能量管理方法和装置、系统、车辆、介质与流程

1.本技术涉及混合动力汽车技术领域，特别是涉及一种能量管理方法和装置、系统、车辆、介质。


背景技术：

2.世界各国面临严峻的能源危机，需要寻找潜在的清洁能源替代方案，氢能可以实现零排放和高效转化，具有较高的研究价值。与传统燃油汽车相比，氢燃料电池混合动力系统车辆具有更高的能量转换效率，并且环保无污染。与纯电动汽车相比，氢燃料电池混合动力系统车辆具有更高的能量密度，并且能量补充更快。汽车应用场景中，驾驶工况复杂多变，负载功率波动频繁，单一氢燃料电池供能系统在寿命、安全、能耗等方面表现不佳。
3.通过使用多种储能元件构成混合储能系统，可以兼顾高能量密度和高功率性能的需求，但是目前的混合储能系统由锂电池承担主要的功率负载请求，通过soc调节器控制锂电池的soc保持相对稳定，soc调节器最终输出的是锂电池的功率，通过负载功率与之相减得到最终的氢燃料电池的给定功率。设备运行过程中氢燃料电池的执行功率是通过检测实际锂电池soc和给定soc偏差经过pi控制得到的，即为维持锂电池soc值稳定而给定氢燃料电池功率，不能充分发挥氢燃料电池作为混合能量系统中主要动力源的优势。


技术实现要素：

4.本技术至少提供一种能量管理方法和装置、系统、车辆、介质。
5.本技术提供了一种能量管理方法，包括：基于设备当前负载功率以及锂电池的当前剩余电量，确定氢燃料电池的目标响应功率，目标响应功率的频率小于或等于目标低通滤波截止频率；从若干工作状态中确定目标响应功率所处的目标工作状态，并将目标工作状态对应的执行功率作为氢燃料电池的输出功率，工作状态是由锂电池的电量范围以及氢燃料电池的响应功率范围划分得到，每一工作状态对应一个执行功率；基于当前负载功率与执行功率，确定锂电池的输出功率。
6.本技术提供了一种能量管理装置，包括：目标响应功率确定模块，用于基于设备当前负载功率以及锂电池的当前剩余电量，确定氢燃料电池的目标响应功率，目标响应功率的频率小于或等于目标低通滤波截止频率；执行功率确定模块，用于从若干工作状态中确定目标响应功率所处的目标工作状态，并将目标工作状态对应的执行功率作为氢燃料电池的输出功率，工作状态是由锂电池的电量范围以及氢燃料电池的响应功率范围划分得到，每一工作状态对应一个执行功率；锂电池的输出功率确定模块，用于基于当前负载功率与执行功率，确定锂电池的输出功率。
7.本技术提供了一种能量管理装置，包括：上述能量管理装置。
8.本技术提供了一种车辆，包括存储器和处理器，处理器用于执行存储器中存储的程序指令，以实现上述能量管理方法。
9.本技术提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，程序指令被处理
器执行时实现上述能量管理方法。
10.上述方案，通过基于设备当前负载功率以及锂电池的当前剩余电量能够确定氢燃料电池的目标响应功率，然后以此确定设备当前的工作状态，使得能够基于设备的当前工作状态为氢燃料电池确定执行功率，在此基础上，能够进一步确定锂电池的输出功率，相比于传统方式，无需受固定锂电池soc值的限制，充分发挥了氢燃料电池做为主要动力源的作用。另外，通过不同工作状态设置对应的氢燃料电池执行功率，能够实现更为灵活地调整氢燃料电池的能量供应。
11.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本技术。
附图说明
12.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于说明本技术的技术方案。
13.图1是本技术能量管理方法一实施例的流程示意图；
14.图2是本技术能量管理方法一实施例示出步骤s12的子流程示意图；
15.图3是本技术能量管理方法一实施例的另一流程示意图；
16.图4是本技术能量管理装置一实施例的结构示意图；
17.图5是本技术能量管理系统一实施例的结构示意图；
18.图6是本技术能量管理系统中示出boost电路升压的示意图；
19.图7是本技术能量管理系统中示出buck电路降压的示意图；
20.图8是本技术车辆一实施例的结构示意图；
21.图9是本技术计算机可读存储介质一实施例的结构示意图。
具体实施方式
