燃料电池的测试系统及测试方法技术方案

本发明专利技术公开了一种燃料电池的测试系统及测试方法。测试系统包括：第一模型搭建模块，用于搭建燃料电池模型；第二模型搭建模块，用于搭建初始控制策略模型；控制模块，用于连接第一、第二模型搭建模块实现模型在环仿真，优化后得第一控制策略模型；第一硬件仿真模块，用于运行燃料电池模型；第二硬件仿真模块，用于运行第一控制策略模型；控制模块还用于连接第一、第二硬件仿真模块实现硬件在环仿真，优化后得第二控制策略模型；第二硬件仿真模块还用于运行第二控制策略模型；控制模块还用于连接第二硬件仿真模块和燃料电池实现实物验证，优化后得目标控制策略模型。既能够实时仿真验证控制策略，又无需手动编写代码，实现控制策略的快速开发。

Test system and method of fuel cell

The invention discloses a fuel cell test system and a test method. The test system includes: first, the model building module is used to build fuel cell model; the second module is built to build the initial control strategy model; the control module is used to connect the first and second models to build the module, realize the model in the loop simulation, and get the first control strategy model after optimization; the first hardware simulation module is used to run the fuel cell model; the second hardware imitation. The real module is used to run the first control strategy model; the control module is also used to connect the first and second hardware simulation modules to realize the hardware in the loop simulation and the optimized second control strategy model; the second hardware simulation module is also used to run the second control strategy model; the control module is also used to connect the second hardware simulation module and the fuel cell to achieve the physical verification and the optimized goal Control strategy model. Not only can real-time simulation verify the control strategy, but also can realize the rapid development of control strategy without manual coding.

