基于行驶需求的燃料电池管理方法、系统、设备及介质与流程

1.本发明涉及燃料电池车技术领域，特别是涉及一种基于行驶需求的燃料电池管理方法、系统、设备及介质。


背景技术：

2.燃料电池汽车广泛应用的难点在于燃料电池自身和氢气成本高，提高燃料电池寿命和效率是燃料电池汽车发展的关键因素，在短期内燃料电池技术难以有重大突破的条件下，能量管理技术是现在最有效、最实用的技术手段。
3.能量管理技术可以有效降低行驶工况对燃料电池变载需求，提升燃料电池使用寿命；同时，在满足单次行驶工况的要求下，降低燃料电池工作点瞬时功率，提升总体效率，降低氢气消耗。以此从整个生命周期上降低燃料电池汽车的使用成本。
4.目前对燃料电池的功率控制都是针对瞬时的驱动需求和车辆及其零部件自身特性，得出的优化结果。现有技术没有将驾驶员的行驶需求、道路交通情况和车辆作为一个整体来考虑，使得目前的燃料电池车的能耗较高，且使用寿命短。


技术实现要素：

5.基于此，本发明的目的在于，提供一种基于行驶需求的燃料电池管理方法、系统、设备及介质。
6.第一方面，本发明提供一种基于行驶需求的燃料电池管理方法，包括：
7.接收驾驶员输入的行驶需求信息；
8.根据行驶需求信息，获得可行路径及车辆预计通行数据；
9.基于车辆预计通行数据及车辆自身动力参数，预测获得车辆预计行驶状态；
10.根据车辆预计行驶状态，控制燃料电池的功率输出。
11.上述技术方案在一种实施方式中，所述行驶需求信息，包括：运输目的地，以及期望到达时间和/或期望通过路径。
12.上述技术方案在一种实施方式中，所述接收驾驶员输入的行驶需求信息，包括：通过hmi接收驾驶员输入的行驶需求信息。
13.上述技术方案在一种实施方式中，所述车辆预计通行数据，包括车辆预计通行平均速度和车辆预计通行时间。
14.上述技术方案在一种实施方式中，所述根据行驶需求信息，获得可行路径及车辆预计通行数据，包括：
15.根据行驶需求信息，规划获得可行路径；
16.获取交通状态信息，将交通状态信息匹配至对应的可行路径中，选取可行路径中较佳的可行路径；
17.计算较佳的可行路径的车辆预计通行数据。
18.上述技术方案在一种实施方式中，所述交通状态信息，包括：路段车流车速、通行
时间、路口距离、红绿灯时间、天气状况、时段、突发事故的一种或多种；
19.所述选取可行路径中较佳的可行路径，包括：选取可行路径中通行时间最短和/或堵塞时间最短的可行路径为所述较佳的可行路径。
20.上述技术方案在一种实施方式中，所述基于车辆预计通行数据及车辆自身动力参数，预测获得车辆预计行驶状态，包括：
21.基于车辆预计通行数据及车辆自身动力参数，计算车辆在较佳的可行路径上的运行车速谱及运行功率，即预测获得车辆预计行驶状态。
22.第二方面，本发明提供一种基于行驶需求的燃料电池管理系统，包括：
23.信息收发模块，用于接收驾驶员输入的行驶需求信息；
24.运算模块，用于根据行驶需求信息，获得可行路径及车辆预计通行数据；以及基于车辆预计通行数据及车辆自身动力参数，预测获得车辆预计行驶状态；
25.控制模块，用于根据车辆预计行驶状态，控制燃料电池的功率输出。
26.第三方面，本发明提供一种设备，包括：
27.存储器，用于存储一个或多个程序；
28.处理器，用于运行所述存储器中存储的所述程序，以实现如上述任一项所述的基于行驶需求的燃料电池管理方法。
29.第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其存储有至少一个程序，其特征在于，当所述程序被处理器执行时，实现如上述任一项所述的基于行驶需求的燃料电池管理方法。
30.相对于现有技术，本发明通过接收驾驶员输入的行驶需求信息，根据行驶需求信息，获得可行路径及车辆预计通行数据，基于车辆预计通行数据及车辆自身动力参数，预测获得车辆预计行驶状态，根据车辆预计行驶状态，控制燃料电池的功率输出，实现了基于驾驶员的行驶需求的可行路径、车辆预计通行数据、车辆预计行驶状态分析，并为燃料电池的功率输出控制提供依据，有效提高了燃料电池的功率控制的科学有效性，达到能耗最优的效果，延长了燃料电池和车辆的使用寿命。
31.为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
32.图1是本发明的基于行驶需求的燃料电池管理方法的示例性流程框图。
33.图2是本发明的基于行驶需求的燃料电池管理系统的示例性框图。
具体实施方式
34.在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于其构造进行定义的，它们是相对的概念。因此，有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。
35.以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与本公开的一些方面相一致的实施方式的例子。
