[發明專利]燃料電池模擬系統及其操作方法

在審

• 申請號: 201911424131.1
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111060774A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 曹神撫;簡力
• 申請（專利權）人: 上海磐動電氣科技有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/378;G01R1/28;H01M8/04298
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

本發明提供一種燃料電池模擬系統及其操作方法，該模擬系統包括串聯的電網、燃料電池模擬器、DC/DC變換器和動力電池模擬器，所述動力電池模擬器電路連接有水泵系統模擬器、加熱系統模擬器和空壓機系統模擬器；還包括上位機，所述上位機通過CAN總線通信連接所述燃料電池模擬器、DC/DC變換器、動力電池模擬器、水泵系統模擬器、加熱系統模擬器和空壓機系統模擬器，所述上位機還通過所述CAN總線通訊連接有測量監控系統。本發明能夠模擬燃料電池車輛系統的真實運行環境，對匹配到燃料電池車輛系統的部件及通信模塊的參數進行測量與調試，以使各部件及通信模塊匹配到燃料電池車輛系統時保證車輛的穩定運行，提高了測試精度與效率。

技術領域

本發明涉及燃料電池系統，特別涉及一種燃料電池模擬系統及其操作方法。

背景技術

目前，現有技術中的燃料電池模擬系統包括燃料電池模擬器、DC/DC變換器和動力電池模擬器。其中燃料電池模擬器能夠模擬燃料電池極化特性曲線(伏安特性曲線)。燃料電池模擬系統運行時，根據燃料電池模擬器的極化特性曲線變化對DC/DC變換器輸出的電流電壓進行測量，以使燃料電池模擬器在不同功率下測量得到DC/DC變換器運行時電流或者電壓諧波，從而驗證該諧波參數應用到燃料電池車輛系統上的穩定性。

由于燃料電池車輛系統，不僅包括燃料電池，還包括DC/DC變換器、動力電池、水泵、空氣壓縮機以及通信模塊等。在燃料電池車輛系統運行時，各部件之間工作時會產生電流電壓紋波，這些電流電壓紋波在電路中相互干擾，在不同的工作條件下，各部件的電流電壓紋波均不相同，相互干擾的程度也不一樣，則各部件運行時的電流諧波和/或電壓諧波的值與上述燃料電池模擬系統得到的值會不一致，從而影響到燃料電池車輛系統中車輛的穩定運行，也就是說燃料電池車輛系統在運行時，受到了相互之間的電氣應力和熱應力的影響而導致的電磁干擾，從而影響了車輛運行的穩定性。并且現有技術的燃料電池模擬系統只有燃料電池模擬器和DC/DC變換器參與CAN通信，因此CAN通信模塊移植到具有燃料電池系統的車輛上應用時，還需要將CAN通信模塊與其它部件進行通信調試，以解決水泵和空氣壓縮機以及其與燃料電池、DC/DC變換器、動力電池相互之間的CAN通信干擾問題。

因此，通過上述的燃料電池模擬系統得到的DC/DC變換器運行時輸出的電流或者電壓諧波不能反映在燃料電池車輛系統的車輛上，仍然需要對DC/DC變換器的輸出電流或者電壓諧波進行二次調試以及CAN通信模塊的二次調試。從而降低了燃料電池車輛系統在出廠前對于車輛穩定性的測試效率。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種燃料電池模擬系統及其操作方法，以模擬燃料電池車輛系統的真實運行環境，對匹配到燃料電池車輛系統的部件及通信模塊的參數進行測量與調試，以使各部件匹配到燃料電池車輛系統時保證車輛的穩定運行，提高了測試精度與效率。

為達到上述目的，本發明提供一種燃料電池模擬系統，包括串聯的電網、燃料電池模擬器、DC/DC變換器和動力電池模擬器，所述動力電池模擬器電路連接有水泵系統模擬器、加熱系統模擬器和空壓機系統模擬器；還包括上位機，所述上位機通過CAN總線通信連接所述燃料電池模擬器、DC/DC變換器、動力電池模擬器、水泵系統模擬器、加熱系統模擬器和空壓機系統模擬器，所述上位機還通過所述CAN總線通訊連接有測量監控系統。

進一步的，本發明提供的燃料電池模擬系統，所述上位機內設置有CAN通信模塊，所述CAN通信模塊通過CAN總線對燃料電池模擬器、DC/DC變換器、動力電池模擬器、水泵系統模擬器、加熱系統模擬器、空壓機系統模擬器和測量監控系統進行通訊。

進一步的，本發明提供的燃料電池模擬系統，所述動力電池模擬器為AC/DC雙向變換器。

進一步的，本發明提供的燃料電池模擬系統，所述水泵系統模擬器包括水泵系統，所述水泵系統包括水泵和水泵控制器，以為燃料電池模擬器中的水提供泵送傳輸動力。