CN104677640B - 一种燃料电池混合动力汽车经济性测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种燃料电池混合动力汽车经济性测试方法，该方法包括：通过对待测的燃料电池混合动力汽车进行硬件在环仿真，获得在预先设定的工况下燃料电池电流数据和蓄电池能量消耗；在燃料电池试验台上，把燃料电池与电子负载相连接，根据所述电流数据控制电子负载的输出电流，使电子负载的输出电流的大小与所述电流数据一致；测量出测试过程中的为电子负载提供能量的燃料电池的第一氢气消耗量；根据蓄电池能量消耗和第一氢气消耗量折算出总氢气消耗量。通过本发明提供的方法，在需要重复测试燃料电池混合动力汽车经济性的情况下，不需要进行多次台架实验或者道路实验，通过硬件在环仿真即可获得需要的电流数据，只需对燃料电池进行测试，能够使测试过程简单。

Description

一种燃料电池混合动力汽车经济性测试方法

技术领域

本发明涉及汽车性能测试技术领域，尤其涉及一种燃料电池混合动力汽车经济性测试方法。

背景技术

随着燃料电池混合动力汽车的发展，对于混合动力汽车的测试也越来越重要。燃料电池混合动力汽车的经济性测试是混合动力汽车测试中十分重要的一部分。

现有技术中，对燃料电池混合动力汽车的经济性测试是在台架试验或者道路试验中通过对氢气消耗量进行测量。每次进行测量时必须进行台架或者道路试验，把整个系统运行起来。

通过上述描述可见，现有技术中经济性测试的方法，每次测量都需要进行台架或者道路试验，测试过程复杂。

发明内容

本发明提供了一种燃料电池混合动力汽车经济性测试方法，在需要重复性测试燃料电池混合动力汽车经济性的情况下，能够使测试过程简单。

本发明提供了一种燃料电池混合动力汽车经济性测试方法，所述方法包括：

通过对待测的燃料电池混合动力汽车进行硬件在环仿真，获得在预先设定的工况下燃料电池的电流数据和蓄电池能量消耗；

在燃料电池试验台上，把燃料电池与电子负载相连接，根据所述电流数据控制电子负载的输出电流，使电子负载的输出电流的大小与所述电流数据一致；

测量出测试过程中的为电子负载提供能量的燃料电池的第一氢气消耗量；

根据所述蓄电池能量消耗和所述第一氢气消耗量折算出总氢气消耗量。

进一步地，所述根据所述蓄电池能量消耗和所述第一氢气消耗量折算出总氢气消耗量，包括：

将所述蓄电池能量消耗折算成第二氢气消耗量，并将所述第二氢气消耗量与所述第一氢气消耗量之和作为总氢气消耗量。

进一步地，所述对待测的燃料电池混合动力汽车进行硬件在环仿真，包括：

建立待测的燃料电池混合动力汽车的整车模型和驾驶员模型；

将所述整车模型和驾驶员模型下载到实时控制器；

将所述实时控制器与整车控制器连接进行硬件在环仿真。

进一步地，所述整车模型包括：

燃料电池发动机模型、DC／DC模型、蓄电池模型和电机模型。

进一步地，在所述建立待测的燃料电池混合动力汽车的整车模型和驾驶员模型之前，进一步包括：

通过台架试验获取所述整车模型的特性参数。

通过本发明提供的方法，在需要重复测试燃料电池混合动力汽车经济性的情况下，不需要进行多次台架实验或者道路实验，通过硬件在环仿真即可获得需要的电流数据，只需对燃料电池进行测试，能够使测试过程简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的一种燃料电池混合动力汽车经济性测试方法流程图；

图2是本发明一实施例提供的一种燃料电池混合动力汽车经济性测试系统结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。

