[發(fā)明專利]燃料電池大功率DC-DC變換器測試系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010787924.6
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN112014665A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高大威
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;H02J7/00;H02M1/32
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 戴冬瑾

本申請公開了一種燃料電池大功率DC?DC變換器測試系統(tǒng)，包括：低壓蓄電池組；待測升壓型DC?DC變換器；低壓側(cè)預(yù)充電及保護(hù)電路與低壓蓄電池組串聯(lián)；小功率直流源；輔助降壓型DC?DC變換器與待測升壓型DC?DC變換器的輸出端串聯(lián)；高壓蓄電池組；高壓蓄電池組與高壓側(cè)預(yù)充電及保護(hù)電路串聯(lián)；水冷組件；控制單元用于采集待測升壓型DC?DC變換器和輔助降壓型DC?DC變換器的輸入輸出電壓、輸入輸出電流和相電流，并采集水冷組件的當(dāng)前溫度，并控制待測升壓型DC?DC變換器的電流控制和輔助降壓型DC?DC變換器的電壓，實現(xiàn)電流能量回路。由此，極大地減小了測試系統(tǒng)的占地空間以及所造成的實驗室溫升和能量消耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及大功率DC-DC變換器(DC-DC converter)測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種燃料電池大功率DC-DC變換器測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)

燃料電池汽車作為新能源汽車的代表之一，受到了越來越多的關(guān)注。大功率DC-DC變換器是燃料電池動力系統(tǒng)的重要組成部分之一，其把不可控的燃料電池輸出電壓轉(zhuǎn)換為可控的直流母線電壓，從而維持了整車動力系統(tǒng)及控制系統(tǒng)的可靠運行。因此，變換器的設(shè)計、開發(fā)及性能測試環(huán)節(jié)尤為重要。

相關(guān)技術(shù)中，如圖1所示，DC-DC變換器一般采用阻性負(fù)載測試系統(tǒng)進(jìn)行性能測試，阻性負(fù)載測試系統(tǒng)包括燃料電池模擬裝置、預(yù)充電及保護(hù)電路、待測升壓型DC-DC變換器、阻性負(fù)載、水冷裝置以及控制單元，其中，燃料電池模擬裝置與預(yù)充電及保護(hù)電路串聯(lián)后再與待測升壓型DC-DC變換器輸入端串聯(lián)；待測升壓型DC-DC變換器輸出端與阻性負(fù)載串聯(lián)；水冷裝置用來冷卻待測升壓型DC-DC變換器；控制單元通過CAN通訊，實時采集待測升壓型DC-DC變換器的輸入輸出電壓、輸入輸出電流、相電流以及水冷裝置的溫度；控制單元控制預(yù)充電及保護(hù)電路開關(guān)的開通和關(guān)斷。

然而，在阻性負(fù)載測試系統(tǒng)進(jìn)行性能測試過程中發(fā)現(xiàn)，采用該測試系統(tǒng)對燃料電池大功率DC-DC變換器進(jìn)行測試時會產(chǎn)生以下幾個問題：

(1)DC-DC變換器輸出功率很大，因此，阻性負(fù)載的功率等級要求較高，數(shù)量較多，測試系統(tǒng)占據(jù)空間較大，成本較高；

(2)DC-DC變換器的輸出功率幾乎全部轉(zhuǎn)換為阻性負(fù)載的熱量，造成電能的大量浪費；

(3)阻性負(fù)載產(chǎn)生大量熱輻射，對實驗室的冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生一定的要求，且高溫環(huán)境對實驗室安全將造成不利影響。

因此，急需一種新的燃料電池大功率DC-DC變換器測試系統(tǒng)，以有效克服上述問題。

申請內(nèi)容

本申請旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中技術(shù)問題之一。

為此，本申請的目的在于提出一種燃料電池大功率DC-DC變換器測試系統(tǒng)，解決了相關(guān)技術(shù)中阻性負(fù)載測試系統(tǒng)大量浪費電能的技術(shù)問題，極大地減小了測試系統(tǒng)的占地空間以及所造成的實驗室溫升和能量消耗。

為達(dá)到上述目的，本申請實施例提供一種燃料電池大功率DC-DC變換器測試系統(tǒng)，包括：

低壓蓄電池組和待測升壓型DC-DC變換器；

低壓側(cè)預(yù)充電及保護(hù)電路，所述低壓側(cè)預(yù)充電及保護(hù)電路與所述低壓蓄電池組串聯(lián)，以基于所述低壓蓄電池組對所述待測升壓型DC-DC變換器進(jìn)行預(yù)充電的同時，對變換器低壓側(cè)進(jìn)行電流保護(hù)，并吸收低壓側(cè)紋波電壓；

小功率直流源，所述小功率直流源與所述待測升壓型DC-DC變換器的輸入端串聯(lián)，以補(bǔ)充系統(tǒng)的能量損耗；

輔助降壓型DC-DC變換器，所述輔助降壓型DC-DC變換器與所述待測升壓型DC-DC變換器的輸出端串聯(lián)，形成串聯(lián)回路；

高壓蓄電池組；