【技术实现步骤摘要】
本申请涉及燃料电池，尤其涉及一种电压控制方法及燃料电池模拟系统。
技术介绍
1、现有的燃料电池模拟器通常是将实验测得的燃料电池数据写入程序，利用优化算法对数据进行拟合，从而计算得到对应输出，或者是直接利用燃料电池实验平台进行实验，通过设置温度、进气量等参数，直接对实际的燃料电池的输出进行检测。
2、通过数据拟合方式计算燃料电池输出的方法计算量大，且优化算法较为复杂，而且需要大量的实验数据才能够使测试结果真实可信，而燃料电池实验平台，需要用到氢气作为实验材料，由于氢气属于易燃易爆气体，因此通过实验平台进行燃料电池输出控制的方式存在极大的安全隐患。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请的目的在于至少提供一种电压控制方法及燃料电池模拟系统，通过燃料电池对应的模型参数模拟燃料电池输出模型，提高对dc/dc变流器对应输出的控制效率和控制精度，以及避免了易燃易爆气体的使用，增加实验安全性。
2、本申请主要包括以下几个方面：
3、第一方面，本申请实施例提供一种电压控制方法，方法应用于燃料电池模拟器，燃料电池模拟器与dc/dc变流器相连接，其中，方法包括：
4、接收模拟燃料电池对应的模型参数和模拟燃料电池对应的工况数据，工况数据指示了模拟燃料电池对应的工作环境，利用模型参数，创建燃料电池输出模型，燃料电池输出模型描述了模拟燃料电池所输出的电压与电流之间的函数关系，通过燃料电池输出模型和工况数据，为dc/dc变流器提供输入电压和输入电流，采集dc/dc变
5、在一种可能得实施方式中，工况数据包括模拟燃料电池对应的设定电池温度、设定氢气分压、设定氧气分压和dc/dc变流器输入侧对应的第一设定电流，其中，通过以下方式确定参考电流：根据燃料电池输出模型，确定第一电压与第一电流之间的关系曲线；根据关系曲线，确定与第一设定电流对应的第一目标电压；根据第一目标电压、第一设定电流和第二电压，确定dc/dc变流器在对应工况数据下所对应的标准输出电流；根据标准输出电流，确定dc/dc变流器对应的参考电流。
6、在一种可能得实施方式中，通过以下公式确定标准输出电流：
7、vin×iin＝vout×iout
8、在该公式中，vin表示dc/dc变流器输入侧对应的输入电压，iin表示dc/dc变流器输入侧对应的输入电流，vout表示dc/dc变流器输出侧对应的输出电压，iout表示dc/dc变流器输出侧对应的输出电流，其中，将第一目标电压带入vin、第一设定电流带入iin、采集到的第二电压带入vout，将计算得到的iout确定为标准输出电流。
9、在一种可能得实施方式中，dc/dc变流器包括多个并联的buck电路，多个并联的buck电路具备完全相同的电路结构和器件规格，其中，通过以下公式确定dc/dc变流器对应的参考电流：
10、iref＝iouta/num
11、在该公式中，iref表示dc/dc变流器中的每个buck电路对应的参考电流，num表示dc/dc变流器中并联的buck电路的总数，iouta表示标准输出电流。
12、在一种可能得实施方式中，通过以下方式完成对dc/dc变流器的电压输出控制：根据采集到的第二电流和参考电流，计算dc/dc变流器对应的占空比；根据dc/dc变流器对应的占空比，确定dc/dc变流器对应的脉宽调制信号；根据dc/dc变流器对应的脉宽调制信号，完成对dc/dc变流器的电压输出控制。
13、在一种可能得实施方式中，通过以下方式确定dc/dc变流器对应的占空比：根据采集到的第二电流，确定dc/dc变流器中每个buck电路对应的实际电流；计算参考电流与实际电流之间的差值；将差值输入电流调节器，得到电流调节器所输出的占空比。
14、在一种可能得实施方式中，模型参数包括法拉第常数f、气体常数r、电流交换密度j0、传输系数ɑ、参与反应电子数z、质子交换膜有效面积a、面积比电阻asrm、峰值电流密度jl、单电池数量ncell、氢气分压ph2和氧气分压po2，其中，通过以下公式创建燃料电池输出模型：
15、vnfc＝ncell×vfc＝ncell×(enemst-vact-vconc-vohm)
16、在该公式中，vnfc表示模拟燃料电池所输出的第一电压，vfc表示模拟燃料电池中每个单电池所产生的电压；
17、enemst为能斯特电压，enemst＝1.229-(8.5×10-4)×(t-298.15)+(4.308×10-5)×t×[ln(ph2)+0.5ln(po2)]，t表示模拟燃料电池的电池温度；
18、vact表示活化过电压，j表示电流密度，j＝ifc/a，ifc表示dc/dc变流器的输入电流；
19、vconc表示浓差过电压，
20、vohm表示欧姆过电压，vohm＝j×asrm。
21、在一种可能得实施方式中，方法还包括：对dc/dc变流器进行稳定性测试；若dc/dc变流器通过稳定性测试，则确定dc/dc变流器输出稳定；若dc/dc变流器未通过稳定性测试，则确定dc/dc变流输出不稳定。
22、在一种可能得实施方式中，稳定性测试包括：获取预设稳定性测试所指示的稳定性参数；按照预设方式改变稳定性参数的数值，采集dc/dc变流器对应的监测电流，监测电流为dc/dc变流器中buck电路对应的电流；在稳定性参数的数值发生变化后的预设时间内，判断监测电流是否稳定在参考电流处；若监测电流稳定在参考电流处，则确定dc/dc变流器通过预设稳定性测试；若监测电流未稳定在参考电流处，则确定dc/dc变流器未通过预设稳定性测试。
