CN110332105B - 一种燃料电池系统用空压机测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃料电池系统用空压机测试系统，包括空气管路系统、冷却系统、控制系统、软件系统，基座以及结构转换系统，空气管路系统和结构转换系统设置在基座上，空气管路系统包括空气过滤器，将空气过滤器放置在结构转换系统上，结构转换系统根据空压机的进气口的位置自由调整角度使得空气过滤器的前端管路与空压机的进气口对准并定位。本发明的燃料电池系统用空压机测试系统满足了系统开发的要求；可对多种角度进气形式的空压机进行测试，能够适应市场上各种结构的空压机，操作更简便，减少了组装工作量。

Description

一种燃料电池系统用空压机测试系统

技术领域

本发明属于燃料电池系统性能检测技术领域，特别涉及一种燃料电池系统用空压机测试系统。

背景技术

空压机是车用燃料电池系统上的重要部件，其性能直接决定了燃料电池系统输出的稳定性和寿命，故空压机必须在测试台上进行性能测试合格后才能运用到车用系统中去。一方面，空压机测试台必须要有完整的测试流程，能够手动或自动工况进行测试；在温度、压力检测，流量控制、数据采集与输出等方面要有完整的设计方案，才能达到对空压机进行检测和标定的目的。另一方面，随着行业发展，可选空压机类型增多，而每种空压机不但在参数上差异很大，在结构上也差异巨大，如图1、图2所示，在系统选型阶段对多种空压机进行测试的要求更加迫。

目前市场上行业内还没有空压机测试台的技术标准，每家企业都是根据自己的经验设计制作的，结构上各有不同，参数均处于保密状态，在测试流程上和采集、检测精度上都有不同。

现有空压机测试平台功能单一，试用范围窄，难以满足多种空压机选型测试的要求。鉴于此，克服上述现有技术所存在的缺陷是本领域亟待解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种燃料电池系统用空压机测试系统，包括空气管路系统、冷却系统、控制系统、软件系统，基座以及结构转换系统，空气管路系统和结构转换系统设置在基座上，空气管路系统包括空气过滤器，将空气过滤器放置在结构转换系统上，结构转换系统根据空压机的进气口的位置自由调整角度使得空气过滤器的前端管路与空压机的进气口对准并定位。

进一步，结构转换系统包括：滑轨、扭转台，滑轨为圆弧形，固定设置在基座上，扭转台为条形，其一端可滑动地固定设置在滑轨上。

较佳地，还包括把手，把手设置在扭转台的端部，用于推拉扭转台沿着滑轨转动。

较佳地，滑轨的端部设置有凹槽。

较佳地，扭转台的一端上设置有锁紧螺杆，当扭转台转到设定角度时，通过锁紧螺杆顶入凹槽中将扭转台固定。

进一步，还包括滑座，滑座用于支撑空气过滤器，滑座固定设置在扭转台上。

较佳地，滑座呈U型，滑座的底部设置有若干条形槽孔，使得滑座的位置可以在扭转台上进行调整。

较佳地，滑轨为1/4段的圆弧，扭转台的另一端可旋转地套设在一根旋转轴上，旋转轴的轴心与圆弧的圆心一致。

通过这样的机构，根据选用的空压机类型在0-90°支架调整角度，使前端进气管路对准空压机进气口并连接。

进一步，空气管路系统还包括空气管路、中冷器、消音器；，基座上设置有第一直线滑轨和第二直线滑轨，中冷器通和消音器分别可滑动地设置在第一直线滑轨和第二直线滑轨上，第一直线滑轨与第二直线滑轨平行。

