氢燃料电池两轮车动力装置的工况模拟系统的制作方法

本技术涉及模拟测试领域，特别是涉及一种氢燃料电池两轮车动力装置的工况模拟系统。

背景技术：

1、随着新能源领域的逐渐发展，氢燃料电池因其零排放和低能耗的优势得到了越来越多的关注与研究。燃料电池作为氢能利用的重要载体，具有高能量密度、零排放、高效率和高适应性等优点，在电动汽车、船舶、轨道交通和两轮车等领域中都已经有了一些实际应用。质子交换膜燃料电池作具有运行温度低、功率密度高、动态响应快、稳定性好等特点，更适用于可移动动力源和电动车。在电动自行车用燃料电池混合动力系统中，燃料电池和锂电池共同为负载提供动力。

2、现有燃料电池动力系统测试技术主要集中在燃料电池自身性能测试方面，对燃料电池与蓄电池耦合匹配的系统测试研究较少，而燃料电池与蓄电池在实际应用中具备普遍性。燃料电池与锂电池两者的电特性存在较大差异，车辆的功率需求在运行过程中也会发生动态变化，因此设计过程中需要考虑两者参数匹配的关系。燃料电池两轮车混合动力系统开发与性能测试过程中，匹配选型工作需要考虑因素较低，存在匹配过程耗时久、成本偏高且参数匹配后无法验证等问题。

3、燃料电池与蓄电池的功率、工作电压及容量都需要合理的匹配。传统车辆通常采用地面滚动试验台及样车型式试验来满足牵引系统相关性能测试，试验条件苛刻且成本较高。对于两轮车用燃料电池混合动力装置，通过联调测试可以快速采集各部件间的数据，给燃料电池两轮车提供一个正确的需求验证环境，尽早暴露前后端存在的问题。氢燃料电池两轮车动力装置的联调测试实验有助于减少研发周期，降低研发成本。目前，氢燃料电池两轮车动力装置的工况模拟系统搭建困难，导致联调测试困难。因此，如何设计一种氢燃料电池两轮车动力装置的工况模拟系统成为目前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、基于此，本实用新型实施例提供一种氢燃料电池两轮车动力装置的工况模拟系统，以在实验室环境下模拟氢燃料电池两轮车在各种行驶工况下的运行情况，为氢燃料电池两轮车提供一个接近实际行驶状态的工况环境。

2、为实现上述目的，本实用新型实施例提供了如下方案：

3、一种氢燃料电池两轮车动力装置的工况模拟系统，包括：燃料电池、锂电池、供氢装置、第一dc/dc转换器、第二dc/dc转换器、能量管理控制模块、能量转化装置和电子负载；

4、所述供氢装置与所述燃料电池连接；所述燃料电池通过所述第一dc/dc转换器与所述能量管理控制模块连接；所述锂电池通过所述第二dc/dc转换器分别与所述燃料电池以及所述能量管理控制模块连接；所述能量管理控制模块通过所述能量转化装置与所述电子负载连接；

5、所述供氢装置用于为所述燃料电池提供氢气；所述燃料电池用于通过化学反应将氢气的能量转化为直流电能；所述第一dc/dc转换器用于对所述直流电能升压，并将升压后的直流电能输出至所述能量管理控制模块；所述锂电池用于通过所述第二dc/dc转换器向所述能量管理控制模块输出或回收能量；所述能量转化装置用于根据所述电子负载的功率需求对所述燃料电池和所述锂电池进行功率分配，以输出目标功率；所述能量转化装置用于根据所述目标功率输出目标扭矩和目标转速；所述电子负载用于根据所述目标扭矩和所述目标转速模拟氢燃料电池两轮车的行驶工况。

6、可选地，所述氢燃料电池两轮车动力装置的工况模拟系统，还包括：电子控制单元和显示照明装置；

7、所述第二dc/dc转换器通过所述电子控制单元与所述供氢装置连接；所述显示照明装置与所述电子控制单元连接；

8、所述电子控制单元用于控制氢气进入燃料电池的流速和压力；所述锂电池还用于通过所述第二dc/dc转换器向所述显示照明装置供电；所述显示照明装置用于进行仪表展示和灯光照明。

