[实用新型]一种高精度的燃料电池控制器全功能硬件在环测试平台有效

专利信息
申请号: 202022926950.0 申请日: 2020-12-09
公开(公告)号: CN214225760U 公开(公告)日: 2021-09-17
发明(设计)人: 江维海;李丞;李晓伟;朱仲文;周炼;魏庆;孙铂奇;聂振华 申请(专利权)人: 中汽研扬州汽车工程研究院有限公司
主分类号: G05B23/02 分类号: G05B23/02
代理公司: 天津企兴智财知识产权代理有限公司 12226 代理人: 李彦彦
地址: 225600 江苏省扬州市*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 高精度 燃料电池 控制器 全功能 硬件 测试 平台
【说明书】:

本实用新型提供了一种高精度的燃料电池控制器全功能硬件在环测试平台,包括硬件在环仿真系统、上位机系统、以及燃料电池控制器;燃料电池控制器与硬件在环仿真系统双向连接,硬件在环仿真系统的输出端与燃料电池控制器连接;硬件在环仿真系统包括燃料电池系统模块、仿真实时机、以及信号转换模块,燃料电池系统模块与仿真实时机的输出端,信号转换模块与仿真实时机双向连接,信号转换模块与燃料电池控制器双向连接。本实用新型的测试平台构成了与实车相同的工作条件,最大程度保证了测试的真实性,且不受实际系统工况条件、安全要求及测试成本的限制,进而可以对燃料电池控制器FCU的软、硬件及控制策略进行全方位的测试。

技术领域

本实用新型属于新能源技术领域,尤其是涉及一种高精度的燃料电池控制器全功能硬件在环测试平台。

背景技术

氢能因其能量密度高、清洁无污染的优点被认为是替代传统能源的理想能源之一。其中质子交换膜燃料电池(PEMFC)不仅具有氢能的所有优点,而且还具有冷启动快、功率密度高、工作温度低、工作噪声低等优点,因而成为国内外的研究热点。质子交换膜燃料电池以氢气为燃料,以质子交换膜作为电解质,通过电化学反应直接把化学能转化为电能。而目前制约燃料电池产品化的主要难题体现在耐久性、功率密度、环境适应性及经济成本等方面。其中燃料电池控制器(Fuel cell Control Unit,FCU)作为燃料电池系统的主控单元,是控制燃料电池系统安全、可靠、高效运行的重要技术。 FCU的主要功能包括:空气系统管理、氢气系统管理、水热管理、电动附件管理及故障诊断等。

其中硬件在环测试(Hardware-in-the-loop)是控制器V型开发流程中的关键一环,通过实时运行的虚拟的燃料电池模块替代真实的测试台架或实车对象,再通过I/O接口与燃料电池控制器(FCU)形成闭环,在降低了测试成本的同时且具有良好的扩展性,从而可以有效验证控制器功能,提高了测试的安全性,缩短开发周期。

可见,硬件在环测试对于燃料电池控制器(FCU)的开发及燃料电池系统耐久性和功率密度等各方面性能的提升至关重要。目前,国内市场上缺少完善的燃料电池HIL测试系统,现有产品多侧重于部分功能的实现,模块精度也较低,适用于功能验证而不适用于性能测试,且尚未形成完整的商业化的测试流程。如公开号:CN204667175U,该专利将燃料电池控制器硬件在环实时测试平台分为测试用例装置、仿真主机和实时处理器三部分,实现了对燃料电池系统的实时测试,降低了测试成本,且具有良好的通用性,但其仅限于功能的实现,测试的精度无法保证的同时也缺乏完整的自动化测试系统。

针对以上不足,本发明的目的是在于提供一种高精度、全功能的燃料电池控制器硬件在环仿真测试平台,包含硬件在环仿真子系统、上位机系统及燃料电池控制器FCU。硬件在环仿真子系统包括燃料电池系统模块、仿真实时机及数字信号板卡、模拟信号板卡、CAN总线板卡、PWM板卡和故障注入板卡。上位机系统包括自动化测试系统、测试管理系统及上位机PC硬件。硬件在环仿真系统模拟真实的高精度燃料电池系统,以模块替代真实的燃料电池系统,并通过上位机系统进行管理和监控。燃料电池控制器FCU通过各类型板卡与仿真系统连接,构成闭环,构成了与实车相同的工作条件,最大程度保证了测试的真实性,且不受实际系统工况条件、安全要求及测试成本的限制,进而可以对燃料电池控制器FCU的软、硬件及控制策略进行全方位的测试。

实用新型内容

有鉴于此,本实用新型旨在提出一种高精度的燃料电池控制器全功能硬件在环测试平台,以解决国内市场上缺少完善的燃料电池HIL测试系统,现有产品多侧重于部分功能的实现,模块精度也较低,适用于功能验证而不适用于性能测试,且尚未形成完整的商业化的测试流程的问题。

为达到上述目的,本实用新型的技术方案是这样实现的:

一种高精度的燃料电池控制器全功能硬件在环测试平台,包括硬件在环仿真系统、上位机系统、以及燃料电池控制器;

所述燃料电池控制器与硬件在环仿真系统双向连接,所述硬件在环仿真系统的输出端与上位机系统连接;

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