为了解决测试燃料电池混合动力汽车经济性的过程复杂的问题，本发明实施例提供了一种燃料电池混合动力汽车经济性测试方法，参见图1，该方法包括：

步骤101：通过对待测的燃料电池混合动力汽车进行硬件在环仿真，获得在预先设定的工况下燃料电池的电流数据和蓄电池能量消耗；

步骤102：在燃料电池试验台上，把燃料电池与电子负载相连接，根据该电流数据控制电子负载的输出电流，使电子负载的输出电流的大小与该电流数据一致；

步骤103：测量出测试过程中的为电子负载提供能量的燃料电池的第一氢气消耗量；

步骤104：根据该蓄电池能量消耗和该第一氢气消耗量折算出总氢气消耗量。

通过本发明实施例提供的方法，在需要重复性测试燃料电池混合动力汽车经济性的情况下，不需要进行多次台架实验或者道路实验，通过硬件在环仿真即可获得需要的电流数据，只需对燃料电池进行测试，能够使测试过程简单。

其中，步骤104具体包括：将蓄电池能量消耗折算成第二氢气消耗量，并将第二氢气消耗量与第一氢气消耗量之和作为总氢气消耗量。

在步骤101中，对待测的燃料电池混合动力汽车进行硬件在环仿真，具体包括：

建立待测的燃料电池混合动力汽车的整车模型和驾驶员模型；

将整车模型和驾驶员模型下载到实时控制器；

将实时控制器与整车控制器连接进行硬件在环仿真。

其中，该整车模型包括：燃料电池发动机模型、DC／DC模型、蓄电池模型和电机模型。

通过台架试验获取整车模型的特性参数。

本发明实施例提供了一种燃料电池混合动力汽车经济性测试方法可以通过下面的系统实现，参见图2，该系统包括：

燃料电池混合动力汽车硬件在环仿真系统201、燃料电池试验台202、数据处理系统203；

燃料电池混合动力汽车硬件在环仿真系统201，用于对待测的燃料电池混合动力汽车进行硬件在环仿真，获得在预先设定的工况下燃料电池的电流数据和蓄电池能量消耗；

燃料电池试验台202，包括：电子负载2021和燃料电池2022；其中，燃料电池与电子负载相连接。

燃料电池试验台202，用于根据燃料电池混合动力汽车硬件在环仿真系统得到的电流数据控制电子负载的输出电流，使电子负载的输出电流与该电流数据一致，测量出测试过程中的为电子负载提供能量的燃料电池的第一氢气消耗量；

数据处理系统203，用于根据蓄电池能量消耗和第一氢气消耗量折算出总氢气消耗量。

数据处理系统203，用于将蓄电池能量消耗折算成第二氢气消耗量，并计算出第二氢气消耗量与第一氢气消耗量之和作为总氢气消耗量。

优选地，在该系统中，燃料电池试验台还包括：控制设备2023、氢气瓶2024；

氢气瓶与燃料电池相连，用于为燃料电池提供氢气；

燃料电池与电子负载相连，用于为电子负载提供能量；

控制设备与电子负载相连，用于根据电流数据控制电子负载，使电子负载的输出电流的大小与该电流数据一致。

其中，控制设备，用于根据电流数据控制电子负载的电阻值，使电子负载的输出电流的大小与电流数据一致。

燃料电池试验台，还包括：传感器；

传感器2025，用于测量氢气瓶瓶内压力和温度。

外部根据传感器测得的氢气瓶瓶内压力和温度求出第一氢气消耗量。

需要说明的是：构建燃料电池混合动力汽车硬件在环仿真系统，先在Matlab／Simulink下建立燃料电池混合动力汽车的整车模型和驾驶员模型，整车模型包含的部件模型有燃料电池发动机模型、DC／DC模型、蓄电池模型和电机模型。通过台架实验获得整车模型的部件参数，使部件模型的性能表现与实际部件相一致。

把燃料电池混合动力汽车整车模型经过代码转换下载到实时控制器中，与整车控制器通过CAN线相连接，进行硬件在环实时仿真。在给定工况下，通过硬件在环仿真得到一组燃料电池电流数据。