22.下面结合说明书附图，对本技术实施例的方案进行详细说明。
23.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本技术。
24.本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。此外，本文中的“多”表示两个或者多于两个。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括a、b、c中的至少一种，可以表示包括从a、b和c构成的集合中选择的任意一个或多个元素。
25.请参阅图1，图1是本技术能量管理方法一实施例的流程示意图。
26.具体而言，可以包括如下步骤：
27.步骤s11：基于设备当前负载功率以及锂电池的当前剩余电量，确定氢燃料电池的目标响应功率。
28.本实施例中执行能量管理方法的执行设备可以是任意需要进行能量管理的设备，例如车辆、船只等。示例性地，本技术能量管理方法能够应用于执行设备的能量管理系统。
29.设备当前负载功率具体可以是设备内需要供能的各个负载功率之和。示例性地，设备为车辆，负载可以是动力系统、显示系统等等。
30.锂电池的当前剩余电量具体是锂电池当前状态下存储的电量，一般可以称之为锂电池soc。
31.其中，目标响应功率的频率小于或等于目标低通滤波截止频率。可以认为是对设备当前负载功率按照目标低通滤波截止频率进行滤波得到该目标响应功率。
32.步骤s12：从若干工作状态中确定目标响应功率所处的目标工作状态，并将目标工作状态对应的执行功率作为所述氢燃料电池的输出功率。
33.一些公开实施例中，工作状态是由锂电池的电量范围以及氢燃料电池的响应功率范围划分得到，每一所述工作状态对应一个执行功率。
34.一些应用场景中，可以根据锂电池soc的范围将工作状态划分为三种顶层工作状态，分别为高soc态、普通soc态、低soc态。例如，其锂电池soc的论域定义为[0,100]，设置普通soc态对应的soc范围为[50,80]，低soc态对应的soc范围为[0,50)，高soc态对应的soc范围为(80,100]。即，高soc态对应一个执行功率，普通soc态对应一个执行功率、低soc态对应一个执行功率。
[0035]
一些应用场景中，可以根据氢燃料电池的响应功率范围进行划分。示例性地，可以根据氢燃料电池能够响应的最大功率、最小功率以及最优功率等进行划分，得到多个功率范围。
[0036]
一些应用场景中，可以先根据锂电池soc的范围将工作状态划分为三种顶层工作状态，然后再根据氢燃料电池的响应功率范围分别对每个顶层工作状态划分为若干个底层工作状态。示例性地，可以将各顶层工作状态划分为2-3个底层工作状态。顶层工作状态和底层工作状态为相对概率，顶层工作状态包括多个底层工作状态。即，每种顶层工作状态下的各个底层工作状态分别对应一个执行功率。其中，不同顶层工作状态下的各底层工作状态可以相同，也可以不同。示例性地，p
fcpre
为氢燃料电池的目标响应功率，高soc态下继续划分3种底层工作状态：状态1：p
fcpre
≤p
fcmin
，其中p
fcmin
为氢燃料电池的最小功率；状态2：p
fcmin
＜p
fcpre
＜p
fcmax
；其中p
fcmax
为氢燃料电池的最大功率；状态3：p
fcpre
≥p
fmax
。示例性地，普通soc态下继续划分3种底层工作状态：状态4：满足p
fcpre
≤p
fcopt
，其中p
fcopt
为氢燃料电池的最优工作效率点处的功率；状态5：满足p
fcopt
＜p
fcpre
＜p
fcmax
；状态6：p
fcpre
≥p
fcmax
。低soc态下继续划分2种底层工作状态：状态7：满足p
fcpre
＜p
fcmax
，状态8：p
fcpre
≥p
fcmax
。
[0037]
步骤s13：基于当前负载功率与执行功率，确定锂电池的输出功率。
[0038]
示例性地，可以将当前负载功率与执行功率之差，作为锂电池的输出功率。
[0039]
