[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

说明书

本发明公开了一种空冷型燃料电池最佳工作点的恒功率测试方法，通过恒功率加载的方式，测试空冷型燃料电池最佳工作点；具体讲，根据每个加载功率点空冷型燃料电池随反应温度变化，记录电流最小值和对应的反应温度，并作为该功率点的最佳工作状态；通过恒功率加载对每个功率点的逐一测试，得到整个工作区间内空冷型燃料电池最佳工作点，进而实现外部控制到达最佳工作点。

技术领域

本发明属于新能源发电技术领域，更为具体地讲，涉及一种空冷型燃料电池最佳工作点的恒功率测试方法。

背景技术

近年来，随着新能源技术的发展，质子交换膜燃料电池发电技术由于其能量密度高、零排放、可再生等优点备受瞩目。质子交换膜燃料电池分为水循环冷却型和空气冷却型两种，其中，空冷型燃料电池由于其结构简单，重量轻等优点，在无人机电源系统，小型备用电源系统等领域应用前景广阔。

为保证空冷型燃料电池在实际运行过程中保持较高的工作效率，通常在投入使用前对其进行测试，以尝试寻求其输出性能的最佳工作点，以保证空冷型燃料电池发电效率最高。

现有技术中，关于空冷型燃料电池最佳工作点的测试方法大多采用恒电流加载的方式，即在空冷型燃料电池固定的电流输出点，通过改变外部控制条件来检索电压最高，功率最大的工作点，从而得到电流与外部控制条件之间的对应关系，但是这些测试方法只考虑了空冷型燃料电池工作在恒电流模式的工况下寻求其最佳工作点的控制方式，而忽略了在普遍情况下，负载要求电源系统工作在恒功率输出模式。因此寻求一种恒功率加载的空冷型燃料电池最佳工作点的测试方法，获得燃料电池输出功率与外部控制条件之间的对应关系，更有利于控制燃料电池运行时工作在最优输出状态。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种空冷型燃料电池最佳工作点的恒功率测试方法，通过恒功率加载的方式测试空冷型燃料电池最佳工作点，根据每个加载功率点的输出电压电流特性，获取最佳工作点及对应的工作温度，从而得到每个功率点的外部控制条件。

为实现上述发明目的，本发明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)、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；