[发明专利]一种燃料电池半实物仿真平台

权利要求书

1.一种燃料电池半实物仿真平台，其特征在于，该仿真平台包括上位机（19）、电堆特性模拟系统（20）、空气供应系统、氢气供应系统和控制器（18），所述电堆模拟特性系统，包含MEA模型和热特性模型，以模拟真实电堆的电化学及热力学特性，所述空气供应系统包括空气滤清器（8）、空气入堆流量传感器（9）、空压机（10）、中冷器（11）、加湿器（12）、空气入堆压力传感器（13）、空气入堆温度传感器（14）、阴极流阻阀（15）、阴极容腔（16）和背压阀（17），所述空气供应系统通过所述空气入堆流量传感器（9）、所述空压机（10）、所述空气入堆压力传感器（13）、所述空气入堆温度传感器（14）和所述背压阀（17）各自单独分别与所述控制器（18）和所述电堆特性模拟系统（20）实现信号交互，所述阴极流阻阀（15）模拟空气供应系统流阻特性，所述氢气供应系统包括进氢阀（1）、压力调节阀（2）、氢气循环装置（3）、氢气进堆压力传感器（4）、阳极容腔（5）、排氢阀（7）和氢气消耗阀（6），所述氢气供应系统通过所述压力调节阀（2）、氢气进堆压力传感器（4）、排氢阀（7）、氢气消耗阀（6）与所述电堆特性模拟系统（20）、上位机（19）、控制器（18）实现信号交互；

所述MEA模型，用于模拟燃料电池的极化特性，根据容腔进口空气压力、氢气压力、过氧比、电堆温度、负载电流信号，模拟出电堆电压，并根据电堆单体电压分布特性，模拟出单体电池电压变化；所述热特性模型，用于模拟燃料电池温度变化，根据负载电流需求、电堆总电压、水泵转速、风扇转速信号，模拟电堆温度、冷却水进出电堆温度以及冷却水进堆压力。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池半实物仿真平台，其特征在于，所述空气滤清器（8）、空压机（10）、中冷器（11）、加湿器（12）、阴极流阻阀（15）和阴极容腔（16）顺序依次连接，所述空气入堆流量传感器（9）连接设置于所述空气滤清器（8）与所述空压机（10）之间，所述空气入堆压力传感器（13）和所述空气入堆温度传感器（14）连接设置于所述加湿器（12）与所述阴极流阻阀（15）之间。

3.根据权利要求2所述的一种燃料电池半实物仿真平台，其特征在于，所述的加湿器（12）单独经所述背压阀（17）与所述控制器（18）相连接，所述空压机（10）还单独与所述控制器（18）以电信号方式进行连接，所述阴极容腔（16）还经另一单独回路与所述加湿器（12）相连接。

4.根据权利要求3所述的一种燃料电池半实物仿真平台，其特征在于，所述阴极流阻阀（5）为根据所需模拟的电堆流阻特性的可调节阀门，以模拟空气供应系统流阻特性，所述阴极容腔（16）用以模拟实际空气供应系统体积。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池半实物仿真平台，其特征在于，所述进氢阀（1）、压力调节阀（2）、氢气循环装置（3）和阳极容腔（5）按顺序依次连接，所述氢气进堆压力传感器（4）连接设置于所述氢气循环装置（3）与所述阳极容腔（5）之间。

6.根据权利要求5所述的一种燃料电池半实物仿真平台，其特征在于，所述氢气消耗阀（6）为阳极流量消耗阀，用以模拟氢气消耗。

7.根据权利要求6所述的一种燃料电池半实物仿真平台，其特征在于，所述的阳极容腔（5）还经另一单独回路分别与所述氢气循环装置（3）、氢气消耗阀（6）和排氢阀（7）相连接。

8.根据权利要求7所述的一种燃料电池半实物仿真平台，其特征在于，所述进氢阀（1）、压力调节阀（2）和氢气消耗阀（6）还分别单独与所述控制器（18）以电信号方式进行连接。