上述方案，通过基于设备当前负载功率以及锂电池的当前剩余电量能够确定氢燃料电池的目标响应功率，然后以此确定设备当前的工作状态，使得能够基于设备的当前工作状态为氢燃料电池确定执行功率，在此基础上，能够进一步确定锂电池的输出功率，相比于传统方式，无需受固定锂电池soc值的限制，充分发挥了氢燃料电池做为主要动力源的作用。另外，通过不同工作状态设置对应的氢燃料电池执行功率，能够实现更为灵活地调整氢燃料电池的能量供应。
[0040]
一些公开实施例中，上述步骤s11可以包括以下步骤：首先，将当前负载功率和锂电池的当前剩余电量进行模糊处理，得到目标低通滤波截止频率。然后，利用目标低通滤波
截止频率对当前负载功率进行滤波处理，得到目标响应功率。
[0041]
示例性地，对当前负载功率和锂电池soc进行模糊化、模糊推理和解模糊，输出目标低通滤波截止频率。
[0042]
其中，上述将当前负载功率和锂电池的当前剩余电量进行模糊处理，得到目标低通滤波截止频率的方式可以是：从若干电量等级中确定当前剩余电量所处的目标电量等级，以及从若干功率等级中确定当前负载功率对应的目标功率等级。不同剩余电量对应的电量等级不同，不同负载功率对应的功率等级不同。从若干截止频率中确定与目标电量等级以及目标功率对应目标低通滤波截止频率。其中，对于其中一个电量等级，截止频率与功率等级呈正相关。对于其中一个功率等级，截止频率与电量等级呈负相关。
[0043]
一些应用场景中，将锂电池soc的论域定义为[0,100]，语言变量设置为非常低vl、低l、中m、高h、非常高vh，其负载功率的论域定义为[0,100]，语言变量设置为非常低vl、低l、中m、高h、非常高vh，低通滤波截止频率fc的论域定义为[0,50]，语言变量设置为非常低vl、低l、中m、高h、非常高vh。其间的输入输出映射关系满足如下模糊规则表。可选地，使用重心法去模糊化得到不同驾驶工况和电池状态下的目标低通滤波截止频率fc。其中，上述论域定义范围可根据需求进行设置，并不限于上述几种。
[0044][0045]
其中，例如对于锂电池的当前剩余电量为中m时，若当前负载功率为非常低vl，目标低通滤波截止频率fc为低l，若当前负载功率为低l，目标低通滤波截止频率fc为低l，若当前负载功率为中m，目标低通滤波截止频率fc为中m，若当前负载功率为高h，目标低通滤波截止频率fc为高h，若当前负载功率为非常高vh，目标低通滤波截止频率fc为高h。
[0046]
其中，在当前负载功率为中m时，若当前锂电池的当前剩余电量为非常低vl，目标低通滤波截止频率fc为高h，若当前锂电池的当前剩余电量为低l，目标低通滤波截止频率fc为高h，若当前锂电池的当前剩余电量为中m，目标低通滤波截止频率fc为中m，若当前锂电池的当前剩余电量为高h，目标低通滤波截止频率fc为低l，若当前锂电池的当前剩余电量为非常高vh，目标低通滤波截止频率fc为低l。
[0047]
一些实施例中，上述利用目标低通滤波截止频率对当前负载功率进行滤波处理，得到目标响应功率的方式可以是利用离散化的一阶低通滤波器进行滤波。具体地，获取目标差值与目标低通滤波截止频率之间的乘积。目标差值为当前负载功率与上一历史目标响应功率之间的差值。基于乘积以及所述上一历史目标响应功率，得到当前负载功率对应的目标响应功率。示例性地，离散化的一阶低通滤波的滤波方式可以参考公式(1)：
[0048]
p
fcpre
(n)＝p
fcpre
(n-1)+2πfcts(p
load
(n)-p
fcpre
(n-1))
ꢀꢀ
(1)；
[0049]
其中，ts为离散化的系统采样时间，fc为目标低通滤波截止频率，n对应当前时刻的系统变量，n-1对应上一时刻的系统变量。p
fcpre
(n-1)为上一历史目标响应功率，p
fcpre
(n)为当前时刻的目标响应功率。通过对时变的负载功率进行一阶低通滤波，实现动态化的频率分离，相对低频部分的功率作为氢燃料电池的目标响应功率。
[0050]
请参考图2，图2是本技术能量管理方法一实施例示出步骤s12的子流程示意图。如图2所示，上述步骤s12可以包括以下步骤：
[0051]
步骤s121：从若干顶层工作状态中确定锂电池的当前剩余电量所处的目标顶层工作状态。
[0052]
其中，各顶层工作状态分别对应一组电量区间。其中，顶层工作状态的划分方式可参考上述，此处不再赘述。
[0053]
