本發(fā)明屬于燃料電池汽車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

燃料電池混合動(dòng)力汽車(chē)被認(rèn)為是具有廣闊應(yīng)用前景的新能源汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)，在經(jīng)濟(jì)型以及排放方面具有較大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)以其無(wú)污染，控制操作方便，安全性可靠性高等技術(shù)有點(diǎn)已經(jīng)得到廣泛關(guān)注。

由于燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)的動(dòng)力電池存在容量衰減問(wèn)題，使得動(dòng)力系統(tǒng)純電續(xù)駛里程受限，進(jìn)而使得系統(tǒng)運(yùn)行成本逐漸增加；此外，在動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行在制動(dòng)或減速階段時(shí)存在制動(dòng)能量，目前制動(dòng)能量?jī)H由動(dòng)力電池回收，當(dāng)電池剩余容量達(dá)到上限時(shí)，制動(dòng)能量需要靠機(jī)械裝置損耗，導(dǎo)致能量利用率下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)電池由于頻繁充放電導(dǎo)致的容量衰減問(wèn)題以及制動(dòng)能量利用率低的問(wèn)題，提出了一種具有彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)的燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)的能量分配方法。

本發(fā)明所述的具有彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)的燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)的能量分配方法，基于具有彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)的燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述具有彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)的燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)包括燃料電池系統(tǒng)1、燃料電池控制器2、單向dc/dc轉(zhuǎn)換器3、動(dòng)力電池4、電池管理系統(tǒng)5、逆變器6、驅(qū)動(dòng)電機(jī)7、離合器8、彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)9、變速器10和整車(chē)控制單元11；

燃料電池系統(tǒng)1的電流信號(hào)輸出端與單向dc/dc轉(zhuǎn)換器3的電流信號(hào)輸入端連接，單向dc/dc轉(zhuǎn)換器3的電流輸出端與逆變器6的電流信號(hào)輸入端連接，逆變器6的電流信號(hào)輸入端同時(shí)與動(dòng)力電池4的電流信號(hào)輸出端連接；

逆變器6的電流信號(hào)輸出端連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)7的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端，驅(qū)動(dòng)電機(jī)7的輸出軸與變速器10的輸入軸同軸連接，變速器10通過(guò)差速器12驅(qū)動(dòng)汽車(chē)車(chē)輪；

彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)9的軸承通過(guò)離合器8與變速器10傳動(dòng)連接，整車(chē)控制單元11控制離合器8的開(kāi)啟或閉合；整車(chē)控制單元11的充放電控制信號(hào)輸出端連接燃料電池控制器2的充放電控制信號(hào)輸入端，整車(chē)控制單元11的電池狀態(tài)信號(hào)輸入端連接燃料電池控制器2的電池狀態(tài)信號(hào)輸出端；燃料電池控制器2的放電功率控制信號(hào)輸出端連接燃料電池系統(tǒng)1的放電功率控制信號(hào)輸入端，燃料電池控制器2的燃料電池狀態(tài)信號(hào)輸入端連接燃料電池系統(tǒng)1的電池狀態(tài)信號(hào)輸出端；

整車(chē)控制單元11的轉(zhuǎn)換控制信號(hào)輸出與轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸入端連接單向dc/dc轉(zhuǎn)換器3的轉(zhuǎn)換控制信號(hào)輸入與轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸出端連接；

整車(chē)控制單元11的放電功率控制信號(hào)輸出端連接電池管理系統(tǒng)5的放電功率控制信號(hào)輸入端，整車(chē)控制單元11的動(dòng)力電池狀態(tài)信號(hào)輸入端連接電池管理系統(tǒng)5的動(dòng)力電池狀態(tài)信號(hào)輸出端；電池管理系統(tǒng)5的電能輸出控制信號(hào)輸出端連接動(dòng)力電池4輸出開(kāi)關(guān)控制信號(hào)輸入端，電池管理系統(tǒng)5的電池狀態(tài)信號(hào)輸入端連接動(dòng)力電池4電能狀態(tài)輸出端；

驅(qū)動(dòng)電機(jī)7的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩信號(hào)輸出端連接整車(chē)控制單元11的電機(jī)狀態(tài)信號(hào)輸入端；