36.在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。
在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
37.请参阅图1，图1是本发明的基于行驶需求的燃料电池管理方法的示例性流程框图。
38.第一方面，本发明提供一种基于行驶需求的燃料电池管理方法，包括：
39.步骤101，接收驾驶员输入的行驶需求信息。
40.可选地，所述行驶需求信息，包括：运输目的地，以及期望到达时间和/或期望通过路径。
41.优选地，所述接收驾驶员输入的行驶需求信息，包括：通过hmi接收驾驶员输入的行驶需求信息。
42.示例性的，驾驶员可以通过hmi输入运输目的地和期望到达时间，或者，输入运输目的地和期望通过路径，又或者，输入运输目的地、期望到达时间和期望通过路径。
43.在具体实施时，hmi具体接收方式可以为通过车辆显示屏，还可以通过与车辆中控台通信连接的手机等终端进行。
44.步骤102，根据行驶需求信息，获得可行路径及车辆预计通行数据。
45.可选地，所述车辆预计通行数据，包括车辆预计通行平均速度和车辆预计通行时间。获得的车辆预计通行平均速度和车辆预计通行时间，可以为预测获得车辆预计行驶状态提供依据。
46.优选地，上述步骤102，所述根据行驶需求信息，获得可行路径及车辆预计通行数据，包括：
47.步骤1021，根据行驶需求信息，规划获得可行路径。
48.该步骤可通过现有的地图软件等实现。
49.步骤1022，获取交通状态信息，将交通状态信息匹配至对应的可行路径中，选取可行路径中较佳的可行路径。
50.可选地，所述交通状态信息，包括：路段车流车速、通行时间、路口距离、红绿灯时间、天气状况、时段、突发事故的一种或多种。
51.上述步骤1022，所述选取可行路径中较佳的可行路径，包括：选取可行路径中通行时间最短和/或堵塞时间最短的可行路径为所述较佳的可行路径。
52.示例性的，将获得的交通状态信息匹配到已经规划获得的可行路径中，判断可行路径是否存在路段车流车速慢、突发事故、红绿灯等待时间过长等问题，从而从这些可行路径中选取较佳的可行路径。
53.优选地，若所述较佳的可行路径包括驾驶员输入的期望通过路径，则可优选选定期望通过路径。
54.若所述较佳的可行路径不包括驾驶员输入的期望通过路径，则可通过语音等提醒驾驶员，期望通过路径目前不是较佳的可行路径，建议修改为运算获得的所述较佳的可行路径，由驾驶员操作选择是否更改为所述较佳的可行路径。
55.步骤1023，计算较佳的可行路径的车辆预计通行数据。
56.在获得较佳的可行路径后，可以计算出在所述较佳的可行路径中的车辆预计通行
平均速度和车辆预计通行时间。
57.步骤103，基于车辆预计通行数据及车辆自身动力参数，预测获得车辆预计行驶状态。
58.上述步骤103，所述基于车辆预计通行数据及车辆自身动力参数，预测获得车辆预计行驶状态，包括：
59.基于车辆预计通行数据及车辆自身动力参数，计算车辆在较佳的可行路径上的运行车速谱及运行功率，即预测获得车辆预计行驶状态。
60.在具体实施时，可以通过v2x获取的信息，对比较佳的可选路径上历史初速数据，预测车辆在较佳的可行路径上的运行车速谱，即车速随时间或距离的变化曲线，并可进一步获得运行功率随时间或距离的变化曲线。
61.步骤104，根据车辆预计行驶状态，控制燃料电池的功率输出。
62.根据计算获得的车辆在较佳的可行路径上的运行车速谱及运行功率，可以为燃料电池的功率输出提供依据，规划出燃料电池的功率输随时间或距离的变化曲线，进一步提高燃料电池功率输出的有效性，节约能源。
63.请参阅图2，图2是本发明的基于行驶需求的燃料电池管理系统的示例性框图。
64.第二方面，基于相同的发明构思，本发明提供一种基于行驶需求的燃料电池管理系统，包括：
65.信息收发模块s1，用于接收驾驶员输入的行驶需求信息；
66.运算模块s2，用于根据行驶需求信息，获得可行路径及车辆预计通行数据；以及基于车辆预计通行数据及车辆自身动力参数，预测获得车辆预计行驶状态；
67.控制模块s3，用于根据车辆预计行驶状态，控制燃料电池的功率输出。
68.在具体实施时，所述信息收发模块s1可以为hmi。
69.可选地，所述行驶需求信息，包括：运输目的地，以及期望到达时间和/或期望通过路径。
70.示例性的，驾驶员可以通过hmi输入运输目的地和期望到达时间，或者，输入运输目的地和期望通过路径，又或者，输入运输目的地、期望到达时间和期望通过路径。
71.在具体实施时，hmi具体接收方式可以为通过车辆显示屏，还可以通过与车辆中控台通信连接的手机等终端进行。
72.在具体实施时，所述运算模块s2可以为与车辆中控台通信连接的运算计算平台。
73.可选地，所述车辆预计通行数据，包括车辆预计通行平均速度和车辆预计通行时间。获得的车辆预计通行平均速度和车辆预计通行时间，可以为预测获得车辆预计行驶状态提供依据。
74.在具体实施时，所述运算模块s2可以用于实现：