一些公开实施例中，步骤s121具体可以包括以下步骤：先确定当前剩余电量与上一历史目标顶层工作状态对应的电量区间之间的差值。响应于差值小于或等于预设差值，将历史目标顶层工作状态作为当前剩余电量所处的目标顶层工作状态。响应于差值大于预设差值，将当前剩余电量所处电量区间对应的顶层工作状态作为目标顶层工作状态。
[0054]
换言之，可以为每种顶层工作状态设置滞环，该滞环的大小可以认为是该预设差值的大小。为了避免锂电池soc噪声干扰导致频繁的状态切换，在soc范围边界引入滞环。例如，设置普通soc态对应的soc范围为[50，80]，设置上边界参数80＜soc
max
＜90及下边界参数40＜soc
min
＜50。当锂电池soc满足时顶层工作状态为普通soc态，当锂电池soc正向增大到满足soc＞soc
max
，顶层工作状态由普通soc态迁移至高soc态，当锂电池soc反向减小至满足soc＜soc
min
，顶层工作状态由普通态迁移至低soc态。
[0055]
步骤s122：基于目标响应功率，从目标顶层工作状态下的若干底层工作状态中确定目标工作状态。
[0056]
如上述，若根据锂电池soc的范围将工作状态划分为三种顶层工作状态，分别为高soc态、普通soc态、低soc态。高soc态下继续划分3种底层工作状态：状态1：p
fcpre
≤p
fcmin
，其中p
fcmin
为氢燃料电池的最小功率；状态2：p
fcmin
＜p
fcpre
＜p
fcmax
；其中p
fcmax
为氢燃料电池的最大功率；状态3：p
fcpre
≥p
fmax
。示例性地，普通soc态下继续划分3种底层工作状态：状态4：满足p
fcpre
≤p
fcopt
，其中p
fcopt
为氢燃料电池的最优工作效率点处的功率；状态5：满足p
fcopt
＜p
fcpre
＜p
fcmax
；状态6：p
fcpre
≥p
fcmax
。低soc态下继续划分2种底层工作状态：状态7：满足p
fcpre
＜p
fcmax
，状态8：p
fcpre
≥p
fcmax
。
[0057]
示例性地，在高soc态下，若目标响应功率小于或等于p
fcmin
，则可以认为目标响应功率处于状态1，即确定目标工作状态为状态1。
[0058]
一些应用场景中，状态1下的执行功率状态2下的执行功率p
load
为当前负载功率状态3下的执行功率状态4下的执行功率状态5下的执行功率状态6下的执行功率状态7下的执行功率其中p
char
为锂电池充电功
率。状态8下的执行功率
[0059]
一些公开实施例中，上述步骤s13可以包括以下步骤：
[0060]
首先，获取当前负载功率和执行功率之间的功率差；
[0061]
响应于功率差小于或等于锂电池的预设最大输出功率，将功率差作为锂电池的输出功率。响应于功率差大于锂电池的预设最大输出功率，将锂电池的最大输出功率作为锂电池的输出功率，并将功率差与最大输出功率之间的差值作为电容模块的输出功率。
[0062]
也即是，锂电池的输出功率满足
[0063]
完成功率分配后，氢燃料电池按照设定的执行功率进行工作，锂电池模块按照设定的输出功率进行工作，在系统动态响应过程中，实际负载功率未被满足的部分功率由直连总线的电容模块承载。通过公式(2)得到氢燃料电池的给定电流
[0064][0065]
其中，v
fc
为氢燃料电池的实测电压，η为氢燃料电池转化效率。
[0066]
为更好地理解本公开实施例提供的能量管理方法，可参考图3，图3是本技术能量管理方法一实施例的另一流程示意图。
[0067]
如图3所示，先对当前负载功率和锂电池当前剩余电量进行模糊处理，得到目标低通滤波截止频率，然后对当前负载功率进行离散化的一阶低通滤波，得到目标响应功率，然后基于目标响应功率确定目标工作状态，得到氢燃料电池的执行功率，再根据上述公式(2)确定氢燃料电池的给定电流。
[0068]
上述方案，通过基于设备当前负载功率以及锂电池的当前剩余电量能够确定氢燃料电池的目标响应功率，然后以此确定设备当前的工作状态，使得能够基于设备的当前工作状态为氢燃料电池确定执行功率，在此基础上，能够进一步确定锂电池的输出功率，相比于传统方式，无需受固定锂电池soc值的限制，充分发挥了氢燃料电池做为主要动力源的作用。另外，通过不同工作状态设置对应的氢燃料电池执行功率，能够实现更为灵活地调整氢燃料电池的能量供应。
[0069]
