本發(fā)明涉及燃料電池系統(tǒng)測試，具體涉及基于多平臺氫燃料電池同步測試的綜合能量控制方法。

背景技術(shù)：

1、由于氫能的快速發(fā)展，氫燃料電池測試設(shè)備發(fā)展迅速，越來越多的氫燃料電池測試實驗室采購大量測試設(shè)備以滿足研究、生產(chǎn)的需要。氫燃料電池目前正在多種應(yīng)用場景展開，包括氫燃料電池發(fā)動機、熱電聯(lián)供、移動備用電源、多能互補平臺等，面對氫能多種不同的應(yīng)用方式，就需要研發(fā)人員進行針對性的測試工作以匹配調(diào)教的對應(yīng)性能參數(shù)，因此氫燃料電池多平臺綜合測試是研發(fā)氫能技術(shù)的關(guān)鍵試驗平臺。由于需要為每臺測試設(shè)備配備電子負載以消耗氫燃料電池測試設(shè)備的電能，氫燃料電池測試實驗室常常面臨電子負載最大功率無法滿足實際需要的情況，加大設(shè)備采購明顯造成設(shè)備的冗余和浪費，不利中小規(guī)模企業(yè)的研發(fā)管理，因此急需要一種氫燃料電池系統(tǒng)測試的能量管理策略實現(xiàn)多測試設(shè)備同步進行的最大化兼容以及合理利用有限的電子負載最大功率。特別是在多臺氫燃料電池系統(tǒng)或電堆同步測試過程中出現(xiàn)多臺氫燃料電池產(chǎn)品同時加載在最大功率，此時超過出電子負載最大工作功率，而無法滿足測試生產(chǎn)的需求。

2、因此，本技術(shù)提出一種基于氫燃料電池系統(tǒng)多平臺綜合測試的控制方法，以滿足研究和生產(chǎn)的需要。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供基于多平臺氫燃料電池同步測試的綜合能量控制方法，旨在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題。

2、為達到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

3、基于多平臺氫燃料電池同步測試的綜合能量控制方法，包括將每一氫燃料電池測試臺預(yù)定進行的加減載測試計劃輸入到上位機中，在上位機中分別對應(yīng)生成電流與時間的測試時間計劃曲線in（t）=anfan（t）+bnfbn（t）+cnfcn（t）+dn，n≥1且為正整數(shù)，t為測試時間，in（t）為每一臺氫燃料電池臺測試過程中對應(yīng)輸出電流值，fan（t）為第一電流需求曲線，fbn（t）為第二電流需求曲線，fcn（t）為第三電流需求曲線，an、bn、cn、dn均為耦合加載修正系數(shù)；，fan（t）為第一電流需求曲線，fbn（t）為第二電流需求曲線，fcn（t）為第三電流需求曲線分別代表不同類型的電流需求曲線，根據(jù)燃料電池系統(tǒng)的功能和設(shè)計可以依次增添第四、五乃至第n電流需求曲線，再進行最后擬合，考慮到實際運行和理論計算的偏差，上述值均需要通過經(jīng)驗值或比例系數(shù)加以修正或補償，且均需保持一定裕量。

4、再通過修正相同或不同的各個氫燃料電池測試臺電流參數(shù)實際運行中的偏差值，得到實際總氫燃料電池測試臺測試計劃曲線i（t）=α1i1（t）+α2i2（t）+α3i3（t）+...+αnin（t）+β；α1、α2、α3、...、αn為電流修正系數(shù)，β為綜合電流補償值；將所有的氫燃料電池臺測試in（t）進行綜合運算，由于電流或功率實時波動和干擾，以及損耗也有同步變化，需要通過不同的α1、α2、α3、...、αn電流修正系數(shù)對總電流的實際值進行擬合，且均需保持一定裕量。

5、最后將所有氫燃料電池測試臺的電流與時間的測試時間計劃曲線輸入至綜合管理控制器，綜合管理控制器負責(zé)接收實時信號和發(fā)送各項指令，執(zhí)行多平臺氫燃料電池同步測試的綜合能量管理任務(wù)。

6、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還設(shè)有輔助設(shè)備消耗時間計劃曲線為iα（t）=aαfaα（t）+bαfbα（t）+cαfcα（t）+dα，aα、bα、cα、dα均為輔助設(shè)備耦合加載修正系數(shù)，faα（t）為輔助設(shè)備第一電流需求曲線，fbα（t）為輔助設(shè)備第二電流需求曲線，fcα（t）為輔助設(shè)備第三電流需求曲線，并將輔助設(shè)備消耗時間計劃曲線輸入至綜合管理控制器。同理本技術(shù)中的技術(shù)方案中具有多種輔助設(shè)備，具有不同的電流需求，可以根據(jù)燃料電池系統(tǒng)的輔助設(shè)備情況依次增添輔助設(shè)備第四、五乃至第n電流需求曲線，再進行最后擬合且均需保持一定裕量。

