CN104062596A - 一种硬件在环燃料电池测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硬件在环燃料电池测试系统。它包括与燃料电池堆相连的氢气供应系统、空气供应系统、散热系统、电子负载及燃料电池单体电压巡检单元，以及管理氢气供应系统的氢气管理单元、管理空气供应系统的空气管理单元、管理散热系统的散热器驱动单元，以及与人机接口单元相连。本发明可以对燃料电池系统进行全方位测试，并可在无各种实体零部件的情况下进行测试。该测试系统具备完善的测试资源、控制管理单元和测试功能。

Description

一种硬件在环燃料电池测试系统

技术领域

本发明涉及一种燃料电池测试技术，具体涉及一种硬件在环燃料电池测试系统。

背景技术

为应对全球日益严峻的能源形势和环境问题，各国都在积极探索，寻求清洁、高效的新能源解决方案，而氢燃料电池因其燃料来源广、能量转换效率高、污染物零排放、可再生等特点，成为最有希望的技术之一。目前许多企业机构、科研院所都在进行燃料电池技术的研究开发，并逐步向产品化、产业化方向发展。

测试是进行燃料电池研究的重要手段，通过测试可以找出影响燃料电池系统性能的因素，为系统优化、性能的改进提供依据，也是进行燃料电池系统产品化的重要工作基础，而功能齐全、界面友好的测试系统无疑会给测试工作带来很大的便利。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供一种硬件在环燃料电池测试系统，可以对燃料电池系统进行全方位测试，并可在无各种实体零部件的情况下进行测试。该测试系统具备完善的测试资源、控制管理单元和测试功能。

为实现上述目的，本发明提供了一种硬件在环燃料电池测试系统，包括与燃料电池堆相连的氢气供应系统、空气供应系统、散热系统、电子负载及燃料电池单体电压巡检单元，以及管理氢气供应系统的氢气管理单元、管理空气供应系统的空气管理单元、管理散热系统的散热器驱动单元，以及与人机接口单元相连。

作为优选，所述燃料电池单体电压巡检单元、氢气管理单元、空气管理单元、散热器驱动单元及燃料系统控制单元可使用PXI硬件系统进行模拟。

作为优选，所述使用的PXI硬件系统有自带操作系统可在其系统上直接对测试系统进行操作。

作为优选，所述氢气供应系统可以通过PXI硬件进行模拟。

作为优选，所述空气供应系统可以通过PXI硬件进行模拟。

作为优选，所述散热系统可以通过PXI硬件进行模拟。

本发明的有益效果：利用本发明的测试系统，可以对燃料电池系统进行全方位测试，并可在无实际燃料电池系统零部件的时候进行测试工作。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：一种硬件在环的燃料电池测试系统，包括平台上电指示灯及急停按钮1、传感器及FCU供电电源2、传感器执行器元件3、显示器键盘4、PXI系统模拟FCU5、快速接插件、快速接插件状态显示故障注入模块6、配电7、PXI系统模拟电堆系统8和预留模块9(电子负载等)；平台上电指示灯及急停按钮1分别与传感器及FCU供电电源2、PXI系统模拟FCU5、PXI系统模拟电堆系统8相连，传感器及FCU供电电源2与传感器执行器元件3相连，传感器执行器元件3与PXI系统模拟FCU5相连，显示器键盘4分别与PXI系统模拟电堆系统8和预留模块9相连，快速接插件状态显示故障注入模块6、配电7均与PXI系统模拟电堆系统8相连。

所述的传感器执行器元件3、PXI系统模拟FCU5、PXI系统模拟电堆系统8、预留模块9(电子负载等)为测试资源；所述的平台上电指示灯及急停按钮1、传感器及FCU供电电源2、显示器键盘4、快速接插件状态显示故障注入模块6、配电7为控制管理单元；测试功能包括执行器控制功能、数据采集、通信功能、数据存储、报表生成，及故障报警、故障自处理和自保护功能，并可在人机接口预设测试需求，测试系统即可在闭环状态下完成测试工作。

