CN115149798B - 用于pemfc性能测试的码值运算型软开关电阻负载和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于PEMFC性能测试的码值运算型软开关电阻负载和系统，采用码值运算型软开关电阻负载作为PEMFC燃料电池发电系统的可调电阻负载，并按照低级差联动调节方式将码值运算型软开关电阻负载的负载电流由实时负载电流变化至目标负载电流，能够使码值运算型软开关电阻负载的负载电流以10A级差进行逐级上升或逐级下降，减小了负载电流的突变跨度，实现负载电流的平稳过渡；由此，在PEMFC燃料电池发电系统的性能测试中，能够匹配PEMFC电堆气体供应及电能产生的跟随特性，提高PEMFC燃料电池的电化学诊断分析的精确性，高效评价PEMFC电堆的设计、生产及运行因素的影响。

Description

用于PEMFC性能测试的码值运算型软开关电阻负载和系统

技术领域

本发明涉及质子交换膜燃料电池PEMFC的性能测试用负载，具体的说是一种用于PEMFC性能测试的码值运算型软开关电阻负载和系统。

背景技术

现有技术中，采用电子负载或直流断路器/接触器投切型电阻负载作为负载，对PEMFC即质子交换膜燃料电池进行性能测试。

对于采用电子负载的情况，采用DC/DC调压及DC/AC逆变串级方式，电压调整及向电网馈能过程中，开关管快速的通断切换，产生的高频干扰信号，导致燃料电池的电化学诊断偏差，且DC/DC及DC/AC双向的能量流，可能使燃料电池形成反向电流，损伤燃料电池本体。也即：电子式负载的缺点在于：电子式负载电气主回路的固有特性，直流调压及逆变开关管快速的通断切换SPWM正弦输出的控制，电压电流快速变化时对线路杂散电感、电容的影响，产生一系列高频干扰信号。

对于采用直流断路器/接触器投切型电阻负载的情况，电阻值一旦设定，面临一些电流的突变，幅度不大还好，如果太大了会引起电堆的缺气，响应速率跟不上。直流断路器/接触器的价格昂贵，且触头带载分断、接通的耐受能力有限，不适宜长期往复运行。也即：直流断路器/接触器投切型电阻负载的缺点在于：电阻式负载电气主回路电阻设定的级差跨度，直流断路器/接触器合/分单控特性，容易引起负载大幅度的震荡，连锁前级燃料电池系统的过激反应。

因此，针对PEMFC氢燃料电池电堆、发动机测试台架的应用，面向PEMFC电堆的电化学技术诊断干扰、运行特性分析，亟需适合的负载用于性能测试。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是：提供一种用于PEMFC性能测试的码值运算型软开关电阻负载。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种用于PEMFC性能测试的码值运算型软开关电阻负载，其特征在于，包括：相互并联在正极与负极之间的四条十位支路和四条百位支路；每一条所述十位支路和百位支路均由电阻和用于控制支路通断的开关管串联组成，所述四条十位支路分别是：电阻阻值为Vo/10的10A支路、电阻阻值为Vo/20的20A支路、电阻阻值为Vo/40的40A支路、电阻阻值为Vo/80的80A支路，所述四条百位支路分别是：电阻阻值为Vo/100的100A支路、电阻阻值为Vo/200的200A支路、电阻阻值为Vo/400的400A支路、电阻阻值为Vo/800的800A支路，其中，Vo为加载在所述正极与负极之间的电压值。