另外，本方案在氢燃料电池作为主动力源充分响应负载功率需求的同时，还能够使锂电池soc值稳定在合适区间范围内并且尽可能降低负载功率中的高频组分对氢燃料电池工作运行的不利影响。
[0070]
其中，通过对当前负载功率以及锂电池的当前剩余电量进行模糊处理得到目标低通滤波截止频率之后，利用该目标低通滤波截止频率对当前负载功率进行滤波，能够实现氢燃料电池功率的第一次预分配，有效通过自适应调整低通滤波的截止频率，实现在不同驾驶工况以及锂电池soc状态下的负载功率的动态频率分离。当锂电池soc较低、负载功率较大时，截止频率参数趋向更大值使氢燃料电池承担更大的功率输出，保证整车的动力性。当锂电池soc较高、负载功率较小时，截止频率参数趋向更小值使氢燃料电池需求功率波动更小，保证其工作寿命。
[0071]
在完成功率预分配后采用带滞环的工作状态划分中对功率进行二次分配。先后通
过锂电池soc值范围和负载功率p
load
大小对系统整体工作状态进行分层划分，共生成8种底层工作状态，每种工作状态都对应响应的氢燃料电池最终给定功率同时为了消除边界状态的频繁切换引入相应的滞环控制。锂电池的给定功率与氢燃料电池给定功率间满足由于控制过程中的动态响应无法做到完全跟随，故实际负载功率未被满足的部分由直连总线的超级电容提供。
[0072]
本方案考虑了负载功率中高频组分对氢燃料电池的寿命的影响，以及整车动力性的需求，根据不同的驾驶工况(负载功率)和锂电池soc值范围，对氢燃料电池所承担的实际给定功率进行了一次分配(确定目标响应功率)和再分配(确定执行功率)。相比于传统pi控制方法，无需受固定锂电池soc值的限制，充分发挥了氢燃料电池做为主要动力源的作用，还能够减少高频组分对氢燃料电池的使用寿命的影响。
[0073]
其中，能量管理方法的执行主体可以是能量管理装置，例如，能量管理装置可以设置于设备或服务器或其它处理设备执行，其中，终端设备可以为用户设备(user equipment，ue)、移动设备、用户终端、终端、蜂窝电话、无绳电话、个人数字处理(personal digital assistant，pda)、手持设备、计算设备、车载设备、可穿戴设备等。在一些可能的实现方式中，该能量管理方法可以通过处理器调用存储器中存储的计算机可读指令的方式来实现。
[0074]
请参阅图4，图4是本技术能量管理装置一实施例的结构示意图。能量管理装置40包括目标响应功率确定模块41、执行功率确定模块42以及锂电池的输出功率确定模块43。目标响应功率确定模块41，用于基于设备当前负载功率以及锂电池的当前剩余电量，确定氢燃料电池的目标响应功率，目标响应功率的频率小于或等于目标低通滤波截止频率；执行功率确定模块42，用于从若干工作状态中确定目标响应功率所处的目标工作状态，并将目标工作状态对应的执行功率作为氢燃料电池的输出功率，工作状态是由锂电池的电量范围以及氢燃料电池的响应功率范围划分得到，每一工作状态对应一个执行功率；锂电池的输出功率确定模块43，用于基于当前负载功率与执行功率，确定锂电池的输出功率。
[0075]
上述方案，通过基于设备当前负载功率以及锂电池的当前剩余电量能够确定氢燃料电池的目标响应功率，然后以此确定设备当前的工作状态，使得能够基于设备的当前工作状态为氢燃料电池确定执行功率，在此基础上，能够进一步确定锂电池的输出功率，相比于传统方式，无需受固定锂电池soc值的限制，充分发挥了氢燃料电池做为主要动力源的作用。另外，通过不同工作状态设置对应的氢燃料电池执行功率，能够实现更为灵活地调整氢燃料电池的能量供应。
[0076]
请参阅图5，图5是本技术能量管理系统一实施例的结构示意图。如图5所示，能量管理系统可以包括上述能量管理装置实施例提供的能量管理装置。
[0077]
如图5所示，能量管理系统还可以包括以下结构：氢燃料电池模块、氢燃料电池控制模块、锂电池模块、锂电池控制模块、超级电容模块、保护电阻模块、dc/dc模块组、dc/dc控制模块、dc/ac模块、dc/ac控制模块。
[0078]
氢燃料电池通过dc/dc子模块1(boost电路)升压连接到直流总线。锂电池通过dc/dc子模块2(boost电路)升压连接到直流总线，直流总线通过dc/dc子模块3(buck电路)降压
