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3)燃料电池发

动机系统测试平台。

燃料电池单电池测试平台主要用于进行燃料电池的基础研究方面,如催化剂机理研究、

可靠性耐久性研究等。燃料电池堆的测试平台一方面用于进行燃料电池性能基础研究,另一
方面用于匹配研究,目前商品化的测试平台主要都是这一方面的产品。目前世界上比较有名
的有加拿大的

GREENLIGHT、美国的 ARBIN 等公司,国内有宁波拜特、新源动力等。对于燃

料电池发动机系统测试平台,目前市场上还没有成熟的产品,一般都是根据需要进行自主
开发,这主要是由于使用条件的不同。对于系统测试平台,要能够对燃料电池发动机的各种
特性进行测试,同时能够模拟各种车用工况。

随着燃料电池技术的快速发展,其功率和性能快速提高,燃料电池电堆及燃料电池发

动机测试技术的发展也越来越受到大家的关注。

对于车用大功率燃料电池发动机的测试,目前还没有比较成熟的测试设备,大多数都

是用户根据需要进行非标定制,开发自己所需的发动机测试系统。本论文所介绍是为适应
100 kW 级车用燃料电池发动机系统测试而开发的第二代燃料电池发动机测试系统,可以进
行车用燃料电池发动机的起动特性、稳态工况性能、动态响应特性等多方面的试验研究,它
的开发成功有利于车用燃料电池发动机的前期开发及试验研究。利用该测试平台可以对燃料
电池发动机的环境适应性、冷起动特性、动态响应特性进行全面的测试分析。

1 燃料电池发动机测试系统的原理

燃料电池发动机包括燃料电池电堆和辅助系统两大部分,辅助系统又包括空气供应系

统、氢气供应系统、水热管理系统、控制系统等。作为一个完整的燃料电池测试平台,应该具
有以下一些功能:

1)氢气供给能力;

2)提供燃料电池发动机运行所需辅助动力电源的能力;

3)数据采集和储存的能力;

4)对燃料电池发动机所产生的电能进行处理的能力。

因此,燃料电池发动机测试系统由控制系统、辅助系统、供氢系统、电子负载和被测试对

象五个部分组成。整个系统的原理如图

1 所示。

辅助动力电源提供燃料电池发动机启动和运行所需的

350 V 直流电源。燃料电池发动机

在起动过程中由外接辅助动力电源供电,起动完成后在燃料电池电堆和辅助动力电源之间
通过一个二极管来实现燃料电池电堆给辅助系统自供电与外接辅助动力电源之间的自动切
换;并且当燃料电池电堆的电压低于

350 V 时系统自动切换到 20 kW 辅助动力电源供电。

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