更进一步，冷却系统包括冷却液管路及供给、温度检测及控制、散热与加热系统。

较佳地，还包括空压机放置台，空压机放置台固定设置在基座上，包括底板和设置与底板上的L型固定板，L型固定板用于固定连接空压机。

与现有技术相比较，本发明所提供的一种燃料电池系统用空压机测试系统具有以下优点：

1、可对多种角度进气形式的空压机进行测试，能够适应市场上各种结构的空压机，满足了系统开发的要求；操作更简便，减少系统组装工作量；

2、采用集成化、多功能的模块化设计，满足了车用燃料电池系统空压机测试需求，比普通方案更加完整；

3、采用可扩展可升级的设计方案，适用于不同的燃料电池系统。

附图说明

包含在本说明书中并构成本说明书一部分的附图示出了符合本发明的装置和方法的实施方案，并与详细描述一起用于解释符合本发明的优点和原理。

图1是现有技术的一种空压机；

图2是现有技术的另一种空压机；

图3是本发明的一个较佳实施例的燃料电池系统用空压机测试系统的结构立体示意图；

图4是本发明的一个较佳实施例的燃料电池系统用空压机测试系统的俯视图；

图5是本发明的空压机测试系统的局部结构示意图；

图6是本发明的空压机测试系统的局部结构示意图；

图7是是本发明的空压机测试系统的局部结构剖示图；

图8是滑轨部分结构放大示意图；

图9是滑座的立体示意图。

附图标记说明

1-基座

2-空气过滤器

3-结构转换系统

31-滑轨

310-凹槽

32-扭转台

33-锁紧螺杆

34-滑座

35-旋转轴

4-空压机

5-把手

6-中冷器

7-消音器

8-第一直线滑轨

9-第二直线滑轨

10-空压机放置台

100-底板

101-L型固定板

11-流浪计

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。然而，本发明并不局限于以下描述的实施方式。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合，且本发明的技术理念可以与其他公知技术或与那些公知技术相同的其他技术组合实施。

如无特别说明，本文中出现的类似于“第一”、“第二”的限定语并非是指对时间顺序、数量、或者重要性的限定，而仅仅是为了将本技术方案中的一个技术特征与另一个技术特征相区分。同样地，本文中在数词前出现的类似于“大约”、“近似地”的修饰语通常包含本数，并且其具体的含义应当结合上下文意理解。同样地，除非是有特定的数量量词修饰的名词，否则在本文中应当视作即包含单数形式又包含复数形式，在该技术方案中既可以包括单数个该技术特征，也可以包括复数个该技术特征。

在以上具体实施例的说明中，方位术语“上”、“下”、”左”、“右”、“顶”、“底”、“竖向”、“横向”和“侧向”等的使用仅仅出于便于描述的目的，而不应视为是限制性的。

本发明的一个较佳实施例提供了一种燃料电池系统用空压机测试系统，如图3、图4所示，包括：包括空气管路系统、冷却系统、控制系统、软件系统，基座1以及结构转换系统3，空气管路系统和结构转换系统3设置在基座1上。空气管路系统包括空气过滤器2，将空气过滤器2放置在结构转换系统3上，结构转换系统3根据空压机4的进气口的位置自由调整角度使得空气过滤器2的前端管路与空压机4的进气口对准并定位。

具体地，如图5、图6、图7所示，结构转换系统3包括：滑轨31、扭转台32，滑轨31为圆弧形，固定设置在基座1上，扭转台32为条形，其一端可滑动地固定设置在滑轨31上。

在本实施例中，还包括把手5，把手5设置在扭转台32的端部，用于推拉扭转台32沿着滑轨31转动。

具体地，滑轨31的端部设置有凹槽310。

如图8所示，扭转台32的一端上设置有锁紧螺杆33，当扭转台32转到设定角度时，通过锁紧螺杆33顶入凹槽310中将扭转台32固定。

在本实施例中，锁紧螺杆33为对称的两根，其一端的顶部为尖端。

如图7、图9所示，还包括滑座34。滑座34用于支撑空气过滤器2，滑座34固定设置在扭转台32上。

具体地，滑座34呈U型，滑座34的底部设置有若干条形槽孔12，使得滑座34的位置可以在扭转台32上进行调整。

如图5所示，滑轨31为1/4段的圆弧，扭转台32的另一端可旋转地套设在一根旋转轴35上，旋转轴35的轴心与圆弧的圆心一致。

如图3、图6中所示，空气管路系统还包括空气管路、中冷器6、消音器7；，基座1上设置有第一直线滑轨8和第二直线滑轨9，中冷器6通和消音器7分别可滑动地设置在第一直线滑轨8和第二直线滑轨9上，第一直线滑轨8与第二直线滑轨9平行。

其中，中冷器6通和消音器7通过流量计11相互连接。

后段管路：主要包含中冷器、流量计、节气门、消音器、温度传感器、压力传感器等；通过直线滑轨可以灵活调整各部件的位置，保证测试的灵活性。

冷却系统包括冷却液管路及供给、温度检测及控制、散热与加热系统。

如图4、图6所示，还包括空压机放置台10，空压机放置台10固定设置在基座1上，包括底板100和设置与底板100上的L型固定板101，L型固定板101用于固定连接空压机4。

本发明的一种燃料电池系统用空压机测试系统的功能简介如下：

1、空压机性能、寿命测试

2、生成流量/压力曲线

3、空压机效率测试

4、空压机动态响应测试

5、实时监控和异常报警

系统控制方法如下：

1、结构对接系统：根据所选空压机外形结构调节扭转台角度，使空压机进气管路与出气管路对正并固定，。

2、系统控制：通过软件编程控制空压机按照要求的转速运转，控制节气门背压使空压机工作在需求的工作点，控制空压机按照输入的需求曲线运行(指定转速和节气门开度)，在空压机出口温度超温和出口压力超压的情况下对空压机卸载，报警温度及压力能够在测试前手动设置；

