燃料电池动力系统测试平台测试方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种燃料电池动力系统测试平台测试方法及装置，包括步骤：提取一份氢燃料电池汽车实际路况下长时间行驶的电能消耗数据，根据现有测试模型搭建电耗数据模型；将电能消耗数据与电耗数据模型进行数据拟合，得到氢燃料电池汽车在各测试模型下所需的等比例测试时长；基于氢燃料电池电电混合动力系统搭建动力系统测试平台装置等；通过本发明专利技术提供的方法及装置，尽最大可能地在实验室环境搭建整车动力系统平台模拟真实车辆使用环境，统计在测试模型下测试不同能量分配策略下的系统能量消耗情况，获取等效最小电耗控制方案，从而在实验室环境筛选最优能量分配策略和最优控制策略。

Test method and device of fuel cell power system test platform

【技术实现步骤摘要】
燃料电池动力系统测试平台测试方法及装置
本专利技术涉及氢燃料电池电电混合动力系统性能测试
，更为具体地，涉及一种燃料电池动力系统测试平台测试方法及装置。
技术介绍
目前国内外对氢燃料电池领域研究虽然取得了很多研究成果，但是氢燃料电池汽车行业的商业化运行还处于初级阶段，很多技术难题尤待解决。特别是我国汽车行业根基浅、底子薄，氢燃料电池汽车作为新能源技术发展方向可以实现在国际汽车行业弯道超车。现有技术中，对氢燃料电池汽车动力系统研究一般通过测试台架或者真实道路测试完成，通过测试并不能完全模拟氢燃料汽车在各种路况的长时间运行情况，并不能系统综合的考虑到车辆长时间行驶能量消耗情况。通过上述描述可见，现有技术中对氢燃料电池汽车动力系统测试方法，存在一定测试缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种燃料电池动力系统测试平台装置及测试方法，通过对不同测试模式下面的能量能耗情况按照实际路况模型做等比例计算，得出车辆在真实道路行驶情况下设计的能量分配策略的能量利用率情况等，通过该测试方法和装置找出一种最优能量分配策略和最优控制策略。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种燃料电池动力系统测试方法，包括：S1，提取氢燃料电池汽车实际路况下在设定时间内行驶的电能消耗数据，根据测试模型搭建电耗数据模型；S2，将电能消耗数据与电耗数据模型进行数据拟合，得到氢燃料电池汽车在各测试模型下所需的等比例测试时长；S3，基于氢燃料电池电电混合动力系统搭建动力系统测试平台装置，根据拟合数据在动力系统控制台和集控系统设置测试模型具体内容和测试时长，在能量分配策略下，启动动力系统测试平台装置开始测试；S4，根据各测试模式下面的测试时长，统计各测试模式下的系统电能消耗情况，将测试过程中为程控负载提供电能的氢燃料电池系统作为第一能量源，将测试过程中为程控负载提供电能的锂电池系统作为第二能量源，将程控负载消耗的累计电能作为实际消耗能量源，分别使用电能计量装置计量三个能量源对能量的累计消耗情况；S5，通过对不同测试模式下面的电能消耗情况数据综合计算，预测出在该能量分配策略下，该氢燃料电池汽车行驶中电能消耗实际情况，从而筛选出一种最优能量分配策略和最优控制策略方案。进一步的，在步骤S1中，根据测试模型搭建电耗数据模型包括如下步骤：S101，在动力系统测试平台装置的控制台集控系统内根据测试功能设置多种测试模式，包括驾驶模式、工况模式、耐久性模式、纯电动急加速模式、混合动力模式中的任一种或多种；S102，根据以上测试模型特点，分别设计各模式下面的电耗数据模型，包括驾驶模式电耗模型、工况模式电耗模型、耐久性模式电耗模型、纯电动急加速模式电耗模型、混合动力模式电耗模型中的任一种或多种。进一步的，在步骤S2中，包括：S201，将电能消耗数据曲线导入数据处理软件中，将数据曲线按照等时间划分为多个时间段；S202，取第一个时间段的电能消耗数据，与电耗数据模型的数据部分拟合，得到多个电耗数据模型中拟合最佳的数据模型，即为该时间段电能消耗数据；S203，继续下一个时间段的电能消耗数据，记下该时间段的最佳电耗数据模型，得到多个时间段的所有电耗数据模型；S204，统计多个时间段电耗数据模型，将相同类电耗模型归为一种数据模型，并且分别按照百分比相加，一共得到多个数据模型的统计百分比。