整車(chē)控制單元11的逆變器轉(zhuǎn)換控制信號(hào)輸出端連接逆變器6的電流轉(zhuǎn)換控制信號(hào)輸入端；

整車(chē)控制單元11的儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)功率輸出控制信號(hào)輸出與儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能狀態(tài)輸入端連接彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)9的輸出控制輸入與儲(chǔ)能狀態(tài)輸出端；

整車(chē)控制單元11的變速器狀態(tài)輸入與變速器功率控制信號(hào)輸出端連接變速器10的狀態(tài)信號(hào)輸出與功率控制信號(hào)輸入端；

整車(chē)控制單元11與燃料電池控制器2、單向dc/dc轉(zhuǎn)換器3、電池管理系統(tǒng)5、逆變器6、驅(qū)動(dòng)電機(jī)7、彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)9和變速器10之間均通過(guò)can總線(xiàn)連接；

具有彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)的燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)的能量分配方法的具體步驟為：

步驟一、采用整車(chē)控制單元11獲得彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)9的儲(chǔ)能狀態(tài)q、通過(guò)電池管理系統(tǒng)5獲得動(dòng)力電池4的剩余電量、通過(guò)燃料電池控制器2獲得燃料電池系統(tǒng)1的工作狀態(tài)、通過(guò)車(chē)載傳感器獲得車(chē)速、油門(mén)踏板開(kāi)度和制動(dòng)踏板開(kāi)度信號(hào)；整車(chē)控制單元11利用車(chē)速、油門(mén)踏板開(kāi)度和制動(dòng)踏板開(kāi)度信號(hào)計(jì)算汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)需求總功率pdem，其中，q為彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)儲(chǔ)能值與最大儲(chǔ)能值之比；

步驟二、利用步驟一計(jì)算獲得的汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)需求總功率pdem，結(jié)合動(dòng)力電池4的剩余電量和彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)9的儲(chǔ)能狀態(tài)，整車(chē)控制單元11采用基于頻域分配算法分別向燃料電池控制器2、電池管理系統(tǒng)5及彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)9發(fā)送功率輸出控制信號(hào)；

步驟三、燃料電池控制器2向燃料電池系統(tǒng)1發(fā)送控制信號(hào)，控制燃料電池系統(tǒng)1輸出電能；電池管理系統(tǒng)5向動(dòng)力電池4發(fā)送輸出功率控制信號(hào)，動(dòng)力電池4輸出電能；彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)9接收控制信號(hào)并輸出功率信號(hào)；實(shí)現(xiàn)對(duì)具有彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)的燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)的能量控制。

進(jìn)一步地，步驟二中所述的整車(chē)控制單元11采用基于頻域分配算法分別向燃料電池控制器2、電池管理系統(tǒng)5及彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)9發(fā)送功率輸出控制信號(hào)的具體方法為：

步驟二一、判斷汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)需求總功率pdem是否大于0，若是，則執(zhí)行步驟二二，否則執(zhí)行步驟二三；

步驟二二、判定動(dòng)力電池剩余電量是否小于電池電量的最小閥值a，若是，則執(zhí)行步驟二四，否則執(zhí)行步驟二五；其中，a為動(dòng)力電池最大電量的20％，

步驟二三、判定彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)9的儲(chǔ)能狀態(tài)q是否小于或等于1，若是，則整車(chē)控制單元11控制離合器8閉合，彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)9回收汽車(chē)的制動(dòng)能量，否則，整車(chē)控制單元11控制離合器8分離，汽車(chē)的制動(dòng)能量通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)釋放；

步驟二四、采用低通濾波器對(duì)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)需求總功率pdem進(jìn)行濾波，經(jīng)低通濾波器后輸出的低頻功率信號(hào)發(fā)送給動(dòng)力電池管理系統(tǒng)5，動(dòng)力電池管理系統(tǒng)5控制動(dòng)力電池4輸出與低頻功率相等的功率信號(hào)，再利用汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)需求總功率pdem減去經(jīng)低通濾波器后輸出的低頻功率，獲得汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)需求的高頻功率信號(hào)，整車(chē)控制單元11控制離合器8閉合，控制彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)9輸出汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)需求的高頻功率；