优选的：所述开关管采用IGBT管。

优选的：参见图2，所述十位支路采用若干个单一规格的电阻R1构成，所述百位支路采用若干个单一规格的电阻R2构成，即：

所述10A支路为：IGBT管S11的C极通过两个串联的电阻R1连接所述正极，IGBT管S11的E极通过两个串联的电阻R1连接所述负极；

所述20A支路为：IGBT管S21的C极通过一个电阻R1连接所述正极，IGBT管S21的E极通过一个电阻R1连接所述负极；

所述40A支路为：IGBT管S31的C极直接连接所述正极，IGBT管S31的E极通过一个电阻R1连接所述负极；

所述80A支路为：IGBT管S41的C极直接连接所述正极，IGBT管S41的E极通过两个相并联的电阻R1连接所述负极；

所述100A支路为：IGBT管S12的C极通过一个电阻R2连接所述正极，IGBT管S12的E极通过一个电阻R2连接所述负极；

所述200A支路为：IGBT管S22的C极直接连接所述正极，IGBT管S22的E极通过一个电阻R2连接所述负极；

所述400A支路为：IGBT管S32的C极直接连接所述正极，IGBT管S32的E极通过两个相并联的电阻R2连接所述负极；

所述800A支路为：IGBT管S42-A和IGBT管S42-B的C极直接连接所述正极，IGBT管S42-A的E极通过两个相并联的电阻R2连接所述负极，IGBT管S42-B的E极通过两个相并联的电阻R2连接所述负极。

例如：在电压值Vo为1000V时，电阻R1和电阻R2的阻值分别为25Ω和5Ω。

各条支路中IGBT管的G极用于接收驱动电路输出的PWM信号。

从而，能够提高运算型软开关电阻负载的可靠性，并降低成本。

另外：由于市场上由两个IGBT管相连组成的IGBT全桥，其售价要低于单个的IGBT管，因此，参见图2，所述四条十位支路和四条百位支路可以采用IGBT全桥中一个IGBT管作为开关管，而对于10A支路、20A支路、100A支路、200A支路，IGBT全桥中的另一个IGBT管(图中未标注附图标记)在码值运算型软开关电阻负载的工作过程中保持断开，对于40A支路、80A支路、400A支路、800A支路，IGBT全桥中的另一个IGBT管(图中未标注附图标记)在码值运算型软开关电阻负载的工作过程中保持断开，即能够确保正常工作，又能利用IGBT全桥的低售价进一步降低码值运算型软开关电阻负载的成本。

优选的：参见图1和图2，所述码值运算型软开关电阻负载采用四条横向布置的正极和两条纵向布置的负极，所述四条十位支路和四条百位支路布置为四行两列的矩阵网络，以便于检修。

本发明所要解决的技术问题之二是：提供一种用于PEMFC性能测试的系统。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种用于PEMFC性能测试的系统，包括被测的PEMFC燃料电池发电系统、电压传感器、电流传感器、控制及保护电路、驱动电路和可调电阻负载；所述PEMFC燃料电池发电系统的输出电压加载在所述可调电阻负载的两端，所述控制及保护电路从所述PEMFC燃料电池发电系统的综合控制指令中获取目标负载电流，并通过所述电压传感器和电流传感器分别检测所述PEMFC燃料电池发电系统的输出电压和可调电阻负载的实时负载电流，所述控制及保护电路通过所述驱动电路调节所述可调电阻负载的电阻值，以使所述可调电阻负载的实时负载电流达到所述目标负载电流；

其特征在于：

所述可调电阻负载为所述码值运算型软开关电阻负载，所述码值运算型软开关电阻负载的电压值Vo即为所述PEMFC燃料电池发电系统的输出电压，所述驱动电路通过向所述码值运算型软开关电阻负载中各个开关管的控制端输出相应占空比的PWM信号，实现对所述可调电阻负载的电阻值调节；

使得：所述码值运算型软开关电阻负载按照低级差联动调节方式由实时负载电流变化至目标负载电流；

其中，所述低级差联动调节方式为：

所述码值运算型软开关电阻负载的负载电流范围为0A至1500A，所述码值运算型软开关电阻负载以10A级差由实时负载电流10i逐级上升或逐级下降至目标负载电流10j，i和j均为整数，0≤i≤150，0≤j≤150，电流的单位为A；

