[实用新型]一种燃料电池空气子系统测试台

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种交换膜燃料电池发动机空气子系统的测试装置，特别涉及一种燃料电池空气子系统测试台。

背景技术

质子交换膜燃料发动机系统是一种发电装置，它通过电化学反应将燃料(通常是氢气或甲醇)中的化学能直接转换成电能。同传统的发电装置不同，它不需将燃料中的化学能先转换成热能，然后再转换成电能。因此，与传统的发电装置相比燃料电池具有能量转换效率高，无污染物排放的显著优点。

燃料电池发动机系统主要由电堆模块、空气子系统、氢气子系统、热管理子系统、电控子系统及其它附件组成。每个子系统包括若干零部件。一台燃料电池发动机系统的可靠运行需要各子系统间及各子系统所属零部件的协调工作作为保障。

现有的质子交换膜燃料电池发动机尤其是车、船用燃料电池发动机系统仅对各子系统的零部件及集成后的燃料电池发动机系统进行测试验证。现有技术的不足之处在于：

1)子系统各零部件间的协同工作无法验证、测试；

2)各子系统间的协同工作、运行策略需要组成系统后才能验证、测试。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述问题，提供了一种燃料电池空气子系统测试台，提高了燃料电池测试的准确性，缩短了测试时间。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种燃料电池空气子系统测试台，其特征在于，包括：

电堆模拟模块，用于模拟燃料电池系统运行时空气子系统的温度状态、流阻状态及反应生成物的量，以测试空气子系统是否满足燃料电池发动机系统要求；

电控系统，分别与电堆模拟模块和被测空气子系统相连，用于控制电堆模拟模块的流阻、湿度和温度，以及为电堆模拟模块和被测空气子系统提供电气接口。

其中，所述电堆模拟模块包括通过空气管路依次相连的空气流阻模拟调节阀、空气温度模拟换热器和空气路模拟喷水器，所述空气管路的两端分别伸出测试台用以连接被测空气子系统，所述电堆模拟模块还包括通过水管路依次首尾相连成环的流量传感器、温度传感器、压力传感器、散热器、带加热棒的水箱、水泵和空气温度模拟换热器。

其中，所述空气流阻模拟调节阀之前的空气管路上还装有空气压力温度传感器和空气流量传感器，所述空气路模拟喷水器之后的空气管路上还装有空气温度传感器和空气湿度传感器。

其中，伸出测试台的空气管路的两端分别装有电磁阀。

其中，所述电控系统包括实时控制单元，与实时控制单元相互通信连接的外部电气接口、内部电气接口、上位机、电源分配单元，以及与电源分配单元相连的电源接口；

所述实时控制单元用于采集电堆模拟模块中各传感器信号和开关量信号，还用于控制电堆模拟模块中各执行件输出；

所述外部电气接口和内部电气接口分别用于实时控制单元和被测空气子系统之间以及实时控制单元和电堆模拟模块之间的电连和通信连接；

所述上位机用于人机交互、数据显示和存储；

所述电源分配单元用于将市电转换成不同电压进行供电；

所述电源接口用于连接市电。

本实用新型的有益效果为：通过本实用新型的使用，可以模拟燃料电池发动机电堆模块工作特性，测试空气子系统系统的操作条件、阻力特性、各零部件间的协调工作情况，优化空气子系统的控制策略，进而提高燃料电池发动机系统运行的可靠性、运行效率及寿命。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中电源分配单元的结构框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本实用新型。

如图1所示，一种燃料电池空气子系统测试台，包括：

电堆模拟模块，用于模拟燃料电池系统运行时空气子系统的温度状态、流阻状态及反应生成物的量，以测试空气子系统是否满足燃料电池发动机系统要求，即在没有电堆的情况下实现对空气子系统的测试。

所述电堆模拟模块包括通过空气管路依次相连的空气流阻模拟调节阀4、空气温度模拟换热器5和空气路模拟喷水器6，在空气流阻模拟调节阀4之前的空气管路上还装有空气压力温度传感器2和空气流量传感器3，在空气路模拟喷水器6之后的空气管路上还装有空气温度传感器7和空气湿度传感器8。空气管路的两端分别伸出测试台并装有电磁阀1，用以连接被测空气子系统，

所述电堆模拟模块还包括通过水管路依次首尾相连成环的流量传感器9、温度传感器10、压力传感器11、散热器12、带加热棒的水箱13、水泵14和空气温度模拟换热器5。