一种燃料电池测试平台复杂工况控制方法技术

本发明专利技术公开一种燃料电池测试平台复杂工况控制方法，属于可再生能源与氢能技术领域，具体以整车功率需求曲线为车用动力系统工况脚本，利用整车能量管理策略将整车功率需求曲线转换为燃料电池动力系统的目标功率曲线，为对应工况脚本；基于燃料电池动力系统中电流与功率间的本征匹配关系，将目标功率曲线转换为燃料电池动力模块的目标电流曲线，为对应工况脚本；对燃料电池动力模块的目标电流曲线，自定义各电流点的测试条件参数，进而构建燃料电池电堆工况脚本；燃料电池测试平台根据导入的不同工况脚本，完成对应测试对象的自动工况测试。本发明专利技术可完成不同测试对象的自动测试工况转化，降低不同测试对象的自动测试工况生成难度，易于编程实现。易于编程实现。易于编程实现。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池测试平台复杂工况控制方法


[0001]本专利技术属于可再生能源与氢能
，具体涉及一种燃料电池测试平台复杂工况控制方法。

技术介绍

[0002]我国氢能产业的迅猛发展对燃料电池商品化应用中的产品性能检测与评价提出了更高更具体的需求。作为目前主流燃料电池动力系统的核心，质子交换膜燃料电池电堆无法仅依靠自身完成发电任务，需要不同功能的外围辅助部件相配合，构成完整的动力系统，各部分协同运作才能将化学能转化为电能。根据应用场景的不同，动力系统的构成也有不同，如用于固定发电领域和交通领域的燃料电池动力系统构成具有明显差异。而应用场景的不同也代表着实际发电工况的差异性。
[0003]在燃料电池商品化应用的过程中，无论是燃料电池电堆、辅助部件，还是组装完成的燃料电池模块和动力系统，都需要经过细致完整的性能测试，来保证产品的质量，完成产品的迭代开发。
[0004]测试对象多样化所带来的测试需求差异化，再加之测试工况的复杂性，给燃料电池测试平台的开发提出了更高的要求。目前行业内主流燃料电池测试平台厂家采取的方法是根据不同的测试需求开发不同型号不同功能的台架，这种做法虽然满足了目前基础的测试需求，但仍存在由于测试平台功能单一造成的平台数量多，但利用率低、用户测试成本高的问题，且由动力系统能量管理策略不同带来的测试工况复杂性问题并没有得到很好的解决，将车辆行驶工况转化为燃料电池动力系统工况仍是一件较为困难的事情。
[0005]因此，如何整合不同测试对象的测试需求，拓展测试平台的适应性，在单台测试平台中实现“电堆
‑
模块
‑
系统”的多层级测试，同时简化自动测试工况生成的复杂性，是实现测试平台样机及工程化应用的关键。
[0006]上述关键问题需要测试平台从化工系统设计、电控系统设计、控制软件设计多角度相互配合完成，在化工系统、电控系统和控制软件满足多层级测试的要求后，需要有一个能由实验人员进行的一定程度的二次开发，根据被测对象系统结构和运行需求自定义生成测试工况的方法，进一步发挥测试台架的能力。