步驟二五、整車(chē)控制單元11通過(guò)燃料電池控制器2控制燃料電池系統(tǒng)1輸出恒定功率為動(dòng)力電池4充電。

本發(fā)明的具有彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)的燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)，在原有燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加了彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)，按照本發(fā)明的控制方法進(jìn)行切換，可以有效的回收動(dòng)力系統(tǒng)在剎車(chē)或減速階段的制動(dòng)能量；此外，采用低通濾波器對(duì)驅(qū)動(dòng)階段功率分配，能夠通過(guò)控制使動(dòng)力電池在低頻域工作，能夠有效的降低動(dòng)力電池容量衰減程度，實(shí)現(xiàn)燃料電池混合動(dòng)力汽車(chē)的最優(yōu)控制。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述的基于具有彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)的燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)的原理框圖；

圖2為變速裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為彈性?xún)?chǔ)能器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為拉力傳感器安裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明所述方法流程圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一、結(jié)合圖1和圖6說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的具有彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)的燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)的能量分配方法，基于具有彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)的燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述具有彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)的燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)它包括燃料電池系統(tǒng)1、燃料電池控制器2、單向dc/dc轉(zhuǎn)換器3、動(dòng)力電池4、電池管理系統(tǒng)5、逆變器6、驅(qū)動(dòng)電機(jī)7、離合器8、彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)9、變速器10和整車(chē)控制單元11；

燃料電池系統(tǒng)1的電流信號(hào)輸出端與單向dc/dc轉(zhuǎn)換器3的電流信號(hào)輸入端連接，單向dc/dc轉(zhuǎn)換器3的電流輸出端與逆變器6的電流信號(hào)輸入端連接，逆變器6的電流信號(hào)輸入端同時(shí)與動(dòng)力電池4的電流信號(hào)輸出端連接；

逆變器6的電流信號(hào)輸出端連接驅(qū)動(dòng)電機(jī)7的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端，驅(qū)動(dòng)電機(jī)7的輸出軸與變速器10的輸入軸同軸連接，變速器10通過(guò)差速器12驅(qū)動(dòng)汽車(chē)車(chē)輪；

彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)9的軸承通過(guò)離合器8與變速器10傳動(dòng)連接，整車(chē)控制單元11控制離合器8的開(kāi)啟或閉合；整車(chē)控制單元11的充放電控制信號(hào)輸出端連接燃料電池控制器2的充放電控制信號(hào)輸入端，整車(chē)控制單元11的電池狀態(tài)信號(hào)輸入端連接燃料電池控制器2的電池狀態(tài)信號(hào)輸出端；燃料電池控制器2的放電功率控制信號(hào)輸出端連接燃料電池系統(tǒng)1的放電功率控制信號(hào)輸入端，燃料電池控制器2的燃料電池狀態(tài)信號(hào)輸入端連接燃料電池系統(tǒng)1的電池狀態(tài)信號(hào)輸出端；

整車(chē)控制單元11的轉(zhuǎn)換控制信號(hào)輸出與轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸入端連接單向dc/dc轉(zhuǎn)換器3的轉(zhuǎn)換控制信號(hào)輸入與轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸出端連接；

整車(chē)控制單元11的放電功率控制信號(hào)輸出端連接電池管理系統(tǒng)5的放電功率控制信號(hào)輸入端，整車(chē)控制單元11的動(dòng)力電池狀態(tài)信號(hào)輸入端連接電池管理系統(tǒng)5的動(dòng)力電池狀態(tài)信號(hào)輸出端；電池管理系統(tǒng)5的電能輸出控制信號(hào)輸出端連接動(dòng)力電池4輸出開(kāi)關(guān)控制信號(hào)輸入端，電池管理系統(tǒng)5的電池狀態(tài)信號(hào)輸入端連接動(dòng)力電池4電能狀態(tài)輸出端；

驅(qū)動(dòng)電機(jī)7的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩信號(hào)輸出端連接整車(chē)控制單元11的電機(jī)狀態(tài)信號(hào)輸入端；

整車(chē)控制單元11的逆變器轉(zhuǎn)換控制信號(hào)輸出端連接逆變器6的電流轉(zhuǎn)換控制信號(hào)輸入端；

整車(chē)控制單元11的儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)功率輸出控制信號(hào)輸出與儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能狀態(tài)輸入端連接彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)9的輸出控制輸入與儲(chǔ)能狀態(tài)輸出端；

整車(chē)控制單元11的變速器狀態(tài)輸入與變速器功率控制信號(hào)輸出端連接變速器10的狀態(tài)信號(hào)輸出與功率控制信號(hào)輸入端；