并且，对于所述负载电流范围中的每一级负载电流，其电流值的十位数由所述四条十位支路按照下述表1进行支路通断控制实现，其电流值的百位数和千位数由所述四条百位支路按照下述表2进行支路通断控制实现：

表1

表2

例如：在所述控制及保护电路通过所述驱动电路控制所述可调电阻负载的负载电流由80A的实时负载电流变化至120A的目标负载电流时，分四步进行调节：

在负载电流为80A时，10A支路、20A支路、40A支路、80A支路、100A支路、200A支路、400A支路、800A支路的通断状态依次为：断开、断开、断开、接通、断开、断开、断开、断开。

第一步，将负载电流由80A调节为90A，即：10A支路由断开转变为接通，其他支路通断状态不变；

第二步，将负载电流由90A调节为100A，即：10A支路由接通转变为断开，80A支路由接通转变为断开，100A支路由断开转变为接通，其他支路通断状态不变；

第三步，将负载电流由100A调节为110A，即：10A支路由断开转变为接通，其他支路通断状态不变；

第四步，将负载电流由110A调节为120A，即：10A支路由接通转变为断开，20A支路由断开转变为接通，其他支路通断状态不变。

又如：在所述控制及保护电路通过所述驱动电路控制所述可调电阻负载的负载电流由120A的实时负载电流变化至80A的目标负载电流时，则按上述四步的逆序进行调节，即第四步→第三步→第二步→第一步。

从而，本发明采用码值运算型软开关电阻负载作为PEMFC燃料电池发电系统的可调电阻负载，并按照低级差联动调节方式将码值运算型软开关电阻负载的负载电流由实时负载电流变化至目标负载电流，能够使码值运算型软开关电阻负载的负载电流以10A级差进行逐级上升或逐级下降，减小了负载电流的突变跨度，实现负载电流的平稳过渡；由此，在PEMFC燃料电池发电系统的性能测试中，能够匹配PEMFC电堆气体供应及电能产生的跟随特性，提高PEMFC燃料电池的电化学诊断分析的精确性，高效评价PEMFC电堆的设计、生产及运行因素的影响；

其中，上述低级差联动调节方式中，负载电流的十位数由四条十位支路按照表1进行支路通断控制实现，百位数和千位数由四条百位支路按照表2进行支路通断控制实现，能够在负载电流逐级上升或逐级下降时，最大限度的减小各条支路的开关管通断对负载电流的扰动，进一步确保负载电流的平稳过渡。

优选的：在所述四条十位支路和四条百位支路中的任意一条支路由接通转变为断开时，该支路的开关管所输入的PWM信号由高电平按预设的下降时间线性下降为低电平；在所述四条十位支路和四条百位支路中的任意一条支路由断开转变为接通时，该支路的开关管所输入的PWM信号由低电平按预设的上升时间线性上升为高电平；

并且，在所述码值运算型软开关电阻负载以10A级差进行负载电流的逐级上升或逐级下降时，所述四条十位支路和四条百位支路对应的下降时间和上升时间相重合。

从而，能够实现开关管的缓开、缓关，能够进一步确保负载电流的平稳过渡。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

第一，本发明采用码值运算型软开关电阻负载作为PEMFC燃料电池发电系统的可调电阻负载，并按照低级差联动调节方式将码值运算型软开关电阻负载的负载电流由实时负载电流变化至目标负载电流，能够使码值运算型软开关电阻负载的负载电流以10A级差进行逐级上升或逐级下降，减小了负载电流的突变跨度，实现负载电流的平稳过渡；由此，在PEMFC燃料电池发电系统的性能测试中，能够匹配PEMFC电堆气体供应及电能产生的跟随特性，提高PEMFC燃料电池的电化学诊断分析的精确性，高效评价PEMFC电堆的设计、生产及运行因素的影响；