进一步的，在步骤S3中，包括：动力系统测试平台装置上电后，氢燃料电池控制器控制氢燃料电池系统开始工作，通过升压DC/DC变换器提高输出电压，锂电池管理系统控制锂电池系统高压上电后，通过高低压配电盒共同产生混合动力源，整车控制器通过设定的能量分配策略控制混合动力输出功率，集控系统通过控制程控负载柜负载功率与混合动力源输出功率匹配，共同模拟整车动力系统真实环境。进一步的，在步骤S4中，包括：S401，将测试过程中为程控负载提供电能的氢燃料电池系统作为第一能量源，将第一能量源的电能计量装置安装于氢燃料电池系统后端，即升压DC/DC变换器前端；S402，将测试过程中为程控负载提供电能的锂电池系统作为第二能量源，将第二能量源的电能计量装置安装于锂电池包后端；S403，将程控负载消耗的累计电能作为实际消耗能量源，将测量实际消耗能量源的电能计量装置安装于程控负载前端。一种燃料电池动力系统测试平台装置，包括：氢燃料电池系统、动力系统测试台架、动力系统控制台和程控负载系统；所述氢燃料电池系统和动力系统测试台架为整个动力系统测试平台装置的系统动力源，提供动力系统的整车混合动力；所述氢燃料电池系统包括氢气管理系统、氢燃料电池电堆、氢气子系统、空气子系统、冷却子系统、升压DC/DC变换器、升压DC/DC冷却子系统；所述动力系统测试台架包括有降压DC/DC变换器、锂电池包、锂电池管理系统、锂电池冷却空调机组、高低压配电盒、铅酸电池、LED显示子模块；所述动力系统控制台包括有车辆整车控制器、上位机集控系统、油门踏板、刹车踏板、上电钥匙开关、整车模式切换开关和档位切换开关；所述程控负载系统包括有电阻负载、PLC控制器、仪表显示控制系统。进一步的，所述氢燃料电池系统，用于执行工作流程：燃料电池系统启动准备，开启氢气管理系统手动阀，高压氢气通过氢气管理系统一次减压后顺利进入氢燃料电池内部，在燃料电池系统氢气子系统通过二次减压后进入系统电堆，燃料电池氢气子系统通过氢燃料电池控制器控制给电堆提供设定压力、设定湿度的氢气；空气子系统通过氢燃料电池控制器给电堆提供设定压力、设定湿度的空气；冷却子系统通过氢燃料电池控制器给系统提供合适温度的冷却液，根据系统工作温度情况，冷却子系统设有加温或者降温装置；氢燃料电池正常工作后输出设定功率大小的电能，在输出正极安装防反二极管防止电流倒流对电堆造成不可逆损坏，通过接触器和熔断器后，经升压DC/DC变换器输出设定工作电压范围的电流，升压DC/DC安装有冷却子系统给其降温；所述冷却子系统包括冷却液和散热风扇。进一步的，所述动力系统测试台架，用于执行工作流程：燃料电池系统输出高压电与锂电池共同组成系统动力源，通过高压线束输入高低压配电盒，动力源高压电经降压DC/DC变换器后给系统低压部分提供稳定的24V直流电，锂电池系统需要电池管理系统控制锂电池正常放电与充电，当锂电池系统超过或者低于设定工作温度，锂电池辅助冷却系统和PTC加热系统开始工作，保证锂电池包工作在可靠温度范围内；铅酸电池用于系统启动时的低压24V常电供电，系统最大化模拟真实车辆环境；LED显示子模块用于显示系统氢燃料电池输出电压和电流，升压DC/DC变换器输出电压和电流，锂电池工作电流和负载输出电流，显示面板通过电压采集器滤波后在LED屏上按照等比例显示高压值，电流部分串联一个电流分流器后通过电压采集器滤波，再按照等比例显示电流值；高低压配电盒内高低压继电器由氢燃料电池控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池动力系统测试方法，其特征在于，包括：/nS1，提取氢燃料电池汽车实际路况下在设定时间内行驶的电能消耗数据，根据测试模型搭建电耗数据模型；/nS2，将电能消耗数据与电耗数据模型进行数据拟合，得到氢燃料电池汽车在各测试模型下所需的等比例测试时长；/nS3，基于氢燃料电池电电混合动力系统搭建动力系统测试平台装置，根据拟合数据在动力系统控制台和集控系统设置测试模型具体内容和测试时长，在能量分配策略下，启动动力系统测试平台装置开始测试；/nS4，根据各测试模式下面的测试时长，统计各测试模式下的系统电能消耗情况，将测试过程中为程控负载提供电能的氢燃料电池系统作为第一能量源，将测试过程中为程控负载提供电能的锂电池系统作为第二能量源，将程控负载消耗的累计电能作为实际消耗能量源，分别使用电能计量装置计量三个能量源对能量的累计消耗情况；/nS5，通过对不同测试模式下面的电能消耗情况数据综合计算，预测出在该能量分配策略下，该氢燃料电池汽车行驶中电能消耗实际情况，从而筛选出一种最优能量分配策略和最优控制策略方案。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池动力系统测试方法，其特征在于，包括：
