电能高效利用的燃料电池测试系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电能高效利用的燃料电池测试系统，包括燃料电池测试单元、辅助系统单元、储能单元、储能双向变流器和能量管理单元，所述能量管理单元分别与燃料电池测试单元、辅助系统单元、储能单元和储能双向变流器通讯连接，所述储能单元分别与燃料电池测试单元和储能双向变流器的直流端电连接，所述储能双向变流器的交流端分别与辅助系统单元和外电网电连接，所述辅助系统单元通过管道与燃料电池测试单元连接；还公开了一种电能高效利用的燃料电池测试系统的控制方法。本发明专利技术避免了常规电阻型负载将燃料电池系统产生的电能通过热能消耗掉的能量浪费，同时还节省了为给电阻型负载降温设备的额外电能消耗。

【技术实现步骤摘要】
电能高效利用的燃料电池测试系统及控制方法
本专利技术属于燃料电池测试
，具体涉及一种电能高效利用的燃料电池测试系统及控制方法。
技术介绍
燃料电池电堆、燃料电池系统以及燃料电池发动机的大规模研究、验证及测试是燃料电池应用前必不可少的步骤。由于燃料电池自身是一个持续消耗氢的发电装置，在传统的性能测试过程中第一种方案是使用电阻型负载将燃料电池系统产生的电能通过热能消耗掉，造成了资源的浪费和成本的增加。另外，通常所使用的电子负载在释放热能的过程中还需要诸如冷水塔、大型风机甚至空调等对其进行散热以保障电子负载的正常工作，因而还需要额外的电能。而对于新能源汽车用燃料电池动力系统，其功率超过30kW甚至高达100kW，则采用电子负载的测试方式将会产生极大的电能浪费，测试成本攀升。第二种方案是采用馈网型电子负载将燃料电池测试过程中输出的电能回馈给电网。虽然该种方案可以有效避免燃料电池在测试放电过程中的热消耗，但是由于测试流程的复杂多样性(如频繁启停加载、加速以及测试极化曲线等)加之多堆并行测试等，在此情况下向电网馈电时，将会造成对电网的高频谐波本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电能高效利用的燃料电池测试系统，其特征在于，包括燃料电池测试单元、辅助系统单元、储能单元、储能双向变流器和能量管理单元，所述能量管理单元分别与燃料电池测试单元、辅助系统单元、储能单元和储能双向变流器通讯连接，所述储能单元分别与燃料电池测试单元和储能双向变流器的直流端电连接，所述储能双向变流器的交流端分别与辅助系统单元和外电网电连接，所述辅助系统单元通过管道与燃料电池测试单元连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种电能高效利用的燃料电池测试系统，其特征在于，包括燃料电池测试单元、辅助系统单元、储能单元、储能双向变流器和能量管理单元，所述能量管理单元分别与燃料电池测试单元、辅助系统单元、储能单元和储能双向变流器通讯连接，所述储能单元分别与燃料电池测试单元和储能双向变流器的直流端电连接，所述储能双向变流器的交流端分别与辅助系统单元和外电网电连接，所述辅助系统单元通过管道与燃料电池测试单元连接。


2.根据权利要求1所述的电能高效利用的燃料电池测试系统，其特征在于，所述燃料电池测试单元包括至少一组燃料电池测试台和单向DC/DC变换器，所述燃料电池测试台中的待测燃料电池的直流输出端与其相对应的单向DC/DC变换器的输入端电连接，所述单向DC/DC变换器的输出端经由断路器与储能单元电连接。


3.根据权利要求1或2所述的电能高效利用的燃料电池测试系统，其特征在于，所述辅助系统单元包括配电柜、空气单元和热管理单元，所述配电柜的电能输入端与所述储能双向逆变器的交流端连接，所述配电柜的电能输出端分别与所述空气单元和热管理单元的用电设备电连接，所述空气单元的高压空气输出端通过管道与所述燃料电池测试单元的燃料电池测试台的空气入口连接，所述热管理单元的水路通过管道分别与所述燃料电池测试单元的燃料电池测试台和单向DC/DC变换器的水路连接。


4.根据权利要求3所述的电能高效利用的燃料电池测试系统，其特征在于，所述储能单元包括储能电池组和电池管理单元，所述储能电池组的一个输入端与所述燃料电池测试单元中单向DC/DC变换器的输出端经由断路器电连接，所述储能电池组的另一端与所述储能双向变流器的直流端电连接；所述电池管理单元通过低压信号线与所述储能电池组连接。


5.根据权利要求4所述的电能高效利用的燃料电池测试系统，其特征在于，所述储能双向变流器的直流端通过断路器与所述储能单元的储能电池组电连接，所述储能双向变流器的交流端一路通过断路器与所述辅助系统单元的配电柜电连接，另一路通过隔离开关与外电网电连接，用于将所述储能单元的储能电池组所存储的直流电能经由DC-AC变换为交流电能或将外电网的交流电能输出给所述辅助系统单元的交流用电设备，并在特定情况下通过交直流的变换实现所述储能单元与外电网之间的双向能量传递。


6.根据权利要求5所述的电能高效利用的燃料电池测试系统，其特征在于，所述能量管理单元分别通过通讯线与所述燃料电池测试单元中的燃料电池测试台和单向DC/DC变换器、辅助系统单元中配电柜的PLC控制器和空气单元及热管理单元的用电设备的控制器、储能单元中的电池管理单元以及储能双向变流器连接，分别通过低压信号线与所述燃料电池测试单元中单向DC/DC变换器的断路器、储能单元中的断路器、储能双向变流器中的断路器及隔离开关连接。


7.一种电能高效利用的燃料电池测试系统的控制方法，其特征在于，该方法通过如下步骤实现：
步骤(1)，所述能量管理单元启动自检，并确认所述储能双向变流器的隔离开关处于断开状态，使燃料电池测试系统进入初始离网控制模式；
步骤(2)，所述能量管理单元获取燃料电池测试单元中待测燃料电池的个数及测试参数并且确定燃料电池在整个测试过程中所产生的总电量Q1，获取辅助系统单...

【专利技术属性】
技术研发人员：季孟波，马学明，
申请(专利权)人：天津银隆新能源有限公司，银隆新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12