其中，上述低级差联动调节方式中，负载电流的十位数由四条十位支路按照表1进行支路通断控制实现，百位数和千位数由四条百位支路按照表2进行支路通断控制实现，能够在负载电流逐级上升或逐级下降时，最大限度的减小各条支路的开关管通断对负载电流的扰动，进一步确保负载电流的平稳过渡。

第二，本发明的码值运算型软开关电阻负载为电阻负载，能够避免现有的电子负载在开关管快速通断切换时会产生高频干扰信号的问题，且不会有反向电流，安全性更高、维护更简便。

第三，本发明具有低成本、可快速构建、实用高、后续维护费用低的优点，在维修时仅需更换IGBT管，无触头老化、绝缘损坏等问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明的码值运算型软开关电阻负载的电路原理图；

图2为本发明的码值运算型软开关电阻负载的实例；

图3为本发明用于PEMFC性能测试的系统的电路原理框图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图对本发明进行详细说明，以帮助本领域的技术人员更好的理解本发明的发明构思，但本发明权利要求的保护范围不限于下述实施例，对本领域的技术人员来说，在不脱离本发明之发明构思的前提下，没有做出创造性劳动所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例一

如图1所示，本发明公开的是一种用于PEMFC性能测试的码值运算型软开关电阻负载，包括：相互并联在正极U+与负极U-之间的四条十位支路和四条百位支路；每一条所述十位支路和百位支路均由电阻和用于控制支路通断的开关管串联组成，所述四条十位支路分别是：电阻阻值为Vo/10的10A支路L10、电阻阻值为Vo/20的20A支路L20、电阻阻值为Vo/40的40A支路L40、电阻阻值为Vo/80的80A支路L80，所述四条百位支路分别是：电阻阻值为Vo/100的100A支路L100、电阻阻值为Vo/200的200A支路L200、电阻阻值为Vo/400的400A支路L400、电阻阻值为Vo/800的800A支路L800，其中，Vo为加载在所述正极U+与负极U-之间的电压值。

以上为本实施例一的基本实施方式，可以在该基本实施方式的基础上做进一步的优化、改进和限定：

优选的：所述开关管采用IGBT管。

优选的：参见图2，所述十位支路采用若干个单一规格的电阻R1构成，所述百位支路采用若干个单一规格的电阻R2构成，即：

所述10A支路L10为：IGBT管S11的C极通过两个串联的电阻R1连接所述正极U+，IGBT管S11的E极通过两个串联的电阻R1连接所述负极U-；

所述20A支路L20为：IGBT管S21的C极通过一个电阻R1连接所述正极U+，IGBT管S21的E极通过一个电阻R1连接所述负极U-；

所述40A支路L40为：IGBT管S31的C极直接连接所述正极U+，IGBT管S31的E极通过一个电阻R1连接所述负极U-；

所述80A支路L80为：IGBT管S41的C极直接连接所述正极U+，IGBT管S41的E极通过两个相并联的电阻R1连接所述负极U-；

所述100A支路L100为：IGBT管S12的C极通过一个电阻R2连接所述正极U+，IGBT管S12的E极通过一个电阻R2连接所述负极U-；

所述200A支路L200为：IGBT管S22的C极直接连接所述正极U+，IGBT管S22的E极通过一个电阻R2连接所述负极U-；

所述400A支路L400为：IGBT管S32的C极直接连接所述正极U+，IGBT管S32的E极通过两个相并联的电阻R2连接所述负极U-；

所述800A支路L800为：IGBT管S42-A和IGBT管S42-B的C极直接连接所述正极U+，IGBT管S42-A的E极通过两个相并联的电阻R2连接所述负极U-，IGBT管S42-B的E极通过两个相并联的电阻R2连接所述负极U-。

