[发明专利]燃料电池在环测试系统及其测试方法

说明书

本发明提供了一种燃料电池在环测试系统及方法，包括燃料电池测试台和实时整车模型，燃料电池测试台为被测对象提供氢气供应、冷却系统热交换、高压部件供电、低压部件供电以及吸收被测对象实际产生的高压电力输出；实时整车模型用于道路阻力模拟和整车能量流仿真，测试被测对象在实际道路工况下的工作情况。本发明通过采用拓展实时整车模型，解决了传统燃料电池发动机测试台只能用来做稳态和开环测试的局限性；通过采用引入基于模型的电子负载控制方法，解决了电子负载输出恒定电压的局限性，提高了测试的精确性。通过采用引入基于整车模型的高压电池模拟器控制方法，解决了高压电池模拟器输出电压不符合整车实际电压的问题，提高了测试的精确性。

技术领域

本发明涉及电池检测领域，具体地，涉及一种燃料电池在环测试系统及其测试方法。

背景技术

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料；同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。

现有的燃料电池测试平台应用局限，专利文献为CN200979492Y的实用新型专利公开了一种燃料电池发动机测试平台,包括主控计算机,动力辅助电源,控制电源, 氢站,电子负载。主控计算机分别与燃料电池发动机、电子负载相连进行集中控制。燃料电池发动机的辅助系统供电通过外部动力辅助电源供电,用于测量辅助系统所消耗的功率,燃料电池发动机控制系统所需的电源由外部控制电源供电。燃料电池发动机由氢站供氢,并由质量流量计对氢气流量进行计量,电子负载与燃料电池发动机相连,实现无极同步加载。但是上述方案应用局限性大，测试台的应用范围小。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种燃料电池在环测试系统及其测试方法。

根据本发明提供的一种燃料电池在环测试系统，包括燃料电池测试台和实时整车模型，其中：

燃料电池测试台为被测对象提供氢气供应、冷却系统热交换、高压部件供电、低压部件供电以及吸收被测对象实际产生的高压电力输出；

实时整车模型用于道路阻力模拟和整车能量流仿真，测试被测对象在实际道路工况下的工作情况。

优选地，所述燃料电池测试台包括燃料电池控制器，电堆，燃料电池DCDC，燃料电池空压机，台架主控系统，电子负载，高压电池模拟器以及低压电池模拟器，其中：

燃料电池控制器用于提供发动机状态；

电子负载用于吸收燃料电池DCDC实际的高压电力输出，模拟高压电池和驱动电机的高压特性；

燃料电池DCDC用来控制电堆的实际输出电流，并改善电堆的输出特性；

高压电池模拟器给空压机提供高压电；

低压电池模拟器提供低压电；

台架主控系统实现整车模型和燃料电池测试台的通讯。

优选地，实时整车模型包括驾驶员模型、整车控制器模型，电机控制器模型，电池管理系统，驱动电机模型，主减速器模型，轮胎模型，车辆模型，制动系统模型，高压盒模型，高压电池模型，电压DCDC模型以及低压电池模型，其中：

驾驶员模型根据驾驶循环的目标车速和道路特性计算出加速踏板和制动踏板需求；

踏板需求输入到整车控制器模型；

整车控制器模型计算出驱动电机扭矩需求和燃料电池发动机功率需求；