整車(chē)控制單元11與燃料電池控制器2、單向dc/dc轉(zhuǎn)換器3、電池管理系統(tǒng)5、逆變器6、驅(qū)動(dòng)電機(jī)7、彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)9和變速器10之間均通過(guò)can總線(xiàn)連接；

具有彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)的燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)的能量分配方法的具體步驟為：

步驟一、采用整車(chē)控制單元11獲得彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)9的儲(chǔ)能狀態(tài)q、通過(guò)電池管理系統(tǒng)5獲得動(dòng)力電池4的剩余電量、通過(guò)燃料電池控制器2獲得燃料電池系統(tǒng)1的工作狀態(tài)、通過(guò)車(chē)載傳感器獲得車(chē)速、油門(mén)踏板開(kāi)度和制動(dòng)踏板開(kāi)度信號(hào)；整車(chē)控制單元11利用車(chē)速、油門(mén)踏板開(kāi)度和制動(dòng)踏板開(kāi)度信號(hào)計(jì)算汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)需求總功率pdem，其中，q為彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)儲(chǔ)能值與最大儲(chǔ)能值之比；

步驟二、利用步驟一計(jì)算獲得的汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)需求總功率pdem，結(jié)合動(dòng)力電池4的剩余電量和彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)9的儲(chǔ)能狀態(tài)，整車(chē)控制單元11采用基于頻域分配算法分別向燃料電池控制器2、電池管理系統(tǒng)5及彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)9發(fā)送功率輸出控制信號(hào)；

步驟三、燃料電池控制器2向燃料電池系統(tǒng)1發(fā)送控制信號(hào)，控制燃料電池系統(tǒng)1輸出電能；電池管理系統(tǒng)5向動(dòng)力電池4發(fā)送輸出功率控制信號(hào)，動(dòng)力電池4輸出電能；彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)9接收控制信號(hào)并輸出功率信號(hào)；實(shí)現(xiàn)對(duì)具有彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)的燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)的能量控制。

具體實(shí)施方式二、結(jié)合圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的具有彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)的燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)的能量分配方法的進(jìn)一步說(shuō)明，彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)9包括變速裝置和彈性?xún)?chǔ)能箱；所述變速裝置包括一號(hào)箱體、一號(hào)傳動(dòng)軸911、儲(chǔ)能齒輪912、釋能齒輪913、二號(hào)傳動(dòng)軸914、一號(hào)開(kāi)關(guān)管組916、一號(hào)電磁鐵917、一號(hào)永磁鐵918、換擋叉919和中間齒輪920；

儲(chǔ)能齒輪912和釋能齒輪913均套接在一號(hào)傳動(dòng)軸911的上，且儲(chǔ)能齒輪912位于釋能齒輪913的上側(cè)，中間齒輪920為一個(gè)軸承上套接有兩個(gè)齒輪構(gòu)成，且兩個(gè)齒輪分別位于所述軸承的上、下兩端；儲(chǔ)能齒輪912與中間齒輪920的上齒輪的一側(cè)傳動(dòng)連接，中間齒輪920上齒輪的另一側(cè)位于換擋叉919的插頭內(nèi)，一號(hào)永磁鐵918固定在換擋叉919的插頭底座的下端，一號(hào)電磁鐵917位于一號(hào)永磁鐵918的正下方，一號(hào)電磁鐵917的正負(fù)電源接線(xiàn)端通過(guò)一號(hào)開(kāi)關(guān)管組916與汽車(chē)電池的正負(fù)電極連接；

中間齒輪920的下齒輪與二號(hào)傳動(dòng)軸914通過(guò)齒輪咬合連接；儲(chǔ)能齒輪912、釋能齒輪913和中間齒輪920均位于一號(hào)箱體內(nèi)；一號(hào)傳動(dòng)軸911的頂端穿過(guò)一號(hào)箱體與二號(hào)離合器8同軸連接；二號(hào)傳動(dòng)軸914下端穿過(guò)一號(hào)箱體與彈性?xún)?chǔ)能箱的軸承同軸連接。

具體實(shí)施方式三、結(jié)合圖3和圖4說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的具有彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)的燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)的能量分配方法的進(jìn)一步說(shuō)明，彈性?xún)?chǔ)能箱包括三號(hào)傳動(dòng)軸921、儲(chǔ)能渦簧922、制動(dòng)器923、二號(hào)箱體924和拉力傳感器925；