在燃料电池实验台上，把实车燃料电池和电子负载相连接。导入硬件在环仿真得到的电流数据，通过控制电子负载的电阻来控制实际输出电流，使电子负载实际输出电流与硬件在环仿真得到的电流数据相一致。

通过传感器测得试验前后氢气瓶瓶内压力和温度，根据理想气体状态方程计算出氢气的质量消耗。把硬件在环仿真得到的蓄电池能量消耗折算成氢气的质量消耗，与氢气瓶内的质量消耗相加，可得到燃料电池混合动力汽车的氢气消耗量，即为燃料电池混合动力汽车的整车经济性。

需要说明的是：在本发明实施例提供的系统和方法中，通过总氢气消耗量来代表燃料电池混合动力汽车的经济性。

另外，通过传感器获得测试前和测试后的氢气瓶瓶内压力和温度，根据理想气体状态方程来计算出第一氢气消耗量。

通过上述描述可见，本发明实施例具有如下的有益效果：

1、通过本发明实施例提供的一种燃料电池混合动力汽车经济性测试方法，在需要重复性测试燃料电池混合动力汽车经济性的情况下，不需要进行多次台架实验或者道路实验，通过硬件在环仿真即可获得需要的电流数据，只需对燃料电池进行测试，能够使测试过程简单。

2、通过本发明实施例提供的一种燃料电池混合动力汽车经济性测试方法，对待测的燃料电池混合动力汽车进行硬件在环仿真，得到燃料电池电流数据，通过该电流数据控制电子负载输出的电流，使其与硬件在环仿真得到的电流数据相一致，此时测得的氢气消耗量与台架试验或道路试验的氢气消耗量相一致，只需在燃料电池试验台中进行测试，避免了多次台架试验或者道路试验。

3、通过本发明实施例提供的一种燃料电池混合动力汽车经济性测试方法，若需要对比不同控制方法下的燃料电池混合动力汽车的经济性，则不需要在台架实验或者道路实验上重复进行多次试验，只需通过改变燃料电池混合动力汽车硬件在环仿真系统的相关参数，再通过燃料电池试验台进行测试，即可完成经济性测试。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……，，限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种燃料电池混合动力汽车经济性测试方法，其特征在于，所述方法包括：

通过对待测的燃料电池混合动力汽车进行硬件在环仿真，获得在预先设定的工况下燃料电池的电流数据和蓄电池能量消耗；

在燃料电池试验台上，把燃料电池与电子负载相连接，根据所述电流数据控制电子负载的输出电流，使电子负载的输出电流的大小与所述电流数据一致；

测量出测试过程中的为电子负载提供能量的燃料电池的第一氢气消耗量；

根据所述蓄电池能量消耗和所述第一氢气消耗量折算出总氢气消耗量；

其中，所述通过对待测的燃料电池混合动力汽车进行硬件在环仿真，包括：构建待测燃料电池混合动力汽车的整车模型和驾驶员模型，并将所述整车模型和驾驶员模型下载到实时控制器，所述实时控制器与整车控制器连接；

所述燃料电池试验台包括燃料电池以及与燃料电池相连的电子负载和氢气瓶，所述氢气瓶与测量所述氢气瓶瓶内压力和温度的传感器相连，所述电子负载与控制设备相连。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述蓄电池能量消耗和所述第一氢气消耗量折算出总氢气消耗量，包括：

将所述蓄电池能量消耗折算成第二氢气消耗量，并将所述第二氢气消耗量与所述第一氢气消耗量之和作为总氢气消耗量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述整车模型包括：

燃料电池发动机模型、DC/DC模型、蓄电池模型和电机模型。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述构建待测燃料电池混合动力汽车的整车模型和驾驶员模型之前，进一步包括：

通过台架试验获取所述整车模型的特性参数。