【技术实现步骤摘要】
燃料电池的测试系统及测试方法
本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种燃料电池的测试系统及测试方法。
技术介绍
燃料电池系统是一种集合空气系统、氢气系统、热管理系统以及电气系统的复杂系统。燃料电池系统的开发包括燃料电池系统的控制器的开发，在燃料电池系统的控制器上可以验证燃料电池系统的控制策略。但是，燃料电池系统的控制器开发时间长并且开发成本高，这大大提高了燃料电池系统的开发难度。目前的燃料电池系统测试台基于工控机配合CompactRIO控制燃料电池系统，其中控制软件是基于labview定制的，尚难以快速开发控制策略。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中燃料电池的测试台难以快速开发控制策略的缺陷，提供一种燃料电池的测试系统及测试方法。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种燃料电池的测试系统，其特点在于，所述测试系统包括：第一模型搭建模块，用于搭建所述燃料电池的燃料电池模型；第二模型搭建模块，用于搭建所述燃料电池的初始控制策略模型；控制模块，用于连接所述第一模型搭建模块和所述第二模型搭建模块实现模型在环仿真，所述模型在环仿真用于验证所述初始控制策略模型，所述控制模块还用于根据所述模型在环仿真的结果对所述初始控制策略模型进行优化和标定后得到第一控制策略模型；第一硬件仿真模块，用于运行所述燃料电池模型；第二硬件仿真模块，用于运行所述第一控制策略模型；所述控制模块还用于连接所述第一硬件仿真模块和所述第二硬件仿真模块实现硬件在环仿真，所述硬件在环仿真用于验证所述第一控制策略模型，所述控制模块还用于根据所述硬件在环仿真的结果对所述第一控制策略模型进行优化和标定后得到第二控制策略模型；所述第二硬件仿真模块还用于运行所述第二控制策略模型；所述控制模块还用于连接所述第二硬件仿真模块和所述燃料电池实现实物验证，所述实物验证用于验证所述第二控制策略模型，所述控制模块还用于根据所述实物验证的结果对所述第二控制策略模型进行优化和标定后得到目标控制策略模型。较佳地，所述燃料电池模型包括电堆模型、电气系统模型、空气系统模型、氢气系统模型、热管理系统模型、零部件模型中的至少一种；其中，所述零部件模型包括温度传感器模型、压力传感器模型、电流传感器模型、电压传感器模型、电磁阀模型、继电器模型、空压机模型、水泵模型中的至少一种。较佳地，所述初始控制策略模型包括：电气路控制策略模型，所述电气路控制策略模型的参数包括所述燃料电池的电堆运行功率；空气路控制策略模型，所述空气路控制策略模型的参数包括所述燃料电池的空气路的压力和/或流量；氢气路控制策略模型，所述氢气路控制策略模型的参数包括所述燃料电池的氢气路的压力和/或流量；热管理控制策略模型，所述热管理控制策略模型的参数包括所述燃料电池的运行温度。较佳地，所述第一模型搭建模块还用于搭建车辆的动力学模型，所述车辆的能量源包括动力电池和所述燃料电池；所述第一硬件仿真模块还用于运行所述动力学模型；所述控制模块还用于依次连接所述第二硬件仿真模块、所述燃料电池以及所述第一硬件仿真模块实现能量分配验证，所述能量分配验证用于验证所述燃料电池在所述车辆中的能量分配，所述控制模块还用于根据所述能量分配验证的结果进一步优化和标定所述目标控制策略模型。较佳地，所述第一模型搭建模块采用CruiseM(车辆系统级仿真平台软件)平台；和/或，所述第二模型搭建模块采用MatlabSimulink(可视化仿真工具)平台；和/或，所述第一硬件仿真模块采用NIPXI(NI公司发布的基于PC(PersonnelComputer，个人电脑)的测量和自动化平台)平台；和/或，所述第二硬件仿真模块采用dSPACE((实时仿真系统，由德国dSPACE公司开发的一套基于MATLABSimulink的控制系统开发及半实物仿真的软硬件工作平台))MicroAutoBox(车载专用机箱，dSPACE提供的一种工具)平台。一种燃料电池的测试方法，其特点在于，所述测试方法利用上述燃料电池的测试系统实现，所述测试方法包括：第一模型搭建模块搭建所述燃料电池的燃料电池模型；第二模型搭建模块搭建所述燃料电池的初始控制策略模型；控制模块连接所述第一模型搭建模块和所述第二模型搭建模块实现模型在环仿真，所述模型在环仿真用于验证所述初始控制策略模型；所述控制模块根据所述模型在环仿真的结果对所述初始控制策略模型进行优化和标定后得到第一控制策略模型；第一硬件仿真模块运行所述燃料电池模型；第二硬件仿真模块运行所述第一控制策略模型；所述控制模块连接所述第一硬件仿真模块和所述第二硬件仿真模块实现硬件在环仿真，所述硬件在环仿真用于验证所述第一控制策略模型；所述控制模块根据所述硬件在环仿真的结果对所述第一控制策略模型进行优化和标定后得到第二控制策略模型；所述第二硬件仿真模块运行所述第二控制策略模型；所述控制模块连接所述第二硬件仿真模块和所述燃料电池实现实物验证，所述实物验证用于验证所述第二控制策略模型；所述控制模块根据所述实物验证的结果对所述第二控制策略模型进行优化和标定后得到目标控制策略模型。较佳地，所述燃料电池模型包括电堆模型、电气系统模型、空气系统模型、氢气系统模型、热管理系统模型、零部件模型中的至少一种；其中，所述零部件模型包括温度传感器模型、压力传感器模型、电流传感器模型、电压传感器模型、电磁阀模型、继电器模型、空压机模型、水泵模型中的至少一种。较佳地，所述初始控制策略模型包括：电气路控制策略模型，所述电气路控制策略模型的参数包括所述燃料电池的电堆运行功率；空气路控制策略模型，所述空气路控制策略模型的参数包括所述燃料电池的空气路的压力和/或流量；氢气路控制策略模型，所述氢气路控制策略模型的参数包括所述燃料电池的氢气路的压力和/或流量；热管理控制策略模型，所述热管理控制策略模型的参数包括所述燃料电池的运行温度。较佳地，在所述控制模块根据所述实物验证的结果对所述第二控制策略模型进行优化和标定后得到目标控制策略模型的步骤之后，所述测试方法还包括：所述第一模型搭建模块搭建车辆的动力学模型，所述车辆的能量源包括动力电池和所述燃料电池；所述第一硬件仿真模块运行所述动力学模型；所述控制模块依次连接所述第二硬件仿真模块、所述燃料电池以及所述第一硬件仿真模块实现能量分配验证，所述能量分配验证用于验证所述燃料电池在所述车辆中的能量分配；所述控制模块根据所述能量分配验证的结果进一步优化和标定所述目标控制策略模型。较佳地，所述第一模型搭建模块采用CruiseM平台；和/或，所述第二模型搭建模块采用MatlabSimulink平台；和/或，所述第一硬件仿真模块采用NIPXI平台；和/或，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池的测试系统，其特征在于，所述测试系统包括：/n第一模型搭建模块，用于搭建所述燃料电池的燃料电池模型；/n第二模型搭建模块，用于搭建所述燃料电池的初始控制策略模型；/n控制模块，用于连接所述第一模型搭建模块和所述第二模型搭建模块实现模型在环仿真，所述模型在环仿真用于验证所述初始控制策略模型，所述控制模块还用于根据所述模型在环仿真的结果对所述初始控制策略模型进行优化和标定后得到第一控制策略模型；/n第一硬件仿真模块，用于运行所述燃料电池模型；/n第二硬件仿真模块，用于运行所述第一控制策略模型；/n所述控制模块还用于连接所述第一硬件仿真模块和所述第二硬件仿真模块实现硬件在环仿真，所述硬件在环仿真用于验证所述第一控制策略模型，所述控制模块还用于根据所述硬件在环仿真的结果对所述第一控制策略模型进行优化和标定后得到第二控制策略模型；/n所述第二硬件仿真模块还用于运行所述第二控制策略模型；/n所述控制模块还用于连接所述第二硬件仿真模块和所述燃料电池实现实物验证，所述实物验证用于验证所述第二控制策略模型，所述控制模块还用于根据所述实物验证的结果对所述第二控制策略模型进行优化和标定后得到目标控制策略模型。/n...