技术实现思路

[0007]为了应对燃料电池测试平台的测试对象多样化，所带来的自动测试流程差异大、工况制定繁琐的问题，本专利技术提出了一种燃料电池测试平台复杂工况控制方法，辅助实验人员根据被测对象的系统结构和测试需求，快速生成针对不同测试对象的自动测试工况脚本，拓展测试平台对测试对象和测试工况的适应性。
[0008]本专利技术具体技术方案如下：
[0009]一种燃料电池测试平台复杂工况控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0010]步骤1：所述燃料电池测试平台的测试对象包括燃料电池动力系统、燃料电池动力
模块和燃料电池电堆；其中，所述燃料电池动力模块包括燃料电池电堆和外围辅助系统(BOP)；所述燃料电池动力系统包括燃料电池动力模块和DC
‑
DC；
[0011]步骤2：对于由燃料电池动力系统和能量匹配部件构成的车用动力系统，以整车功率需求曲线为车用动力系统工况脚本，根据能量匹配部件的实时功率状态，利用整车的能量管理策略，将整车功率需求曲线转换为燃料电池动力系统在进行自动测试时的目标功率曲线，作为燃料电池动力系统工况脚本；
[0012]步骤3：基于燃料电池动力系统中电堆电流与动力系统功率间的本征匹配关系，将燃料电池动力系统的目标功率曲线转换为燃料电池动力模块的目标电流曲线，作为燃料电池动力模块工况脚本；
[0013]步骤4：对燃料电池动力模块的目标电流曲线，自定义各电流点对应的测试条件参数，进而构建各电流点对应的燃料电池电堆工况脚本，包括命令顺序、指令标志、具体指令、指令对应测试条件参数以及具体测试条件参数值；
[0014]步骤5：所述燃料电池测试平台根据导入的燃料电池动力系统工况脚本、燃料电池动力模块工况脚本或燃料电池电堆工况脚本，完成对应测试对象的自动工况测试。
[0015]进一步地，所述外围辅助系统包括电控部件，以及氢气、空气、热管理模块。
[0016]进一步地，所述能量匹配部件为锂电池或超级电容器。
[0017]进一步地，步骤2通过能量管理策略单元将整车功率需求曲线转换为燃料电池动力系统的目标功率曲线，所述能量管理策略单元包括能量管理策略模块和能量匹配部件模拟模块，能量匹配部件模拟模块用于模拟能量匹配部件的实时功率状态，能量管理策略模块根据能量匹配部件模拟模块的模拟结果，利用整车的能量管理策略，将整车功率需求曲线转换为燃料电池动力系统的目标功率曲线。
[0018]进一步地，步骤5当导入燃料电池动力系统工况脚本时，燃料电池测试平台向电控部件发送目标功率，将电子负载设置为被动恒压模式；电控部件控制燃料电池动力系统构建燃料电池电堆发电所需的运行条件，待达到运行条件后，电控部件控制DC
‑
DC将燃料电池动力模块输出的直流电转为适用于车用动力系统的可调直流电源，向电子负载输送电能。
[0019]进一步地，步骤5当导入燃料电池动力模块工况脚本时，燃料电池测试平台向电控部件发送目标电流，将电子负载设置为主动恒流模式；电控部件控制燃料电池动力模块构建燃料电池电堆发电所需的运行条件，待达到运行条件后，燃料电池动力模块向燃料电池测试平台发送可以拉载的信号，燃料电池测试平台控制电子负载主动拉载。
[0020]进一步地，步骤5当导入燃料电池电堆工况脚本时，燃料电池测试平台依据脚本内运行参数使氢气、空气、热管理模块按照命令顺序，依次配置燃料电池电堆工作所需的测试条件参数，待达到测试条件后，抽取电堆电流，完成燃料电池电堆的自动工况测试。
[0021]本专利技术的有益效果为：
[0022]1、本专利技术提出了一种燃料电池测试平台复杂工况控制方法，通过一步步转化车用动力系统工况脚本，将其变成适用于燃料电池动力系统、燃料电池模块、燃料电池电堆的工况脚本，以匹配燃料电池测试平台，完成不同测试对象之间的自动测试工况转化，降低不同测试对象的自动测试工况生成难度；
[0023]2、本专利技术所提出的方法可以通过编程实现与燃料电池测试平台控制软件相匹配，并辅助进行整车能量管理策略的开发与验证；
[0024]3、本专利技术所提出的方法可直接利用于实际工程应用，解决实际问题。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例1中不同测试对象的边界划分示意图；
[0026]图2为本专利技术实施例1中不同测试对象的自动测试工况脚本的转化示意图；
[0027]图3为本专利技术实施例1的整车功率需求曲线；
[0028]图4为本专利技术实施例1中燃料电池动力系统的目标功率曲线；
[0029]图5为本专利技术实施例1中燃料电池动力系统的电堆电流与动力系统功率间的本征匹配关系；
[0030]图6为本专利技术实施例1中燃料电池动力模块的目标电流曲线。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清晰，结合以下具体实施例，并参照附图，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池测试平台复杂工况控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：所述燃料电池测试平台的测试对象包括燃料电池动力系统、燃料电池动力模块和燃料电池电堆；其中，所述燃料电池动力模块包括燃料电池电堆和外围辅助系统；所述燃料电池动力系统包括燃料电池动力模块和DC
‑
DC；步骤2：对于由燃料电池动力系统和能量匹配部件构成的车用动力系统，以整车功率需求曲线为车用动力系统工况脚本，根据能量匹配部件的实时功率状态，利用整车的能量管理策略，将整车功率需求曲线转换为燃料电池动力系统在进行自动测试时的目标功率曲线，作为燃料电池动力系统工况脚本；步骤3：基于燃料电池动力系统中电堆电流与动力系统功率间的本征匹配关系，将燃料电池动力系统的目标功率曲线转换为燃料电池动力模块的目标电流曲线，作为燃料电池动力模块工况脚本；步骤4：对燃料电池动力模块的目标电流曲线，自定义各电流点对应的测试条件参数，进而构建各电流点对应的燃料电池电堆工况脚本，包括命令顺序、指令标志、具体指令、指令对应测试条件参数以及具体测试条件参数值；步骤5：所述燃料电池测试平台根据导入的燃料电池动力系统工况脚本、燃料电池动力模块工况脚本或燃料电池电堆工况脚本，完成对应测试对象的自动工况测试。2.根据权利要求1所述燃料电池测试平台复杂工况控制方法，其特征在于，所述外围辅助系统包括电控部件，以及氢气、空气、热管理模块。3.根据权利要求2所述燃料电池测试平台复杂工况控制方法，其特征在于，步骤5当导入燃料电池动力系统工况脚本时，燃料电池测试平台向电控部件发送目标功率，将电子负载设置为被动恒...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹继生，丁小松，汤浩，
申请(专利权)人：广州擎天实业有限公司，
类型：发明
国别省市：