基于電堆模擬器的燃料電池空氣供應子系統匹配測試方法與流程

技術特征：

1.一種基于電堆模擬器的燃料電池空氣供應子系統匹配測試方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

(1)搭建燃料電池空氣供應子系統；

(2)搭建電堆陰極模擬器并進行標定用于模擬燃料電池電堆；

(3)將燃料電池空氣供應子系統接入電堆陰極模擬器形成工作回路；

(4)在燃料電池電堆不同的運行功率工況下，對電堆陰極模擬器進行虛擬功率加載，運行步驟(3)的工作回路，所述的虛擬功率與對應工況下的燃料電池電堆功率相等；

(5)在不同的虛擬功率下，測定陰極模擬器以及空氣供應子系統中的關鍵參數，并根據測得的關鍵參數判定燃料電池空氣供應子系統與燃料電池電堆是否匹配。

2.根據權利要求1所述的一種基于電堆模擬器的燃料電池空氣供應子系統匹配測試方法，其特征在于，所述的電堆陰極模擬器包括模擬電堆空氣進氣的空氣進氣口、排放多余空氣的空氣排放口、對空氣流過的體積進行調節的陰極容積調節模塊、對空氣流過的壓力損失進行調節的流阻調節模塊以及模擬氧氣消耗的空氣消耗口，所述的冷空氣進氣口連接燃料電池空氣供應子系統。

3.根據權利要求2所述的一種基于電堆模擬器的燃料電池空氣供應子系統匹配測試方法，其特征在于，步驟(2)對電堆陰極模擬器標定具體包括：

(21)調節陰極容積調節模塊，對電堆陰極模擬器中空氣流過的體積進行標定，使空氣流過的體積等于燃料電池電堆陰極的容積；

(22)調節流阻調節模塊，對電堆陰極模擬器中壓力損失進行標定，使得在不同運行功率工況下陰極模擬器壓降特性與燃料電池電堆在的壓降特性吻合。

4.根據權利要求3所述的一種基于電堆模擬器的燃料電池空氣供應子系統匹配測試方法，其特征在于，步驟(22)中具體通過如下方式對電堆陰極模擬器中壓力損失進行標定：

選取N個運行功率工況點，不斷調節流阻調節模塊，并測量工作于第i個運行功率工況點時電堆陰極模擬器的壓降ΔP_i^sim，i＝1,2……N，直至使得下式標定誤差E_cali取得最小：

$E_{cali}=\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{({\mathrm{\ΔP}}_i^{sim}-{\mathrm{\ΔP}}_i^{stack})}^2/N,$

其中，ΔP_i^stack為燃料電池電堆在第i個運行功率工況點下的壓降。

5.根據權利要求1所述的一種基于電堆模擬器的燃料電池空氣供應子系統匹配測試方法，其特征在于，步驟(4)具體為：

(41)調節電堆陰極模擬器的消耗的氧氣流量

${\stackrel{\·}{m}}_{stack,O_2}=\frac{{\mathrm{IN}}_{cell}{M}_{O_2}}{4F},$

其中，I為虛擬功率下對應的燃料電池電堆電流，I＝P_x/U，P_x為虛擬功率，U為燃料電池電堆電壓，N_cell為燃料電池電堆單片數目，M_O2為摩爾質量，F為法拉第常數；

(42)調節電堆陰極模擬器排放的多余空氣的流量且

6.根據權利要求1所述的一種基于電堆模擬器的燃料電池空氣供應子系統匹配測試方法，其特征在于，步驟(5)判定燃料電池空氣供應子系統與燃料電池電堆是否匹配具體為：若在不同的虛擬功率下測得的關鍵參數均滿足設定范圍則燃料電池空氣供應子系統與燃料電池電堆匹配。