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池的测试系统，其特征在于，所述测试系统包括：
第一模型搭建模块，用于搭建所述燃料电池的燃料电池模型；
第二模型搭建模块，用于搭建所述燃料电池的初始控制策略模型；
控制模块，用于连接所述第一模型搭建模块和所述第二模型搭建模块实现模型在环仿真，所述模型在环仿真用于验证所述初始控制策略模型，所述控制模块还用于根据所述模型在环仿真的结果对所述初始控制策略模型进行优化和标定后得到第一控制策略模型；
第一硬件仿真模块，用于运行所述燃料电池模型；
第二硬件仿真模块，用于运行所述第一控制策略模型；
所述控制模块还用于连接所述第一硬件仿真模块和所述第二硬件仿真模块实现硬件在环仿真，所述硬件在环仿真用于验证所述第一控制策略模型，所述控制模块还用于根据所述硬件在环仿真的结果对所述第一控制策略模型进行优化和标定后得到第二控制策略模型；
所述第二硬件仿真模块还用于运行所述第二控制策略模型；
所述控制模块还用于连接所述第二硬件仿真模块和所述燃料电池实现实物验证，所述实物验证用于验证所述第二控制策略模型，所述控制模块还用于根据所述实物验证的结果对所述第二控制策略模型进行优化和标定后得到目标控制策略模型。


2.如权利要求1所述的燃料电池的测试系统，其特征在于，所述燃料电池模型包括电堆模型、电气系统模型、空气系统模型、氢气系统模型、热管理系统模型、零部件模型中的至少一种；
其中，所述零部件模型包括温度传感器模型、压力传感器模型、电流传感器模型、电压传感器模型、电磁阀模型、继电器模型、空压机模型、水泵模型中的至少一种。


3.如权利要求1所述的燃料电池的测试系统，其特征在于，所述初始控制策略模型包括：
电气路控制策略模型，所述电气路控制策略模型的参数包括所述燃料电池的电堆运行功率；
空气路控制策略模型，所述空气路控制策略模型的参数包括所述燃料电池的空气路的压力和/或流量；
氢气路控制策略模型，所述氢气路控制策略模型的参数包括所述燃料电池的氢气路的压力和/或流量；
热管理控制策略模型，所述热管理控制策略模型的参数包括所述燃料电池的运行温度。


4.如权利要求1所述的燃料电池的测试系统，其特征在于，所述第一模型搭建模块还用于搭建车辆的动力学模型，所述车辆的能量源包括动力电池和所述燃料电池；
所述第一硬件仿真模块还用于运行所述动力学模型；
所述控制模块还用于依次连接所述第二硬件仿真模块、所述燃料电池以及所述第一硬件仿真模块实现能量分配验证，所述能量分配验证用于验证所述燃料电池在所述车辆中的能量分配，所述控制模块还用于根据所述能量分配验证的结果进一步优化和标定所述目标控制策略模型。


5.如权利要求1所述的燃料电池的测试系统，其特征在于，所述第一模型搭建模块采用CruiseM平台；
和/或，所述第二模型搭建模块采用MatlabSimulink平台；
和/或，所述第一硬件仿真模块采用NIPXI平台；
和/或，所述第二硬件仿真模块采用dSPACEMicroAutoBox平台。


6.一种燃料电池的测试方法，其特征在于，所述测试方法利用...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴炎花，林业发，陈建平，徐吉林，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31