[發明專利]一種車用燃料電池耐久性加速測試方法

在審

• 申請號: 202111528279.7
• 申請日: 2021-12-14
• 公開（公告）號: CN114114028A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 甘全全;陳小晶;王艷艷;胡尊嚴;戴威
• 申請（專利權）人: 上海神力科技有限公司
• 主分類號: G01R31/382
• 分類號: G01R31/382
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 彭瑤

1.一種車用燃料電池耐久性加速測試方法，其特征在于，該方法通過模型和測試結合的方式完成加速耐久性驗證，并且在系統設計階段、系統功能驗證階段、整車設計階段或者整車功能驗證階段實現。

2.根據權利要求1所述的車用燃料電池耐久性加速測試方法，其特征在于，

當處于系統設計階段開始耐久性驗證時，測試中所需的操作條件工況和偏移操作條件工況則來源于仿真計算；

當處于系統功能驗證階段開始耐久性驗證時，測試中所需的操作條件工況和偏移操作條件工況來源于實際測試；

當處于整車設計階段開始耐久性驗證時，測試中所需的負載工況來源于仿真計算；

當處于整車功能驗證階段開始耐久性驗證時，測試中所需的負載工況采用實際運行測試的方法獲得。

3.根據權利要求1所述的車用燃料電池耐久性加速測試方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

1)根據輸入路譜和車輛動力系統配置數據，通過整車能量分配模型仿真獲得燃料電池系統負載輸出工況；

2)通過燃料電池系統仿真或燃料電池系統實際測試，輸入步驟1)所獲得的燃料電池系統負載輸出工況，通過在線傳感器或基于系統零部件特性的仿真計算電堆入口參量，形成入口參量與時間的關系，并與燃料電池系統負載輸出工況相對應；

3)統計車輛運行的氣候類型在燃料電池全壽命周期內的頻次，進而得到電堆操作條件在啟動及運行全工況階段與常溫下的偏移情況；

4)統計車輛最有可能采用的運轉時間表，即獲取車輛每天啟動停機次數、熱啟動的次數以及啟動后運行時間，用以獲得在全壽命周期內燃料電池系統啟停對耐久性的影響；

5)根據氣候狀態以及車輛運轉時間的統計結果，將燃料電池電堆的耐久性測試由時間為單位轉換為循環工況的次數，將各數據劃歸為具有不同偏移的操作條件以及啟動次數，進而合并形成初步電堆耐久性測試工況；

6)在初步電堆耐久性測試工況中人為消除負載和操作條件同時處于穩態的工況，獲取最終加速耐久測試工況并完成耐久性驗證。

4.根據權利要求3所述的車用燃料電池耐久性加速測試方法，其特征在于，步驟1)中，整車能量分配模型基于汽車動力學計算滿足路譜所需要的電機扭矩和轉速，在此基礎上通過電機圖譜，動力電池充放電曲線以及燃料電池輸出功率曲線，最終獲得燃料電池的負載輸出工況。

5.根據權利要求3所述的車用燃料電池耐久性加速測試方法，其特征在于，在獲取燃料電池的負載輸出工況的過程中，保持鋰電池SOC值在小數值的窗口內，即淺充淺放，減少燃料電池變載。

6.根據權利要求3所述的車用燃料電池耐久性加速測試方法，其特征在于，步驟2)中，所述電堆入口參量包括空氣/氫氣參量和冷卻液參量，所述的空氣/氫氣參量包括流量、溫度、濕度和壓力，所述冷卻液參量包括流量和壓力。

7.根據權利要求3所述的車用燃料電池耐久性加速測試方法，其特征在于，步驟3)的具體內容為：

獲取車輛運行的氣候狀態在燃料電池全壽命周期內的頻次，包括零下低溫啟動以及高溫載荷在內的多個對電堆造成耐久影響的因素，將燃料電池系統置于所統計代表性的氣候狀態中，即系統氣體入口以及系統起始狀態與氣候狀態環境保持一致，通過系統仿真或者實際測試的方式，得到電堆操作條件在啟動階段、運行全工況階段與常溫下的偏移情況。

8.根據權利要求3所述的車用燃料電池耐久性加速測試方法，其特征在于，步驟1)中，在整車能量分配模型仿真時，與整車能量配置相關的項目包括車重、驅動電機MAP、動力電池容量、放電曲線和燃料電池系統極化曲線以及DCDC效率，整車能量分配的動作包括使燃料電池輸出能量流向電機，或者流向鋰電池充電；鋰電池輸出給電機放電或者接受燃料電池充電，電機處于用電或者停止用電狀態，通過整車能量分配模型仿真分別獲得車輛滿載和空載時的燃料電池系統負載輸出工況。