连接到锂电池。超级电容直连到直流总线主要起到稳定电压的作用，保护电阻直连到直流总线，当检测到直流总线过压时，进行主动的功率泄放。直流总线电压经过dc/ac模块驱动电机，满足其负载功率需求。能量管理装置通过检测负载功率的请求以及锂电池soc的状态，实现功率在氢燃料电池、锂电池和超级电容之间的合理分配。氢燃料电池控制模块以及锂电池控制模块分别控制氢燃料电池和锂电池按照能量管理装置分配的功率运行。dc/dc控制模块用于动态调整开关器件的占空比，实现连接直流总线侧端口电压的稳定。dc/ac控制模块采用pwm调制的方式实现对外部电机的驱动。
[0079]
能量管理装置实时检测电机的负载需求以及锂电池soc状态，对氢燃料电池、锂电池、超级电容进行功率分配。能量管理装置完成功率分配后，氢燃料电池模块在氢燃料电池控制模块的作用下按照设定的给定功率进行工作，锂电池模块在锂电池控制模块的作用下按照设定的给定功率进行工作，在系统动态响应过程中，实际负载功率未被满足的部分功率由直连总线的超级电容模块承载。在部分制动能量回收的工况下，若发生直流总线过压情况时，保护电阻模块及时接入总线进行主动的泄放，以保证整体系统的正常工作。
[0080]
氢燃料电池及锂电池的输出端口需要经过dc/dc子模块调节与直流总线电压进行适配，其中dc/dc通过控制开关器件的占空比使其与直流总线连接的端口保持电压的相对稳定。
[0081]
对于子模块1和子模块2而言，选择boost类型电路实现升压如图6所示，图6是本技术能量管理系统中示出boost电路升压的示意图。以直流侧电压v
dc
作为给定，与boost实际输出电压vh做比较，经过电压调节器输出给定电流，该电流与低压侧实际电流i
l
进行比较，并通过电流调节器输出开关器件的占空比d。其两侧的电流和电压满足公式(3)和公式(4)：
[0082]vl
＝(1-d)vhꢀꢀ
公式(3)；
[0083]
ih＝η
boost
(1-d)i
l
ꢀꢀ
公式(4)；
[0084]
其中，η
boost
为boost转换电路效率。
[0085]
对于子模块3而言，选择buck类型电路实现降压如图7所示，图7是本技术能量管理系统中示出buck电路降压的示意图。以直流侧电压v
dc
作为给定，与buck实际输出电压v
l
做比较，经过电压调节器输出给定电流，该电流与高压侧实际电流ih进行比较，并通过电流调节器输出开关器件的占空比d。其两侧的电流和电压满足如下公式(5)和公式(6)：
[0086]
ih＝di
l
/η
buck
ꢀꢀ
公式(5)；
[0087]vl
＝dvhꢀꢀ
公式(6)；
[0088]
其中，η
buck
为buck转换电路效率。
[0089]
其中，在其他实施例中，可以使用类似的升压电路替换子dc/dc子模块1、2中的boost电路，可以使用类似的降压电路替换dc/dc子模块3中的buck电路，实现相同的控制过程。
[0090]
上述方案，通过基于设备当前负载功率以及锂电池的当前剩余电量能够确定氢燃料电池的目标响应功率，然后以此确定设备当前的工作状态，使得能够基于设备的当前工作状态为氢燃料电池确定执行功率，在此基础上，能够进一步确定锂电池的输出功率，相比于传统方式，无需受固定锂电池soc值的限制，充分发挥了氢燃料电池做为主要动力源的作用。另外，通过不同工作状态设置对应的氢燃料电池执行功率，能够实现更为灵活地调整氢燃料电池的能量供应。
[0091]
请参阅图8，图8是本技术车辆一实施例的结构示意图。车辆80包括存储器81和处理器82，处理器82用于执行存储器81中存储的程序指令，以实现上述任一能量管理方法实施例中的步骤。在一个具体的实施场景中，车辆80可以包括但不限于：安防设备、医疗设备、微型计算机、台式电脑、服务器，此外，车辆80还可以包括笔记本电脑、平板电脑等移动设备，在此不做限定。
[0092]