3、空气系统：通过传感器检测系统的温度、压力、流量、湿度等参量，通过软件编程、控制系统调节节气门来控制空气系统背压，模拟电堆的阻力和系统阻力特性；

4、冷却系统：通过传感器检测系统的温度、压力、流量，控制系统背压(背压为电动可调)模拟电堆的阻力和系统阻力特性，通过控温水箱、散热器、水泵等对冷却液加温模拟电堆工作的温度；控制空压机冷却水温度，使其稳定在入口水温±70℃；

5、电气控制及数据采集：通过各独立模块及控制机柜对系统进行控制，简介如下：

工况编辑模块：负责对将要实现的工况进行输入；

安全保护模块：负责在预设超温、超压、短路等情况下对系统进行保护；

数据处理模块：负责对最终数据进行图表式输出；

NI控制器(National Instruments)：负责将各传感器将数据信息进行收集，并进行内部分析与处理，实现对各个器件的控制。

与现有技术相比较，本发明所提供的一种燃料电池系统用空压机测试系统具有以下优点：

1、可对多种角度进气形式的空压机进行测试，能够适应市场上各种结构的空压机，满足了系统开发的要求；操作更简便，减少系统组装工作量；

2、采用集成化、多功能的模块化设计，满足了车用燃料电池系统空压机测试需求，比普通方案更加完整；

3、采用可扩展可升级的设计方案，试用于不同的燃料电池系统。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种燃料电池系统用空压机测试系统，其特征在于，包括空气管路系统，冷却系统，控制系统，软件系统，基座以及结构转换系统，所述空气管路系统和所述结构转换系统设置在所述基座上，所述空气管路系统包括空气过滤器，将所述空气过滤器放置在所述结构转换系统上，所述结构转换系统根据所述空压机的进气口的位置自由调整角度使得所述空气过滤器的前端管路与所述空压机的进气口对准并定位。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统用空压机测试系统，其特征在于，所述结构转换系统包括：滑轨、扭转台，所述滑轨为圆弧形，固定设置在所述基座上，所述扭转台为条形，其一端可滑动地固定设置在所述滑轨上。

3.根据权利要求2所述的燃料电池系统用空压机测试系统，其特征在于，所述结构转换系统还包括把手，所述把手设置在所述扭转台的端部，用于推拉所述扭转台沿着所述滑轨转动。

4.根据权利要求2所述的燃料电池系统用空压机测试系统，其特征在于，所述滑轨的端部设置有凹槽。

5.根据权利要求4所述的燃料电池系统用空压机测试系统，其特征在于，所述扭转台的所述一端上设置有锁紧螺杆，当所述扭转台转到设定角度时，通过所述锁紧螺杆顶入所述凹槽中将所述扭转台固定。

6.根据权利要求2所述的燃料电池系统用空压机测试系统，其特征在于，还包括滑座，所述滑座用于支撑所述空气过滤器，所述滑座固定设置在所述扭转台上。

7.根据权利要求6所述的燃料电池系统用空压机测试系统，其特征在于，所述滑座呈U型，所述滑座的底部设置有若干条形槽孔，使得所述滑座的位置可以在所述扭转台上进行调整。

8.根据权利要求2所述的燃料电池系统用空压机测试系统，其特征在于，所述滑轨为1/4段的圆弧，所述扭转台的另一端可旋转地套设在一根旋转轴上，所述旋转轴的轴心与所述圆弧的圆心一致。

9.根据权利要求1所述的燃料电池系统用空压机测试系统，其特征在于，所述空气管路系统还包括空气管路、中冷器、消音器，所述基座上设置有第一直线滑轨和第二直线滑轨，所述中冷器通和所述消音器分别可滑动地设置在所述第一直线滑轨和所述第二直线滑轨上，所述第一直线滑轨与所述第二直线滑轨平行。

10.根据权利要求1所述的燃料电池系统用空压机测试系统，其特征在于，所述冷却系统包括冷却液管路及供给、温度检测及控制、散热与加热系统。

11.根据权利要求1所述的燃料电池系统用空压机测试系统，其特征在于，还包括空压机放置台，所述空压机放置台固定设置在所述基座上，包括底板和设置与所述底板上的L型固定板，所述L型固定板用于固定连接所述空压机。

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