剩余能量；

在所述氢燃料电池车行驶时，获取实时氢气剩余量和实时电池剩余量，并依据所述小计单位氢气转化电量计算得到所述第二总剩余能量。

在本实施例中，所述氢燃料电池车总剩余能量的计算装置还包括：显示模块；其中，所述显示模块用于获取所述氢燃料电池车的总剩余能量并显示，具体为：当所述氢燃料电池车启动时，获取所述第一总剩余能量并显示；当所述氢燃料电池车行驶时，获取小计里程值，当所述小计里程值为预设数值时，获取所述第二总剩余能量并显示。

本发明实施例先通过第一获取模块301获取氢燃料电池车的电量数据，然后通过第二获取模块302根据电量数据获取所述氢燃料电池车的工况，最后通过计算模块303根据氢燃料电池车的工况，获取相应的氢气消耗数据，根据氢气消耗数据和电量数据计算得到第一能量后，根据第一能量计算得到氢燃料电池车的总剩余能量；其中，第一能量为单位氢气转换的电能量。本发明实施例计算了不同工况下的氢气消耗数据，提高了计算氢气剩余量的准确性，从而提高了计算单位氢气转换的电能量的准确性，最终提高了计算氢燃料电池车总剩余能量的准确性。

其次，本发明实施例在计算氢燃料电池车总剩余能量的过程中还考虑了动力电池包放电效率和动力电池包充电效率，所以能够克服现有技术中由于未考虑动力电池包在充电和放电工况下转化效率的差异性而导致的总剩余能量计算不准确的问题，进一步地提高了计算总剩余能量的准确性。

最后，本发明实施例计算得到的氢燃料电池车总剩余能量包括第一剩余总能量和第二剩余总能量。当氢燃料电池车启动时，获取第一总剩余能量并显示；当氢燃料电池车行驶时，获取小计里程值，当小计里程值为预设数值时，获取第二总剩余能量并显示。由于氢燃料电池车启动时，还没有新的小计单位氢气转化电量，所以要根据历史的小计单位氢气转化电量累加得到的总单位氢气转化电量、以及初始氢气剩余量和初始电池剩余量来计算氢燃料电池车的第一总剩余能量，能使在车主在出发之前根据第一总剩余能量初步大致判断自己能否顺利到达目的地；当氢燃料电池车行驶时，能够获得新的小计单位氢气转化电量，于是根据新的小计单位氢气转化电量、以及实时氢气剩余量A2和实时电池剩余量计算氢燃料电池车的第二总剩余能量，由于氢燃料电池车开车上路后，车主的驾驶行为和路况具有多样性与难以预测性，所以在车主开车行驶在路上、但仍未到达目的地时，及时更新总剩余能量，提高总剩余能量的实时性和准确性，以便车主具体判断能不能顺利到达目的地。

本发明实施例的两种总剩余能量的计算方法和显示方法都不同，能够灵活地应用于多样化的场景，无论是在氢燃料电池车刚启动时还是在氢燃料电池车正在行驶时，都能保证总剩余能量的准确性。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。