具体而言，处理器82用于控制其自身以及存储器81以实现上述任一能量管理方法实施例中的步骤。处理器82还可以称为cpu(central processing unit，中央处理单元)。处理器82可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器82还可以是通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor,dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit,asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array,fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。另外，处理器82可以由集成电路芯片共同实现。
[0093]
上述方案，通过基于设备当前负载功率以及锂电池的当前剩余电量能够确定氢燃料电池的目标响应功率，然后以此确定设备当前的工作状态，使得能够基于设备的当前工作状态为氢燃料电池确定执行功率，在此基础上，能够进一步确定锂电池的输出功率，相比于传统方式，无需受固定锂电池soc值的限制，充分发挥了氢燃料电池做为主要动力源的作用。另外，通过不同工作状态设置对应的氢燃料电池执行功率，能够实现更为灵活地调整氢燃料电池的能量供应。
[0094]
请参阅图9，图9是本技术计算机可读存储介质一实施例的结构示意图。计算机可读存储介质90存储有程序指令91，程序指令91被处理器执行时实现上述任一能量管理方法实施例中的步骤。
[0095]
上述方案，通过基于设备当前负载功率以及锂电池的当前剩余电量能够确定氢燃料电池的目标响应功率，然后以此确定设备当前的工作状态，使得能够基于设备的当前工作状态为氢燃料电池确定执行功率，在此基础上，能够进一步确定锂电池的输出功率，相比于传统方式，无需受固定锂电池soc值的限制，充分发挥了氢燃料电池做为主要动力源的作用。另外，通过不同工作状态设置对应的氢燃料电池执行功率，能够实现更为灵活地调整氢燃料电池的能量供应。
[0096]
在一些实施例中，本公开实施例提供的装置具有的功能或包含的模块可以用于执行上文方法实施例描述的方法，其具体实现可以参照上文方法实施例的描述，为了简洁，这里不再赘述。
[0097]
上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以互相参考，为了简洁，本文不再赘述。
[0098]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械或其它的形式。
[0099]
另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本技术各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

技术特征：
1.一种能量管理方法，其特征在于，包括：基于设备当前负载功率以及锂电池的当前剩余电量，确定氢燃料电池的目标响应功率，所述目标响应功率的频率小于或等于目标低通滤波截止频率；从若干工作状态中确定所述目标响应功率所处的目标工作状态，并将所述目标工作状态对应的执行功率作为所述氢燃料电池的输出功率，所述工作状态是由锂电池的电量范围以及氢燃料电池的响应功率范围划分得到，每一所述工作状态对应一个执行功率；基于所述当前负载功率与所述执行功率，确定所述锂电池的输出功率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于设备当前负载功率以及锂电池的当前剩余电量，确定氢燃料电池的目标响应功率，包括：将所述当前负载功率和所述锂电池的当前剩余电量进行模糊处理，得到目标低通滤波截止频率；利用所述目标低通滤波截止频率对所述当前负载功率进行滤波处理，得到所述目标响应功率。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述当前负载功率和所述锂电池的当前剩余电量进行模糊处理，得到目标低通滤波截止频率，包括：从若干电量等级中确定所述当前剩余电量所处的目标电量等级，以及从若干功率等级中确定所述当前负载功率对应的目标功率等级，不同剩余电量对应的电量等级不同，不同负载功率对应的功率等级不同；从若干截止频率中确定与所述目标电量等级以及所述目标功率对应目标低通滤波截止频率；其中，对于其中一个电量等级，所述截止频率与所述功率等级呈正相关；对于其中一个功率等级，所述截止频率与所述电量等级呈负相关。