[发明专利]一种空冷型燃料电池最佳工作点的恒功率测试方法

权利要求书

1.一种空冷型燃料电池最佳工作点的恒功率测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、控制器初始化

通过控制器设置固定风扇转速N_min，为空冷型燃料电池反应供给所需的最小空气流量；设定空冷型燃料电池的反应温度上限值T_max；设置防过载保护时，空冷型燃料电池的最大输出电流值I_max；

(2)、给定不同加载功率点

设置可编程电子负载在恒功率模式下，根据燃料电池功率等级，给定初始加载功率P_min，加载步长d_P，从而生成加载序列为：

P_(k)＝P_(k-1)+d_P P_(k-1)≥P_(min)

其中，P_(k)表示当前加载功率点，P_(k-1)表示前一次加载功率点；

(3)、设定当前加载功率点的最小风量限幅值N_k-Q；

N_k-Q＝α_nP_(k)

其中，α_n为当前加载功率点P_(k)对应的空气过量系数；

(4)、计算当前加载功率点P_(k)的风扇转速值N；

其中，N_{k_T}为当前加载功率点P_(k)维持空冷型燃料电池最高反应温度所需风量的风扇转速；

(5)、在当前加载功率点下改变风扇转速

在当前加载功率点P_(k)，从初始值N开始，按照步长ΔN由低往高调节风扇转速，风扇转速的上限值不超过风扇最大转速N_max，即

N_(k+1)＝N_(k)+ΔN N_k≤N_max

其中，N_(k)为在当前加载功率点的整个测试区间内，风扇转速当前值，N_(k+1)为下一个风扇转速目标值；

(6)、记录空冷型燃料电池的反应温度、输出电流和电压

当风扇转速每改变一次，就利用电池温度采集模块采集空冷型燃料电池的反应温度，同时记录下对应的输出电流和电压；

(7)、判断是否出现电流过载

在恒功率模式下，如果出现空冷型燃料电池的输出电流I_stack≥I_max，则设置可编程电子负载进入保护模式，结束测试，并且将前一个加载功率点P_(k-1)作为空冷型燃料电池能够达到的最大功率点P_max；

P_max＝P_(k-1)，I_stack≥I_max

如果未出现电流过载，即空冷型燃料电池的输出电流I_stack＜I_max，则进入步骤(8)；

(8)、判断风扇转速是否达到最大转速N_max，如果未到达，则返回步骤(5)继续改变风扇转速，如果达到，则直接进入步骤(8)；

(9)、获取当前加载功率点下的最佳工作点

在当前加载功率点下，读取风扇转速变化的整个过程中所有记录的反应温度和输出电流，然后寻找出最小的输出电流，并作为当前加载功率点P_(k)的空冷型燃料电池最佳工作点的输出电流I_(k)和对应的反应温度T_(k)；

(10)、判断当前加载功率点是否到达最大输出功率P_max，如果达到，则测试结束；如果未到达，则返回步骤(2)，并按照加载步长d_P在当前加载功率点P_(k)上继续加载功率，直到完成加载功率从初始加载功率P_min到最大输出功率P_max的所有加载序列测试，从而得到每个加载功率点的最佳工作点的输出电流I_(k)和对应的反应温度T_(k)。

2.根据权利要求1所述的一种空冷型燃料电池最佳工作点的恒功率测试方法，其特征在于，所述空冷型燃料电池的反应温度T_stack满足：

其中，T_stack1和T_stack2分别空冷型燃料电池的空气进风口温度和出风口温度。