所述PXI系统模拟FCU5外围零部件可用进行仿真实验、PXI模拟电堆系统可对燃料电池系统辅助系统零部件进行仿真模拟。

其中传感器执行器元件3通过PXI系统I/O模块进行采集和模拟；主要包括对氢气系统传感器，电磁阀等采集及控制、对空气系统传感器、风机模拟控制，对散热单元温度管理及模拟控制。

PXI系统模拟FCU5用于协调整个测试平台的运行，是整个测试平台的核心控制部件，其主要功能包括响应人机接口的指令，协调各控制管理单元的工作,PXI完全可以充当FCU对整个平台进行控制，在FCU未完成开发的情况下，先期对控制策略进行长时间不间断的测试以保证FCU开发完成后调试的顺利进行。

本发明测试系统的主要工作过程为：测试人员通过PC显示器键盘监控界面设置测试参数及工况要求，可选择人工测试或自动测试功能，人工测试方式下，可以人为手动控制系统实时工作状况，完成相关测试工作；在自动测试方式下，测试系统可根据系统预设运行参数自动完成测试工作，PXI系统模拟FCU5与PXI系统模拟PXI模拟电堆系统进行测试任务，完成测试任务后关闭测试系统，并保存测试数据。

当系统发生异常状况时，系统会有故障指示及报警，若属于可自恢复的轻微故障，快速接插件，状态显示，故障注入指示灯6进行自诊断、自修复，并解除报警；若发生无法自恢复的严重故障时，系统会有故障指示及报警，并关闭测试系统，停止测试工作，记录故障信息。其还可注入故障模拟实际情况中危险故障情况的处理策略，给测试情况提供必要数据，为以后控制策略的完善作铺垫。

传感器及FCU供电电源2为控制单元、监测界面供电；根据测试需求选择人工测试或自动测试，需要进行人工测试时，在监控界面上手动设置测试参数，包括模拟开启供氢系统、空气供应系统、散热系统，设置电子负载工况，可在监测界面上实时查看燃料电池系统运行状况及主要参数，完成测试后手动关闭各系统；需要进行自动测试时，在监控界面上设置好测试要求及工况参数(如测试时间，负载加载要求等)，并开启自动测试功能，PXI模拟FCU5即可在无实物状况下使燃料电池系统按预定要求工作；测试完成后，测试人员可根据需要从监测界面调取测试数据及报表，以查看测试状况。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种硬件在环燃料电池测试系统，其特征在于，包括平台上电指示灯及急停按钮(1)、传感器及FCU供电电源(2)、传感器执行器元件(3)、显示器键盘(4)、PXI系统模拟FCU(5)、快速接插件、快速接插件状态显示故障注入模块(6)、配电(7)、PXI系统模拟电堆系统(8)和预留模块(9)；平台上电指示灯及急停按钮(1)分别与传感器及FCU供电电源(2)、PXI系统模拟FCU(5)、PXI系统模拟电堆系统(8)相连，传感器及FCU供电电源(2)与传感器执行器元件(3)相连，传感器执行器元件(3)与PXI系统模拟FCU(5)相连，显示器键盘(4)分别与PXI系统模拟电堆系统(8)和预留模块(9)相连，快速接插件状态显示故障注入模块(6)、配电(7)均与PXI系统模拟电堆系统(8)相连。

2.根据权利要求1所述的一种硬件在环燃料电池测试系统，其特征在于，所述的传感器执行器元件(3)、PXI系统模拟FCU5、PXI系统模拟电堆系统(8)、预留模块(9)为测试资源；所述的平台上电指示灯及急停按钮(1)、传感器及FCU供电电源(2)、显示器键盘(4)、快速接插件状态显示故障注入模块(6)、配电(7)为控制管理单元。

3.根据权利要求1所述的一种硬件在环燃料电池测试系统，其特征在于，传感器执行器元件(3)通过PXI系统I/O模块进行采集和模拟。