例如：在电压值Vo为1000V时，电阻R1和电阻R2的阻值分别为25Ω和5Ω。

各条支路中IGBT管的G极用于接收驱动电路输出的PWM信号。

从而，能够提高运算型软开关电阻负载的可靠性，并降低成本。

另外：由于市场上由两个IGBT管相连组成的IGBT全桥，其售价要低于单个的IGBT管，因此，参见图2，所述四条十位支路和四条百位支路可以采用IGBT全桥中一个IGBT管作为开关管，而对于10A支路L10、20A支路L20、100A支路L100、200A支路L200，IGBT全桥中的另一个IGBT管(图中未标注附图标记)在码值运算型软开关电阻负载的工作过程中保持断开，对于40A支路L40、80A支路L80、400A支路L400、800A支路L800，IGBT全桥中的另一个IGBT管(图中未标注附图标记)在码值运算型软开关电阻负载的工作过程中保持断开，即能够确保正常工作，又能利用IGBT全桥的低售价进一步降低码值运算型软开关电阻负载的成本。

优选的：参见图1和图2，所述码值运算型软开关电阻负载采用四条横向布置的正极U+和两条纵向布置的负极U-，所述四条十位支路和四条百位支路布置为四行两列的矩阵网络，以便于检修。

实施例二

如图2所示，本发明还公开了一种用于PEMFC性能测试的系统，包括被测的PEMFC燃料电池发电系统、电压传感器、电流传感器、控制及保护电路、驱动电路和可调电阻负载；所述PEMFC燃料电池发电系统的输出电压加载在所述可调电阻负载的两端，所述控制及保护电路从所述PEMFC燃料电池发电系统的综合控制指令中获取目标负载电流，并通过所述电压传感器和电流传感器分别检测所述PEMFC燃料电池发电系统的输出电压和可调电阻负载的实时负载电流，所述控制及保护电路通过所述驱动电路调节所述可调电阻负载的电阻值，以使所述可调电阻负载的实时负载电流达到所述目标负载电流；

所述可调电阻负载为实施例一所述码值运算型软开关电阻负载，所述码值运算型软开关电阻负载的电压值Vo即为所述PEMFC燃料电池发电系统的输出电压，所述驱动电路通过向所述码值运算型软开关电阻负载中各个开关管的控制端输出相应占空比的PWM信号，实现对所述可调电阻负载的电阻值调节；

使得：所述码值运算型软开关电阻负载按照低级差联动调节方式由实时负载电流变化至目标负载电流；

其中，所述低级差联动调节方式为：

所述码值运算型软开关电阻负载的负载电流范围为0A至1500A，所述码值运算型软开关电阻负载以10A级差由实时负载电流10i逐级上升或逐级下降至目标负载电流10j，i和j均为整数，0≤i≤150，0≤j≤150，电流的单位为A；

并且，对于所述负载电流范围中的每一级负载电流，其电流值的十位数由所述四条十位支路按照下述表1进行支路通断控制实现，其电流值的百位数和千位数由所述四条百位支路按照下述表2进行支路通断控制实现：

表1

表2

例如：在所述控制及保护电路通过所述驱动电路控制所述可调电阻负载的负载电流由80A的实时负载电流变化至120A的目标负载电流时，分四步进行调节：

在负载电流为80A时，10A支路L10、20A支路L20、40A支路L40、80A支路L80、100A支路L100、200A支路L200、400A支路L400、800A支路L800的通断状态依次为：断开、断开、断开、接通、断开、断开、断开、断开。

第一步，将负载电流由80A调节为90A，即：10A支路L10由断开转变为接通，其他支路通断状态不变；

第二步，将负载电流由90A调节为100A，即：10A支路L10由接通转变为断开，80A支路L80由接通转变为断开，100A支路L100由断开转变为接通，其他支路通断状态不变；

第三步，将负载电流由100A调节为110A，即：10A支路L10由断开转变为接通，其他支路通断状态不变；

第四步，将负载电流由110A调节为120A，即：10A支路L10由接通转变为断开，20A支路L20由断开转变为接通，其他支路通断状态不变。

又如：在所述控制及保护电路通过所述驱动电路控制所述可调电阻负载的负载电流由120A的实时负载电流变化至80A的目标负载电流时，则按上述四步的逆序进行调节，即第四步→第三步→第二步→第一步。