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用所述目标低通滤波截止频率对所述当前负载功率进行滤波处理，得到所述目标响应功率，包括：获取目标差值与所述目标低通滤波截止频率之间的乘积，所述目标差值为所述当前负载功率与上一历史目标响应功率之间的差值；基于所述乘积以及所述上一历史目标响应功率，得到所述当前负载功率对应的目标响应功率。5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述从若干工作状态中确定所述目标响应功率所处的目标工作状态，并将所述目标工作状态对应的执行功率作为所述氢燃料电池的输出功率，包括：从若干顶层工作状态中确定所述当前剩余电量所处的目标顶层工作状态，各所述顶层工作状态分别对应一组电量区间；基于所述目标响应功率，从所述目标顶层工作状态下的若干底层工作状态中确定所述目标工作状态，各所述底层工作状态分别对应一组功率区间。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述从若干顶层工作状态中确定所述当前剩余电量所处的目标顶层工作状态，包括：确定所述当前剩余电量与上一历史目标顶层工作状态对应的电量区间之间的差值；响应于所述差值小于或等于预设差值，将所述历史目标顶层工作状态作为所述当前剩
余电量所处的目标顶层工作状态；响应于所述差值大于所述预设差值，将所述当前剩余电量所处电量区间对应的顶层工作状态作为所述目标顶层工作状态。7.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述当前负载功率与所述执行功率，确定所述锂电池的输出功率，包括：获取所述当前负载功率和所述执行功率之间的功率差；响应于所述功率差小于或等于所述锂电池的预设最大输出功率，将所述功率差作为所述锂电池的输出功率；响应于所述功率差大于所述锂电池的预设最大输出功率，将所述锂电池的最大输出功率作为所述锂电池的输出功率，并将所述功率差与所述最大输出功率之间的差值作为电容模块的输出功率。8.一种能量管理装置，其特征在于，包括：目标响应功率确定模块，用于基于设备当前负载功率以及锂电池的当前剩余电量，确定氢燃料电池的目标响应功率，所述目标响应功率的频率小于或等于目标低通滤波截止频率；执行功率确定模块，用于从若干工作状态中确定所述目标响应功率所处的目标工作状态，并将所述目标工作状态对应的执行功率作为所述氢燃料电池的输出功率，所述工作状态是由锂电池的电量范围以及氢燃料电池的响应功率范围划分得到，每一所述工作状态对应一个执行功率；锂电池的输出功率确定模块，用于基于所述当前负载功率与所述执行功率，确定所述锂电池的输出功率。9.一种能量管理系统，其特征在于，包括如权利要求8所述的能量管理装置。10.一种车辆，其特征在于，包括存储器和处理器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的程序指令，以实现权利要求1至7任一项所述的方法。11.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，其特征在于，所述程序指令被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述的方法。

技术总结
本申请公开了一种能量管理方法和装置、系统、车辆、介质，能量管理方法包括：基于设备当前负载功率以及锂电池的当前剩余电量，确定氢燃料电池的目标响应功率，目标响应功率的频率小于或等于目标低通滤波截止频率；从若干工作状态中确定目标响应功率所处的目标工作状态，并将目标工作状态对应的执行功率作为氢燃料电池的输出功率，工作状态是由锂电池的电量范围以及氢燃料电池的响应功率范围划分得到，每一工作状态对应一个执行功率；基于当前负载功率与执行功率，确定锂电池的输出功率。上述方案，能够灵活调整氢燃料电池的能量供应。能够灵活调整氢燃料电池的能量供应。能够灵活调整氢燃料电池的能量供应。


技术研发人员：及非凡 宋清玉
受保护的技术使用者：浙江零跑科技股份有限公司
技术研发日：2022.12.13
技术公布日：2023/6/28