三號(hào)傳動(dòng)軸921位于二號(hào)箱體924的中部，橫向穿過(guò)二號(hào)箱體924，儲(chǔ)能渦簧922、制動(dòng)器923和拉力傳感器925均設(shè)置在二號(hào)箱體924內(nèi)，儲(chǔ)能渦簧922和制動(dòng)器923均套設(shè)在三號(hào)傳動(dòng)軸921上，儲(chǔ)能渦簧922的內(nèi)端與三號(hào)傳動(dòng)軸921的側(cè)壁固定連接，拉力傳感器925固定在儲(chǔ)能渦簧922的外端，且儲(chǔ)能渦簧922和制動(dòng)器923不接觸。

具體實(shí)施方式四、結(jié)合圖5說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的具有彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)的燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)的能量分配方法的進(jìn)一步說(shuō)明，制動(dòng)器923包括固定彈簧9231、制動(dòng)栓9232、彈簧夾片9233、制動(dòng)輪9234、四號(hào)傳動(dòng)軸9235、二號(hào)開(kāi)關(guān)管組9237、二號(hào)永磁鐵9238、二號(hào)電磁鐵9239和三號(hào)箱體；

制動(dòng)輪9234套設(shè)在四號(hào)傳動(dòng)軸9235上，制動(dòng)輪9234上邊緣等間隔開(kāi)有四個(gè)“u”型凹槽，所述四個(gè)“u”型凹槽用于插入制動(dòng)栓9232，所述制動(dòng)栓9232的末端嵌有二號(hào)永磁鐵9238，所述二號(hào)永磁鐵9238卡接在三號(hào)箱體內(nèi)的豎直隔板上，所述三號(hào)箱體的左側(cè)內(nèi)壁與隔板之間設(shè)有固定彈簧9231，三號(hào)箱體的上下內(nèi)壁上相對(duì)設(shè)有彈簧夾片9233，所述彈簧夾片9233設(shè)置在隔板的右側(cè)，二號(hào)永磁鐵9238與二號(hào)電磁鐵9239相對(duì)設(shè)置，所述二號(hào)電磁鐵9239設(shè)置在三號(hào)箱體的左側(cè)內(nèi)壁與隔板之間，二號(hào)電磁鐵9239的正負(fù)電源接線(xiàn)端通過(guò)二號(hào)開(kāi)關(guān)管組9237與汽車(chē)電池的正負(fù)電極連接，制動(dòng)輪9234設(shè)置在三號(hào)箱體的右側(cè)內(nèi)壁與隔板之間。

本發(fā)明采用發(fā)動(dòng)機(jī)與彈性?xún)?chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)轉(zhuǎn)矩耦合器實(shí)現(xiàn)機(jī)械耦合，配合能量分配方法，二者可以以不同的組合方式向整車(chē)提供能量。轉(zhuǎn)矩耦合器由兩個(gè)曲面齒錐齒輪嚙合而成，可以實(shí)現(xiàn)不同軸向上的轉(zhuǎn)矩耦合。彈性?xún)?chǔ)能系統(tǒng)由彈性?xún)?chǔ)能箱、變速箱軸連而成；所述傳動(dòng)系統(tǒng)由齒輪變速箱與差速器軸連而成。彈性?xún)?chǔ)能箱由儲(chǔ)能渦簧、軸承、制動(dòng)器、拉力傳感器與箱體組成；渦簧一端與軸承直接相連，另一端與拉力傳感器相連；軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)渦簧旋轉(zhuǎn)形變進(jìn)行儲(chǔ)存能量，渦簧的形狀恢復(fù)帶動(dòng)軸承的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行能量釋放；拉力傳感器感應(yīng)拉力的大小反應(yīng)儲(chǔ)能渦簧的能量狀態(tài)；制動(dòng)器與箱體相連，制動(dòng)器對(duì)軸承起到制動(dòng)作用。彈性?xún)?chǔ)能系統(tǒng)的變速裝置由箱體、儲(chǔ)能齒輪、釋能齒輪、中間齒輪、磁鐵、電磁鐵組成，中間齒輪通過(guò)移動(dòng)分別可以和儲(chǔ)能齒輪和釋能齒輪嚙合達(dá)到為渦簧儲(chǔ)能和釋能的目的；中間齒輪的移動(dòng)通過(guò)換擋叉的撥動(dòng)完成；換擋叉的一端固定磁鐵，受電磁鐵的吸引和排斥完成中間齒輪的移動(dòng)；電磁鐵的兩個(gè)引線(xiàn)通過(guò)兩組開(kāi)關(guān)管直接與汽車(chē)蓄電池相連，蓄電池通過(guò)開(kāi)關(guān)管的通斷對(duì)電磁鐵提供不同方向的電流，從而產(chǎn)生不同方向的磁極對(duì)磁鐵進(jìn)行吸引或排斥。彈性?xún)?chǔ)能箱的制動(dòng)器由制動(dòng)輪、電磁鐵、磁鐵、制動(dòng)栓、固定彈簧、彈簧夾片及兩組開(kāi)關(guān)管構(gòu)成，制動(dòng)輪與軸承軸連，且制動(dòng)輪上開(kāi)凹槽，便于制動(dòng)栓插入起到制動(dòng)作用；制動(dòng)栓末端嵌入一塊永久磁鐵，制動(dòng)栓的移動(dòng)靠電磁鐵通不同方向的電流產(chǎn)生對(duì)永久磁鐵的吸引力或排斥力所實(shí)現(xiàn)，制動(dòng)栓的位置由固定彈簧和彈簧夾片決定；電磁鐵的兩個(gè)引線(xiàn)通過(guò)兩組開(kāi)關(guān)管直接與汽車(chē)電池相連，電池通過(guò)開(kāi)關(guān)管的通斷對(duì)電磁鐵提供不同方向的電流，由于彈簧夾片和固定彈簧的存在，蓄電池只需通一小段時(shí)間的電流便可以對(duì)制動(dòng)栓進(jìn)行控制。