23、第二方面，本申请实施例还提供一种燃料电池模拟系统，燃料电池模拟系统包括燃料电池模拟器、dc/dc变流器、电压电流采集电路、驱动电路、人机交互系统和远程控制系统，其中，燃料电池模拟器应用于上述实施方式任一提供的电压控制方法，电压电流采集电路用于采集dc/dc变流器对应的电力数据，电力数据包括dc/dc变流器输入侧对应的第一电压、第一电流、输出侧对应的第二电压、第二电流以及dc/dc变流器中buck电路对应的实际电流，驱动电路用于输出pwm波，以实现燃料电池模拟器对dc/dc变流器的电压输出控制，人机交互系统用于显示电力数据，远程控制系统用于向燃料电池模拟器发送模拟燃料电池模型参数和模拟燃料电池运行过程中的工况数据。
24、本申请实施例提供的一种电压控制方法及燃料电池模拟系统，包括：接收模拟燃料电池对应的模型参数和工况数据；利用模型参数，创建燃料电池输出模型；通过燃料电池输出模型和工况数据，为d本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电压控制方法，其特征在于，所述方法应用于燃料电池模拟器，所述燃料电池模拟器与DC/DC变流器相连接，
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工况数据包括模拟燃料电池对应的设定电池温度、设定氢气分压、设定氧气分压和DC/DC变流器输入侧对应的第一设定电流，
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过以下公式确定所述标准输出电流：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述DC/DC变流器包括多个并联的Buck电路，多个并联的Buck电路具备完全相同的电路结构和器件规格，
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下方式完成对DC/DC变流器的电压输出控制：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过以下方式确定DC/DC变流器对应的占空比：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模型参数包括法拉第常数F、气体常数R、电流交换密度j0、传输系数ɑ、参与反应电子数z、质子交换膜有效面积A、面积比电阻ASRm、峰值电流密度jL、单电池数量Ncell、氢气分压pH2和氧气分压p
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述稳定性测试包括：
10.一种燃料电池模拟系统，其特征在于，所述燃料电池模拟系统包括燃料电池模拟器、DC/DC变流器、电压电流采集电路、驱动电路、人机交互系统和远程控制系统，其中，所述燃料电池模拟器应用于上述权利要求1-9任一所述的电压控制方法，所述电压电流采集电路用于采集DC/DC变流器对应的电力数据，所述电力数据包括DC/DC变流器输入侧对应的第一电压、第一电流、输出侧对应的第二电压、第二电流以及DC/DC变流器中Buck电路对应的实际电流，所述驱动电路用于输出PWM波，以实现燃料电池模拟器对所述DC/DC变流器的电压输出控制，所述人机交互系统用于显示所述电力数据，所述远程控制系统用于向所述燃料电池模拟器发送模拟燃料电池模型参数和模拟燃料电池运行过程中的工况数据。
...【技术特征摘要】
1.一种电压控制方法，其特征在于，所述方法应用于燃料电池模拟器，所述燃料电池模拟器与dc/dc变流器相连接，
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工况数据包括模拟燃料电池对应的设定电池温度、设定氢气分压、设定氧气分压和dc/dc变流器输入侧对应的第一设定电流，
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过以下公式确定所述标准输出电流：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述dc/dc变流器包括多个并联的buck电路，多个并联的buck电路具备完全相同的电路结构和器件规格，
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下方式完成对dc/dc变流器的电压输出控制：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过以下方式确定dc/dc变流器对应的占空比：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模型参数包括法拉第常数f、气体常数r、电流交换密度j0、传输系数ɑ、参与反应电子数z、质子交换膜有效面积a、面...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢缔，王守模，汪亮亮，姚继刚，罗剑乐，莫林真，
申请(专利权)人：广东恒翼能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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