[实用新型]一种质子交换膜燃料电池输出电特性模拟装置

说明书

本实用新型涉及一种质子交换膜燃料电池输出电特性模拟装置，包括：交流电压电流传感器、PWM整流模块、直流母线电压电流传感器、DC/DC变换模块、输出电压电流传感器、控制模块、人机界面和通信模块。本实用新型能够模拟燃料电池输出电特性的装置来代替实际的燃料电池，无需提供燃料电池正常工作所需要的复杂条件，从而降低成本和风险、缩短开发周期。

技术领域

本实用新型涉及一种质子交换膜燃料电池输出电特性模拟装置，属于质子交换膜燃料电池技术领域。

背景技术

燃料电池是高效、环保、可再生的新能源技术，广泛应用于多种领域。质子交换膜燃料电池(PEMFC)适用于可移动电源、电动汽车、备用电源、分散电站等场景。以燃料电池作为电源的应用中，需要带燃料电池进行联调联试。燃料电池正常工作时需要提供氢气、压缩空气、冷却水等工作条件，且需要对气体压力、流量、温度、湿度等一系列指标进行控制，同时还涉及氢气存储和涉氢实验室建设等一系列问题，且燃料电池的采购成本与维护成本均较高。但在许多燃料电池应用的研究场合中，并不关心其气体控制、热管理等方面的问题，而只关心燃料电池输出电压、电流、功率等电特性，如燃料电池专用DC/DC变换器、负载、燃料电池汽车动力系统的联合调试等。而燃料电池的输出电特性比较特殊，无法用现有的常规电源进行模拟。本实用新型基于电力电子技术，在大量实验数据基础上提取出典型燃料电池输出电特性曲线，能够模拟真实燃料电池输出电特性，可在特定研究场合代替实际的燃料电池，无需为燃料电池提供复杂的工作条件，从而降低成本和风险、缩短开发周期。

实用新型内容

本实用新型提供一种质子交换膜燃料电池电特性模拟装置，构造一个能够模拟燃料电池输出电特性的装置来代替实际的燃料电池，无需提供燃料电池正常工作所需要的复杂条件，从而降低成本和风险、缩短开发周期。

为解决上述技术问题，本实用新型可通过以下技术方案来实现：

本实用新型一种质子交换膜燃料电池输出电特性模拟装置，其特征在于包括：交流电压电流传感器、PWM整流模块、直流母线电压电流传感器、DC/DC变换模块、输出电压电流传感器、控制模块、人机界面和通信模块；

所述交流电压电流传感器采集输入到所述PWM整流模块中的交流电压电流信息，转换为控制模块能够接收的信号并传输至控制模块；交流电压电流传感器包括交流输入端、交流输出端和信号输出端，交流输入端与三相交流电网连接，交流输出端与所述PWM整流模块连接，信号输出端与控制模块连接；

所述直流母线电压电流传感器，采集输入到所述DC/DC变换模块中的直流电压电流信息，转换为控制模块能够接收的信号并传输至控制模块；直流母线电压电流传感器包括直流输入端、直流输出端和信号输出端，直流输入端与所述PWM整流模块连接，直流输出端与所述DC/DC变换模块连接，信号输出端与控制模块连接；

所述PWM整流模块，将输入的三相交流电压转换为直流电压，能够控制直流电压的大小；PWM整流模块包括交流输入端、直流输出端和信号输入端，交流输入端与交流电压电流传感器连接，直流输出端与直流母线电压电流传感器连接，信号输入端与控制模块连接；

所述DC/DC变换模块，将由所述PWM整流模块输出的直流电压转换为与质子交换膜燃料电池电特性高度相似的电压电流；DC/DC变换模块包括直流输入端、直流输出端和信号输入端，直流输入端与所述直流电压电流传感器连接，直流输出端与所述输出电压电流传感器连接，信号输入端与控制模块连接；

输出电压电流传感器，采集装置输出端的直流电压电流信息，转换为控制模块可接收的信号并传输至控制模块；输出电压电流传感器包括直流输入端、直流输出端和信号输出端，直流输入端与所述DC/DC变换模块连接，直流输出端输出与质子交换膜燃料电池电特性高度相似的电压电流，信号输出端与控制模块连接；