9、可选地，所述氢燃料电池两轮车动力装置的工况模拟系统，还包括：电池冷却装置；

10、所述电池冷却装置包括：风扇控制器和风扇；所述风扇控制器与所述第一dc/dc转换器连接；所述风扇与所述风扇控制器连接；

11、所述燃料电池还用于通过所述第一dc/dc转换器向所述风扇控制器供电；所述风扇控制器用于控制所述风扇的转速；所述风扇用于为所述燃料电池提供冷却空气。

12、可选地，所述供氢装置包括：储氢瓶、进氢电磁阀和排氢电磁阀；

13、所述储氢瓶与所述燃料电池连接；所述进氢电磁阀设置在所述燃料电池的进气口处；所述排氢电磁阀设置在所述燃料电池的出气口处；所述第二dc/dc转换器通过所述电子控制单元与所述进氢电磁阀连接。

14、可选地，所述能量转化装置包括：电机控制器和电机；

15、所述能量管理控制模块、所述电机控制器、所述电机以及所述电子负载依次连接；所述电机控制器用于根据所述目标功率控制所述电机输出目标扭矩和目标转速。

16、可选地，所述第一dc/dc转换器为单向dc/dc转换器；所述第二dc/dc转换器为双向dc/dc转换器。

17、根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

18、本实用新型实施例的氢燃料电池两轮车动力装置的工况模拟系统，燃料电池和锂电池均与能量管理控制模块连接；能量管理控制模块通过能量转化装置与电子负载连接，电子负载实现了氢燃料电池两轮车的行驶工况的模拟。本实用新型解决了氢燃料电池两轮车动力装置的联调系统搭建困难的难题，可在实验室环境下模拟氢燃料电池两轮车在各种行驶工况下的运行情况，为两轮车提供一个接近实际行驶状态的工况环境，检测燃料电池两轮车混合动力系统的运行状态，为今后结构调整和控制策略优化提供数据支持。

技术特征：

1.一种氢燃料电池两轮车动力装置的工况模拟系统，其特征在于，包括：燃料电池、锂电池、供氢装置、第一dc/dc转换器、第二dc/dc转换器、能量管理控制模块、能量转化装置和电子负载；

2.根据权利要求1所述的氢燃料电池两轮车动力装置的工况模拟系统，其特征在于，还包括：电子控制单元和显示照明装置；

3.根据权利要求1所述的氢燃料电池两轮车动力装置的工况模拟系统，其特征在于，还包括：电池冷却装置；

4.根据权利要求2所述的氢燃料电池两轮车动力装置的工况模拟系统，其特征在于，所述供氢装置包括：储氢瓶、进氢电磁阀和排氢电磁阀；

5.根据权利要求1所述的氢燃料电池两轮车动力装置的工况模拟系统，其特征在于，所述能量转化装置包括：电机控制器和电机；

6.根据权利要求1所述的氢燃料电池两轮车动力装置的工况模拟系统，其特征在于，所述第一dc/dc转换器为单向dc/dc转换器；所述第二dc/dc转换器为双向dc/dc转换器。

技术总结本技术公开了一种氢燃料电池两轮车动力装置的工况模拟系统，涉及模拟测试领域，工况模拟系统中供氢装置与燃料电池连接；燃料电池通过第一DC/DC转换器与能量管理控制模块连接；锂电池通过第二DC/DC转换器分别与燃料电池以及能量管理控制模块连接；能量管理控制模块通过能量转化装置与电子负载连接。本技术能在实验室环境下模拟氢燃料电池两轮车在各种行驶工况下的运行情况，为氢燃料电池两轮车提供一个接近实际行驶状态的工况环境。技术研发人员：张磊,宋珂,李炎举,郑金进受保护的技术使用者：上海济美动力科技有限公司技术研发日：20231024技术公布日：2024/7/25