具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、部件和/或它们的组合。

此外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明：

本实施例提供一种燃料电池发动机能量管理系统的控制方法，如图1和图2所示，该系统包括燃料电池发动机、燃料电池发动机控制器、电压转换模块、电动机、动力电池、动力电池控制单元、能量管理单元和整车控制器，所述能量管理单元通过整车控制器获取车辆实际需求功率，所述能量管理单元通过燃料电池发动机控制器获取发动机输出功率，能量管理单元通过如下的能量管理阶段控制策略来调整燃料电池发动机的工作档位，如图3所示：

首先，将能量管理单元控制逻辑中所允许的动力电池最大输出功率设为耗电功率；能量管理单元控制逻辑中所允许的动力电池充电功率设为充电功率；

其次，能量管理单元分析是否处于的区间内，若处于的区间内，则保持燃料电池发动机当前工作档位；若，则降低燃料电池发动机的工作档位；在降低阶段时，由于的响应滞后，导致整车存在动力富裕现象，能量管理单元就会控制动力电池切换为充电状态接收富裕的能量；若，则提升燃料电池发动机的工作档位；同时，在升高阶段时，由于的响应滞后，导致整车存在动力不足现象，能量管理单元就会控制动力电池将使其提供大小的功率输出。

能量管理单元在实时对比分析并调整燃料电池发动机工作档位和动力电池工作状态时，由于燃料电池发动机在不同档位间的切换时间必定大于能量管理单元的实时判断周期，这就导致了能量管理单元分析出的档位会出现不如预期的变化，因此能量管理单元应在燃料电池发动机档位切换完毕后再进行下一次的对比分析并调整工作，在这里可以根据事先标定所获取的燃料电池发动机在各档位间切换的时间间隔，为能量管理单元设置一个切换档位后的延时时间，以消除档位不断变化的问题。即所述能量管理阶段控制策略的运行时间间隔为。

所述能量管理单元还包括动力电池能量控制策略，具体过程如下：将动力电池的SOC值设置一个上限值记为SOC_up，下限值记为SOC_low，能量管理单元初始化时，使得动力电池的耗电功率为0，充电功率为正数，在进行能量管理阶段控制策略时，能量管理单元使得燃料电池发动机输出功率被限制于，让动力电池处于充电状态；在动力电池的SOC值上升至SOC_up以上后，能量管理单元使动力电池的充电功率为0，耗电功率为正数，从而使燃料电池发动机输出功率被限制于，让动力电池处于放电状态；动力电池的SOC值下降至SOC_low以下后，能量管理单元重新使动力电池的耗电功率为0，充电功率为正数，让动力电池再次处于充电状态；能量管理单元至此往复管理动力电池的SOC值，使其SOC值始终处于 [SOC_low , SOC_up] 区间内。通过该方法动力电池将稳定在某一区间，提高其工作效率，同时提高动力电池的使用寿命。

如图4所示，为了使燃料电池发动机快速地进入最佳工作状态，所述能量管理单元还包括燃料电池发动机活化阶段控制策略，具体过程如下， 在能量管理阶段控制策略运行前，能量管理单元优先使燃料电池发动机进入最大功率档位运行一段时间，将这段时间称为燃料电池发动机活化阶段；

能量管理单元接收到动力电池的SOC值，设定该策略下的动力电池最大允许含电量SOCmax，动力电池最小允许含电量SOCmin，对比动力电池当前SOC值，若超过SOCmin，则能量管理单元提高燃料电池发动机控制器使燃料电池发动机处于不工作的状态，仅动力电池工作降低动力电池的SOC值；

当动力电池的SOC值低于SOCmin时，能量管理单元通过燃料电池发动机控制器使燃料电池发动机工作在最大的功率档位；

在燃料电池发动机处于最大功率档位输出最大功率时，动力电池处于充电状态，且当动力电池的实时SOC值达到SOCmax时，或运行时间超过了X分钟后（X的值为5~20），能量管理单元结束燃料电池发动机活化阶段，进入能量管理阶段控制策略。

