[发明专利]一种燃料电池电堆测试台及背压控制方法

权利要求书

1.一种燃料电池电堆测试台，用于测试燃料电池电堆，燃料电池电堆具有进气口和出气口，其特征在于，包括与燃料电池电堆连通的氢气系统、与燃料电池电堆连通的空气系统、与燃料电池电堆连通的冷却系统，以及用于控制所述氢气系统、空气系统、冷却系统的控制系统；所述氢气系统包括氢气进气模块和氢气排气模块，所述氢气进气模块与燃料电池电堆的进气口连通，所述氢气排气模块与燃料电池电堆的出气口连通；所述氢气排气模块包括与燃料电池电堆的出气口连通的末端处理单元，设置于末端处理单元和燃料电池电堆出气口之间的机械式背压阀，以及设置于机械式背压阀和燃料电池电堆的出气口之间的第一压力传感器。

2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆测试台，其特征在于，所述氢气排气模块还包括第一开关阀，所述第一开关阀与所述机械式背压阀构成并联关系。

3.根据权利要求2所述的燃料电池电堆测试台，其特征在于，所述氢气排气模块还包括第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀，所述第一开关阀与所述机械式背压阀并联后与所述第二开关阀串联，所述第三开关阀的一端与所述末端处理单元连通，第三开关阀的另一端连通于所述第二开关阀与所述燃料电池电堆的排气口之间。

4.根据权利要求1所述的燃料电池电堆测试台，其特征在于，所述氢气排气模块还包括第一开关阀和第二开关阀，所述第二开关阀串联于所述机械式背压阀和第一压力传感器之间，所述第一开关阀的一端与所述末端处理单元连通，第一开关阀的另一端连通于所述第二开关阀与所述燃料电池电堆的排气口之间。

5.根据权利要求1所述的燃料电池电堆测试台，其特征在于，所述氢气进气模块包括与燃料电池电堆的进气口连通的氢气流量控制器，以及设置于氢气流量控制器之间的第二氢气压力传感器。

6.根据权利要求1所述的燃料电池电堆测试台，其特征在于，所述氢气进气模块还设置有氢气流量控制器。

7.根据权利要求1所述的燃料电池电堆测试台，其特征在于，所述机械式背压阀为气压平衡式背压阀。

8.一种背压控制方法，其特征在于，应用权利要求1-7任一所述的燃料电池电堆测试台，其特征在于，控制系统实时采集燃料电池电堆进气口的压力值和燃料电池电堆排气口的压力值，将测得的两处压力值与目标值比较，通过闭环控制算法实时计算机械式背压阀的参考压力值，控制调压阀实时输出参考压力。

9.根据权利要求8所述的背压控制方法，其特征在于，控制系统实时采集燃料电池电堆进气口的压力值和燃料电池电堆排气口的压力值，当氢气背压点设置在燃料电池电堆排气口处时，进行排气口闭环控制，将燃料电池电堆排气口压力与燃料电池电堆排气口压力的目标值实时比对，并通过第一控制器进行闭环控制计算，将计算后的控制量输出给调压阀；当氢气背压点设置在燃料电池电堆进气口处时，进行进气口闭环控制，实时比较进气口目标值与燃料电池电堆进气口压力，通过第二控制器计算输出值，燃料电池电堆排气口的燃料电池电堆排气口压力的目标值再进行排气口闭环控制。

10.根据权利要求9所述的背压控制方法，其特征在于，预先建立辨识模型，在排气口闭环控制的过程中，将氢气进气模块中的氢气流量控制器的给定值作为所述辨识模型的输入得到前馈控制量，施加到调压阀的输入量；所述给定值是在机械式背压阀前串接的流量传感器的检测值。