具體實(shí)施方式五、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的具有彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)的燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)的能量分配方法的進(jìn)一步說(shuō)明，步驟二中所述的整車(chē)控制單元11采用基于頻域分配算法分別向燃料電池控制器2、電池管理系統(tǒng)5及彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)9發(fā)送功率輸出控制信號(hào)的具體方法為：

步驟二一、判斷汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)需求總功率pdem是否大于0，若是，則執(zhí)行步驟二二，否則執(zhí)行步驟二三；

步驟二二、判定動(dòng)力電池剩余電量是否小于電池電量的最小閥值a，若是，則執(zhí)行步驟二四，否則執(zhí)行步驟二五；其中，a為動(dòng)力電池最大電量的20％，

步驟二三、判定彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)9的儲(chǔ)能狀態(tài)q是否小于或等于1，若是，則整車(chē)控制單元11控制離合器8閉合，彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)9回收汽車(chē)的制動(dòng)能量，否則，整車(chē)控制單元11控制離合器8分離，汽車(chē)的制動(dòng)能量通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)釋放；

步驟二四、采用低通濾波器對(duì)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)需求總功率pdem進(jìn)行濾波，經(jīng)低通濾波器后輸出的低頻功率信號(hào)發(fā)送給動(dòng)力電池管理系統(tǒng)5，動(dòng)力電池管理系統(tǒng)5控制動(dòng)力電池4輸出與低頻功率相等的功率信號(hào)，再利用汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)需求總功率pdem減去經(jīng)低通濾波器后輸出的低頻功率，獲得汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)需求的高頻功率信號(hào)，整車(chē)控制單元11控制離合器8閉合，控制彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)9輸出汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)需求的高頻功率；

步驟二五、整車(chē)控制單元11通過(guò)燃料電池控制器2控制燃料電池系統(tǒng)1輸出恒定功率為動(dòng)力電池4充電。

具體實(shí)施方式六、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式五所述的具有彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)的燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)的能量分配方法的進(jìn)一步說(shuō)明，低通濾波器的截止頻率為0.016hz。

具體實(shí)施方式七、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式五所述的具有彈性?xún)?chǔ)能機(jī)構(gòu)的燃料電池混合動(dòng)力系統(tǒng)的能量分配方法的進(jìn)一步說(shuō)明，步驟一所述的整車(chē)控制單元11利用車(chē)速、油門(mén)踏板開(kāi)度和制動(dòng)踏板開(kāi)度信號(hào)計(jì)算汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)需求總功率pdem的具體方法為：通過(guò)公式：

t＝tmax·α(1)

pdem＝t·ω(2)

計(jì)算獲得，式中，t為驅(qū)動(dòng)電機(jī)目標(biāo)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩；tmax為驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩；α為油門(mén)踏板開(kāi)度或者制動(dòng)踏板開(kāi)度；ω為電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速，即車(chē)速值。