75.a.根据行驶需求信息，规划获得可行路径。
76.该步骤可通过现有的地图软件等实现。
77.b.获取交通状态信息，将交通状态信息匹配至对应的可行路径中，选取可行路径中较佳的可行路径。
78.可选地，所述交通状态信息，包括：路段车流车速、通行时间、路口距离、红绿灯时间、天气状况、时段、突发事故的一种或多种。
79.所述选取可行路径中较佳的可行路径，包括：选取可行路径中通行时间最短和/或堵塞时间最短的可行路径为所述较佳的可行路径。
80.示例性的，将获得的交通状态信息匹配到已经规划获得的可行路径中，判断可行路径是否存在路段车流车速慢、突发事故、红绿灯等待时间过长等问题，从而从这些可行路径中选取较佳的可行路径。
81.示例性的，通行时间最短和堵塞时间最短可能出现在同一条可行路径中，也可能出现在不同的可行路径中，若出现在不同的可行路径中，则通行时间最短和堵塞时间最短的路径均可以作为较佳的可行路径，可推送给驾驶员自行选择。
82.优选地，若所述较佳的可行路径包括驾驶员输入的期望通过路径，则可优选选定期望通过路径。
83.若所述较佳的可行路径不包括驾驶员输入的期望通过路径，则可通过语音等提醒驾驶员，期望通过路径目前不是较佳的可行路径，建议修改为运算获得的所述较佳的可行路径，由驾驶员操作选择是否更改为所述较佳的可行路径。
84.c.计算较佳的可行路径的车辆预计通行数据。
85.在获得较佳的可行路径后，可以计算出在所述较佳的可行路径中的车辆预计通行平均速度和车辆预计通行时间。
86.在具体实施时，所述运算模块s2还可以用于实现：
87.基于车辆预计通行数据及车辆自身动力参数，计算车辆在较佳的可行路径上的运行车速谱及运行功率，即预测获得车辆预计行驶状态。
88.在具体实施时，可以通过v2x获取的信息，对比较佳的可选路径上历史初速数据，预测车辆在较佳的可行路径上的运行车速谱，即车速随时间或距离的变化曲线，并可进一步获得运行功率随时间或距离的变化曲线。
89.在具体实施时，所述控制模块s3可以为车辆的中控台。
90.根据计算获得的车辆在较佳的可行路径上的运行车速谱及运行功率，可以为燃料电池的功率输出提供依据，规划出燃料电池的功率输随时间或距离的变化曲线，进一步提高燃料电池功率输出的有效性，节约能源。
91.第三方面，基于相同的发明构思，本发明提供一种设备，包括：
92.存储器，用于存储一个或多个程序；
93.处理器，用于运行所述存储器中存储的所述程序，以实现如所述的基于行驶需求的燃料电池管理方法。
94.所述设备还可以优选地包括通信接口，所述通信接口用于与外部设备进行通信和数据交互传输。
95.需要说明的是，所述存储器可能包含高速ram存储器，也可能还包括非易失性存储器(nonvolatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
96.在具体实现上，如果存储器、处理器及通信接口集成在一块芯片上，则存储器、处理器及通信接口可以通过内部接口完成相互间的通信。如果存储器、处理器和通信接口独立实现，则存储器、处理器和通信接口可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。
97.第四方面，基于相同的发明构思，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其存储有至少一个程序，其特征在于，当所述程序被处理器执行时，实现如所述的基于行驶需求的
燃料电池管理方法。
98.应当理解，所述计算机可读存储介质为可存储数据或程序的任何数据存储设备，所述数据或程序其后可由计算机系统读取。计算机可读存储介质的示例包括只读存储器、随机存取存储器、cd
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rom、hdd、dvd、磁带和光学数据存储设备等。计算机可读存储介质还可分布在网络耦接的计算机系统中使得计算机可读代码以分布式方式来存储和执行。
99.计算机可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、射频(radio frequency，rf)等，或者上述的任意合适的组合。
100.在一些实施方案中，计算机可读存储介质可以是非暂态的。
101.相对于现有技术，本发明通过接收驾驶员输入的行驶需求信息，根据行驶需求信息，获得可行路径及车辆预计通行数据，基于车辆预计通行数据及车辆自身动力参数，预测获得车辆预计行驶状态，根据车辆预计行驶状态，控制燃料电池的功率输出，实现了基于驾驶员的行驶需求的可行路径、车辆预计通行数据、车辆预计行驶状态分析，并为燃料电池的功率输出控制提供依据，有效提高了燃料电池的功率控制的科学有效性，达到能耗最优的效果，延长了燃料电池和车辆的使用寿命。
102.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。