从而，本发明采用码值运算型软开关电阻负载作为PEMFC燃料电池发电系统的可调电阻负载，并按照低级差联动调节方式将码值运算型软开关电阻负载的负载电流由实时负载电流变化至目标负载电流，能够使码值运算型软开关电阻负载的负载电流以10A级差进行逐级上升或逐级下降，减小了负载电流的突变跨度，实现负载电流的平稳过渡；由此，在PEMFC燃料电池发电系统的性能测试中，能够匹配PEMFC电堆气体供应及电能产生的跟随特性，提高PEMFC燃料电池的电化学诊断分析的精确性，高效评价PEMFC电堆的设计、生产及运行因素的影响；

其中，上述低级差联动调节方式中，负载电流的十位数由四条十位支路按照表1进行支路通断控制实现，百位数和千位数由四条百位支路按照表2进行支路通断控制实现，能够在负载电流逐级上升或逐级下降时，最大限度的减小各条支路的开关管通断对负载电流的扰动，进一步确保负载电流的平稳过渡。

以上为本实施例二的基本实施方式，可以在该基本实施方式的基础上做进一步的优化、改进和限定：

优选的：在所述四条十位支路和四条百位支路中的任意一条支路由接通转变为断开时，该支路的开关管所输入的PWM信号由高电平按预设的下降时间线性下降为低电平；在所述四条十位支路和四条百位支路中的任意一条支路由断开转变为接通时，该支路的开关管所输入的PWM信号由低电平按预设的上升时间线性上升为高电平；

并且，在所述码值运算型软开关电阻负载以10A级差进行负载电流的逐级上升或逐级下降时，所述四条十位支路和四条百位支路对应的下降时间和上升时间相重合。

从而，能够实现开关管的缓开、缓关，能够进一步确保负载电流的平稳过渡。

本发明不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均落在本发明的保护范围之中。

Claims (3)

1.一种用于PEMFC性能测试的码值运算型软开关电阻负载，其特征在于，包括：相互并联在正极(U+)与负极(U-)之间的四条十位支路和四条百位支路；每一条所述十位支路和百位支路均由电阻和用于控制支路通断的开关管串联组成，所述四条十位支路分别是：电阻阻值为Vo/10的10A支路(L10)、电阻阻值为Vo/20的20A支路(L20)、电阻阻值为Vo/40的40A支路(L40)、电阻阻值为Vo/80的80A支路(L80)，所述四条百位支路分别是：电阻阻值为Vo/100的100A支路(L100)、电阻阻值为Vo/200的200A支路(L200)、电阻阻值为Vo/400的400A支路(L400)、电阻阻值为Vo/800的800A支路(L800)，其中，Vo为加载在所述正极(U+)与负极(U-)之间的电压值；