通过燃料电池发动机活化阶段控制策略可以提高燃料电池发动机的动态响应速率，也能提高燃料电池发动机在各档位的工作效率，增加车辆的续航里程。

在燃料电池发动机活化阶段控制策略中，能量管理单元记录燃料电池发动机在最大功率档位所产生的功率的最大值，并和预先标定的燃料电池发动机最大功率档位下的理想输出功率Pmax做比较，若燃料电池发动机在最大功率档位的功率的最大值小于Pmax的ɧ%时（ɧ的值为80~93），则判断燃料电池发动机的性能衰减严重，这燃料电池发动机可能是达到了使用寿命，能量管理单元将该情况上报给整车控制器通知给驾驶员以便及时检修。

参考图5，说明能量管理单元的具体工作过程：

0 - t1阶段，车辆未运行。

t1-t2阶段，车辆运行，能量管理单元开始工作，进入到图4的路径a，检查到还未运行过燃料电池发动机活化阶段，进入图4的路径c，检查到动力电池SOC要大于SOCmin，进入到图4的路径e-j-a，之后进行循环判断。该阶段动力电池在不断响应整车需求功率，动力电池SOC在不断下降。

t2-t4阶段，能量管理单元通过图4的路径c，检查到动力电池SOC要小于等于SOCmin，进入到图4的路径d-f-h，能量管理单元进入燃料电池发动机活化阶段，并控制燃料电池发动机工作到最大功率档位（其中t2-t3阶段就表示了燃料电池发动机其直接运行到最大工作档位的过程）。然后，判断动力电池SOC要小于SOCmax且燃料电池发动机在最大功率档位运行的时长也没有超过5到20分钟。能量管理单元进入i-f-h循环判断。该阶段由于燃料电池发动机功率要大于整车需求功率，动力电池处于充电状态，其SOC不断上升。

t4-t5阶段，能量管理单元检查到动力电池SOC大于等于SOCmax了，进入了图4的路径g-a，并判断到已经运行过燃料电池发动机活化阶段，从而进入了图4的路径b，判断到燃料电池发动机在最大功率档位的功率最大值(对应在t3-t4时间段)要小于Pmax的ɧ%，能量管理单元将会上报“燃料电池发动机性能衰减严重”情况，最后进入能量管理阶段。

从而能量管理单元进入到图3的路径a-b-c-d，由于燃料电池发动机功率要大于整车需求功率+充电功率（注意此时由于动力电池SOC大于SOCup，充电功率为0），能量管理单元进入图3的路径h-j，开始降低燃料电池发动机工作档位，由于有延时时间的存在，燃料电池发动机在降低一档后都有个平稳的微小时间段。

t5-t6阶段，能量管理单元都运行在图3的路径a-b-c-d-e-g-a下。此时由于燃料电池发动机功率小于整车需求功率，动力电池处于放电状态，其SOC值在不断下降。

t6-t7阶段，整车需求功率发生变化，能量管理单元检查到燃料电池发动机功率要小于整车需求功率-耗电功率，进入到图3的路径k-a-b-c-d-f-i-k，不断提升燃料电池发动机工作档位，由于有延时时间的存在，燃料电池发动机在提升一档后都有个平稳的微小时间段。

t7-t8阶段，由于能量管理单元检查到动力电池SOC下降到SOC_low以下，将充电功率调整为正数（原先为0），将耗电功率调整为0（原先为正数）。能量管理单元进入到图3的路径d后，就检查到燃料电池发动机功率要小于于整车需求功率-耗电功率，从而进入到图3的路径f-h-j中，将燃料电池发动机档位提升1档。

t8之后阶段，若整车需求功率不再变化，能量管理单元就一直运行在图3的a-b-c-d-e-g-a中。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。