一种燃料电池控制器硬件在环实时测试平台

摘要

本发明公开了一种燃料电池控制器硬件在环实时测试平台。该平台包括：用于仿真燃料电池的系统工况的测试用例装置、用于模拟燃料电池实体的在环仿真主机和用于测试仿真主机输出的仿真数据的实时处理器，所述测试用例装置的输出端与所述在环仿真主机的输入端相连，所述在环仿真主机的输出端与所述实时处理器的输入端相连。通过在燃料电池系统中设置的在环仿真主机，对燃料电池系统进行实时测试，反应燃料电池的动态响应特性，降低了测试成本，具有良好的扩展性和通用性。

说明书

技术领域

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种燃料电池控制器硬件在环实时测试平 台。

背景技术

随着全球环境问题越来越严重，化石能源越来越枯竭，寻求新的动力源已 经成为世界各国研究和发展的热点，而氢燃料电池作为一种高效、无污染的节 能技术倍受关注。其中，质子交换膜燃料电池清洁、高效，具备广泛的应用前 景。但是目前燃料电池存在可靠性、耐久性等问题，而ECU性能对整个燃料电 池性能有重大影响，因此需要在测试平台上对燃料电池系统(燃料电池电堆、 辅助系统、ECU)进行性能测试。但是，燃料电池系统测试成本，包括氢气的 消耗、安全装置，仍然很高，并且存在损坏电堆和其它零部件的风险，代价较 大。

目前，国内存在功能不同的燃料电池系统测试平台，中国专利申请号为 201310045918.3发明专利涉及一种测试质子交换膜燃料电池测试平台用的温度 控制系统，控制燃料电池电堆的动态和稳态运行温度；中国专利申请号为 200810036146.6发明专利涉及了一种能测试燃料电池电堆性能的测试平台，测 试燃料电池组在不同条件下的运行状况，从而得到燃料电池组的性能，但精度 不高；中国专利申请号201410267608.0发明专利涉及一种硬件在环燃料电池测 试系统，对燃料电池系统进行全方位测试，并可在无各种实体零部件的情况下 进行测试。

因此，综上所述，目前用于硬件在环测试平台系统存在以下不足：

1、燃料电池测试平台功能单一，只针对燃料电池系统的特定模块进行测试；

2、硬件在环测试平台通用性不好，且没有针对燃料电池系统ECU性能检 测的系统。

发明内容

本发明提出了一种燃料电池控制器硬件在环测试平台，其通过在燃料电池 系统中设置的在环仿真主机，对燃料电池系统进行实时测试，反应燃料电池的 动态响应特性，降低了测试成本，具有良好的扩展性和通用性。

为实现上述设计，本发明采用以下技术方案：

一种燃料电池控制器硬件在环实时测试平台，包括：用于仿真燃料电池的 系统工况的测试用例装置、用于模拟燃料电池实体的在环仿真主机和用于测试 仿真主机输出的仿真数据的实时处理器，所述测试用例装置的输出端与所述在 环仿真主机的输入端相连，所述在环仿真主机的输出端与所述实时处理器的输 入端相连。

其中，还包括控制器ECU、用于检测实时处理器的数据的传感器、故障注 入装置FIU和I/O接口；所述故障注入装置FIU和所述传感器通过所述I/O接口 与所述实时处理器相连；所述故障注入装置FIU和所述传感器还与所述控制器 ECU相连。

其中，还包括显示控制装置，所述显示控制装置与所述实时处理器相连。

其中，所述显示控制装置为触摸式显示控制装置。

本发明的有益效果在于：通过在燃料电池系统中设置的在环仿真主机，对 燃料电池系统进行实时测试，反应燃料电池的动态响应特性，降低了测试成本， 具有良好的扩展性和通用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描 述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是 本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的 前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种燃料电池控制器硬件在环测试平台的结构 示意图。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清 楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发 明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其 他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，其是本发明实施例提供的一种燃料电池控制器硬件在环实时测 试平台的结构示意图，本方案中的燃料电池控制器硬件在环实时测试平台，主 要用于对电池的工作状态进行测试，特别针对燃料电池系统的特定模块，例如 控制器ECU140。如图所示，该燃料电池控制器硬件在环实时测试平台，包括： 用于仿真燃料电池的系统工况的测试用例装置110、用于模拟燃料电池实体的在 环仿真主机120和用于测试仿真主机输出的仿真数据的实时处理器130，所述测 试用例装置110的输出端与所述在环仿真主机120的输入端相连，所述在环仿 真主机120的输出端与所述实时处理器130的输入端相连。

优选地，还包括控制器ECU140、用于检测实时处理器130的数据的传感器 150、故障注入装置FIU160和I/O接口170；所述故障注入装置FIU160和所述 传感器150通过所述I/O接口170与所述实时处理器130相连；所述故障注入装 置FIU160和所述传感器150还与所述控制器ECU140相连。

优选地，还包括显示控制装置180，所述显示控制装置180与所述实时处理 器130相连。

进一步地，所述显示控制装置180为触摸式显示控制装置180。

在环仿真主机120，主要包括燃料电池模型和仿真主机，实现在环离线仿真， 并辨识燃料电池系统参数；仿真主机运行系统模型，用Simulink生成燃料电池 系统模型的DLL文件，通过主机下载到实时处理器130。燃料电池模型中包括 阳极模型、阴极模型、冷却系统模型、电堆模型，对燃料电池的具体工作过程 进行全面测试。测试用例装置110主要用于仿真燃料电池系统的实际运行工况， 向仿真主机输入测试用例，得到燃料电池的动态响应特性。

实时处理器130建立燃料电池实时动态仿真模型，通过LabVIEW下载仿真 主机中的DLL文件，建立实时动态模型，并设置好实时动态模型的输入输出接 口。在该实时动态模型下实现燃料电池模型、实时处理器130、控制器ECU140 的无缝结合，I/O接口170的确定与标定，并完成对燃料电池系统的实时测试和 数据采集。I/O接口170和控制器ECU140之间插入故障注入装置FIU160，传 感器150用来检测实时处理器130的数据。故障注入装置FIU160，用于为实时 处理器130在正常运行和故障状态之间切换接口信号，实现各种故障的模拟， 全面检验控制器ECU140的鲁棒性和可靠性，并对控制参数进行初步优化、标 定等；故障注入装置FIU160还设置保护装置，保证测试平台本身的安全性。

通过在燃料电池系统中设置的在环仿真主机120，对燃料电池系统进行实时 测试，反应燃料电池的动态响应特性，降低了测试成本，具有良好的扩展性和 通用性。

显示控制装置180用于呈现用户界面，显示测试平台的运行参数和控制器 ECU140性能参数，并用于对数据进行操作，例如保存、访问、分析和计算。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本 发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不 应理解为对本发明的限制。