所述开关管采用IGBT管；

所述十位支路采用若干个单一规格的电阻R1构成，所述百位支路采用若干个单一规格的电阻R2构成，即：

所述10A支路(L10)为：IGBT管S11的C极通过两个串联的电阻R1连接所述正极(U+)，IGBT管S11的E极通过两个串联的电阻R1连接所述负极(U-)；

所述20A支路(L20)为：IGBT管S21的C极通过一个电阻R1连接所述正极(U+)，IGBT管S21的E极通过一个电阻R1连接所述负极(U-)；

所述40A支路(L40)为：IGBT管S31的C极直接连接所述正极(U+)，IGBT管S31的E极通过一个电阻R1连接所述负极(U-)；

所述80A支路(L80)为：IGBT管S41的C极直接连接所述正极(U+)，IGBT管S41的E极通过两个相并联的电阻R1连接所述负极(U-)；

所述100A支路(L100)为：IGBT管S12的C极通过一个电阻R2连接所述正极(U+)，IGBT管S12的E极通过一个电阻R2连接所述负极(U-)；

所述200A支路(L200)为：IGBT管S22的C极直接连接所述正极(U+)，IGBT管S22的E极通过一个电阻R2连接所述负极(U-)；

所述400A支路(L400)为：IGBT管S32的C极直接连接所述正极(U+)，IGBT管S32的E极通过两个相并联的电阻R2连接所述负极(U-)；

所述800A支路(L800)为：IGBT管S42-A和IGBT管S42-B的C极直接连接所述正极(U+)，IGBT管S42-A的E极通过两个相并联的电阻R2连接所述负极(U-)，IGBT管S42-B的E极通过两个相并联的电阻R2连接所述负极(U-)；

所述码值运算型软开关电阻负载采用四条横向布置的正极(U+)和两条纵向布置的负极(U-)，所述四条十位支路和四条百位支路布置为四行两列的矩阵网络；

所述码值运算型软开关电阻负载的负载电流范围为0A至1500A，所述码值运算型软开关电阻负载以10A级差由实时负载电流10i逐级上升或逐级下降至目标负载电流10j，i和j均为整数，0≤i≤150，0≤j≤150，电流的单位为A；

并且，对于所述负载电流范围中的每一级负载电流，其电流值的十位数由所述四条十位支路按照下述表1进行支路通断控制实现，其电流值的百位数和千位数由所述四条百位支路按照下述表2进行支路通断控制实现：

表1

表2

。

2.一种用于PEMFC性能测试的系统，包括被测的PEMFC燃料电池发电系统、电压传感器、电流传感器、控制及保护电路、驱动电路和可调电阻负载；所述PEMFC燃料电池发电系统的输出电压加载在所述可调电阻负载的两端，所述控制及保护电路从所述PEMFC燃料电池发电系统的综合控制指令中获取目标负载电流，并通过所述电压传感器和电流传感器分别检测所述PEMFC燃料电池发电系统的输出电压和可调电阻负载的实时负载电流，所述控制及保护电路通过所述驱动电路调节所述可调电阻负载的电阻值，以使所述可调电阻负载的实时负载电流达到所述目标负载电流；

其特征在于：

所述可调电阻负载为权利要求1所述码值运算型软开关电阻负载，所述码值运算型软开关电阻负载的电压值Vo即为所述PEMFC燃料电池发电系统的输出电压，所述驱动电路通过向所述码值运算型软开关电阻负载中各个开关管的控制端输出相应的PWM信号，实现对所述可调电阻负载的电阻值调节；

使得：所述码值运算型软开关电阻负载按照低级差联动调节方式由实时负载电流变化至目标负载电流；

其中，所述低级差联动调节方式为：

所述码值运算型软开关电阻负载的负载电流范围为0A至1500A，所述码值运算型软开关电阻负载以10A级差由实时负载电流10i逐级上升或逐级下降至目标负载电流10j，i和j均为整数，0≤i≤150，0≤j≤150，电流的单位为A；

并且，对于所述负载电流范围中的每一级负载电流，其电流值的十位数由所述四条十位支路按照下述表1进行支路通断控制实现，其电流值的百位数和千位数由所述四条百位支路按照下述表2进行支路通断控制实现：

表1

表2

3.根据权利要求2所述用于PEMFC性能测试的系统，其特征在于：在所述四条十位支路和四条百位支路中的任意一条支路由接通转变为断开时，该支路的开关管所输入的PWM信号由高电平按预设的下降时间线性下降为低电平；在所述四条十位支路和四条百位支路中的任意一条支路由断开转变为接通时，该支路的开关管所输入的PWM信号由低电平按预设的上升时间线性上升为高电平；

并且，在所述码值运算型软开关电阻负载以10A级差进行负载电流的逐级上升或逐级下降时，所述四条十位支路和四条百位支路对应的下降时间和上升时间相重合。