7、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還設(shè)有組合儲能裝置充放電時間計劃曲線為ibattery（t）=aβfaβ（t）+bβfbβ（t）+cβfcβ（t）+dβ，aβ、bβ、cβ、dβ均為組合儲能裝置耦合加載修正系數(shù)，faβ（t）為組合儲能裝置第一電流需求曲線，fbβ（t）為組合儲能裝置第二電流需求曲線，fcβ（t）為組合儲能裝置第三電流需求曲線，并將組合儲能裝置充放電時間計劃曲線輸入至綜合管理控制器。儲能裝置可以由一種或多種類型的裝置組成如鋰電池、鉛酸電池、超級電容、液流電池等等，根據(jù)實際情況，可以依次增添組合儲能裝置第四、五乃至第n電流需求曲線，再進行最后擬合且均需保持一定裕量。

8、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還包括正常測試模式和錯峰測試模式，錯峰測試模式在于當(dāng)測試過程中電流過大且超出能量回饋電子負載最大電流imload，通過調(diào)節(jié)不同燃料電池測試臺分別執(zhí)行測試任務(wù)以實現(xiàn)連續(xù)測試。綜合管理控制器判斷任意時刻t綜合電流值i綜（t）=i（t）+iα（t）+ibattery（t）是否小于等于能量回饋電子負載最大電流imload，如果i綜（t）≤imload成立，則進入正常測試模式，正常測試模式中按照測試時間計劃曲線內(nèi)容完成全部測試工作；如果i綜（t）＞imload，則進一步判斷綜合電流值i綜（t）與能量回饋電子負載最大電流值imload的時間長度δt與預(yù)設(shè)值nτ是否滿足δt≤nτ；如果δt≤nτ成立，且氫燃料電池測試臺鋰電池soc滿足該條件α%＜soc≤β%，α、β為預(yù)設(shè)電池電量值，則進入鋰電池臨時負載模式；如果δt≤nτ不成立，則進入錯峰測試模式。

9、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，錯峰測試模式為，按照氫燃料電池測試臺先后測試順序進行排列[ti1，ti2，ti3...tin]，tin為氫燃料電池測試臺序列編號，當(dāng)在tε時刻i綜（tε）大于大功率能量回饋電子負載最大電流時，判斷所有氫燃料電池測試臺中在時刻中（tε+tτ）時刻與tε時刻是否滿足氫燃料電池測試臺輸出電流值差值in（tε+tτ）-in（tε）≤nω，且[in（tε+tτ）-in（tε）]/tτ≤nφ，nω為預(yù)設(shè)波動電流閾值，nφ為預(yù)設(shè)電流偏差率閾值，并判斷是否滿足i綜（tε）-imload＜nallow，nallow為預(yù)設(shè)綜合閾值，如果均滿足則執(zhí)行錯峰測試模式直至測試結(jié)束，如果不滿足則執(zhí)行正常測試模式。

10、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，鋰電池臨時負載模式為，當(dāng)tε時刻開始i綜（tε）大于大功率能量回饋電子負載最大電流時，鋰電池進行主動充電，將多余的電流即i綜（tε）-imload之差值全部吸收充當(dāng)臨時負載的功能。

11、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，一種多平臺氫燃料電池同步測試的綜合能量管理裝置，該裝置設(shè)有綜合管理控制器，包括依次連接的至少一臺氫燃料電池測試臺、電器柜、大型電子負載，其中，電器柜連接有測試臺輔助設(shè)備和組合儲能裝置。

12、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本技術(shù)中組合儲能裝置包括儲能電池和超級電容，在條件允許的前提下，可以增設(shè)不同的儲能裝置，大型電子負載為能量回饋電子負載。

13、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本技術(shù)中儲能電池可以進一步細分為鋰電池和/或鉛酸電池和或鈉電池。

14、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，測試臺輔助設(shè)備包括空氣供給裝置、熱管理裝置、增濕控制裝置、液位監(jiān)測與自動補水裝置以及其他相關(guān)用電設(shè)備。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

16、本發(fā)明中的基于多平臺氫燃料電池同步測試的綜合能量控制方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，對各測試平臺的燃料電池能量進行動態(tài)管理，且能在不同工況下執(zhí)行不同的控制策略，同時避免對大型電子負載裝置的過度依賴，節(jié)省了設(shè)備成本，有利于提高燃料電池測試設(shè)備管理水平以及提升測試工作的安全性；在多臺氫燃料電池系統(tǒng)或電堆同步測試過程中如果出現(xiàn)多臺氫燃料電池產(chǎn)品同時加載在最大功率導(dǎo)致此時超過出電子負載最大工作功率，本技術(shù)中的技術(shù)方案可以滿足測試過程中的能量管理需求，實現(xiàn)對能量的動態(tài)管理和適應(yīng)不同的工況，保證測試工作穩(wěn)步進行。