S1，提取氢燃料电池汽车实际路况下在设定时间内行驶的电能消耗数据，根据测试模型搭建电耗数据模型；
S2，将电能消耗数据与电耗数据模型进行数据拟合，得到氢燃料电池汽车在各测试模型下所需的等比例测试时长；
S3，基于氢燃料电池电电混合动力系统搭建动力系统测试平台装置，根据拟合数据在动力系统控制台和集控系统设置测试模型具体内容和测试时长，在能量分配策略下，启动动力系统测试平台装置开始测试；
S4，根据各测试模式下面的测试时长，统计各测试模式下的系统电能消耗情况，将测试过程中为程控负载提供电能的氢燃料电池系统作为第一能量源，将测试过程中为程控负载提供电能的锂电池系统作为第二能量源，将程控负载消耗的累计电能作为实际消耗能量源，分别使用电能计量装置计量三个能量源对能量的累计消耗情况；
S5，通过对不同测试模式下面的电能消耗情况数据综合计算，预测出在该能量分配策略下，该氢燃料电池汽车行驶中电能消耗实际情况，从而筛选出一种最优能量分配策略和最优控制策略方案。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S1中，根据测试模型搭建电耗数据模型包括如下步骤：
S101，在动力系统测试平台装置的控制台集控系统内根据测试功能设置多种测试模式，包括驾驶模式、工况模式、耐久性模式、纯电动急加速模式、混合动力模式中的任一种或多种；
S102，根据以上测试模型特点，分别设计各模式下面的电耗数据模型，包括驾驶模式电耗模型、工况模式电耗模型、耐久性模式电耗模型、纯电动急加速模式电耗模型、混合动力模式电耗模型中的任一种或多种。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，包括：
S201，将电能消耗数据曲线导入数据处理软件中，将数据曲线按照等时间划分为多个时间段；
S202，取第一个时间段的电能消耗数据，与电耗数据模型的数据部分拟合，得到多个电耗数据模型中拟合最佳的数据模型，即为该时间段电能消耗数据；
S203，继续下一个时间段的电能消耗数据，记下该时间段的最佳电耗数据模型，得到多个时间段的所有电耗数据模型；
S204，统计多个时间段电耗数据模型，将相同类电耗模型归为一种数据模型，并且分别按照百分比相加，一共得到多个数据模型的统计百分比。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，包括：
动力系统测试平台装置上电后，氢燃料电池控制器控制氢燃料电池系统开始工作，通过升压DC/DC变换器提高输出电压，锂电池管理系统控制锂电池系统高压上电后，通过高低压配电盒共同产生混合动力源，整车控制器通过设定的能量分配策略控制混合动力输出功率，集控系统通过控制程控负载柜负载功率与混合动力源输出功率匹配，共同模拟整车动力系统真实环境。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S4中，包括：
S401，将测试过程中为程控负载提供电能的氢燃料电池系统作为第一能量源，将第一能量源的电能计量装置安装于氢燃料电池系统后端，即升压DC/DC变换器前端；
S402，将测试过程中为程控负载提供电能的锂电池系统作为第二能量源，将第二能量源的电能计量装置安装于锂电池包后端；
S403，将程控负载消耗的累计电能作为实际消耗能量源，将测量实际消耗能量源的电能计量装置安装于程控负载前端。


6.一种燃料电池动力系统测试平台装置，其特征在于，包括：
氢燃料电池系统、动力系统测试台架、动力系统控制台和程控负载系统；所述氢燃料电池系统和动力系统测试台架为整个动力系统测试平台装...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡雄晖，全琎，彭文方，卢庆文，邓东四，王珂，叶麦克，全睿，
申请(专利权)人：武汉海亿新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42