CN110441001A - 自动气密测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种自动气密测试系统，所述自动气密测试系统包括供气组件、控制组件、安全检测组件和测试工装，供气组件与外部气源连通，测试工装与供气组件连通，被测设备置于测试工装上并通过测试工装与供气组件连通，安全监测组件分别与供气组件和测试工装连接，控制组件分别与供气组件和安全检测组件电连接，外部气源通过供气组件向被测部件输送的测试气体，控制组件通过控制供气组件模拟实际车载氢系统的运行环境，安全检测组件检测被测设备、测试工装和供气组件的状态并将状态数值传输给控制组件。本发明的优点在于：可提供模拟车载工况，对车载氢系统及关键零部件进行动态测试。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池车技术领域，更具体而言，涉及燃料电池储供氢部件的气密测试系统。
背景技术
氢燃料电池电池车是用氢气代替传统石油等作为动力能源的车辆，利用氢气和氧气的氧化还原反应，将氢气储存的化学能转化为电能同时产生大量的水，对环境实现零污染、零排放，是世界汽车发展的主流方向。但是，由于氢气分子量小，渗透性枪，极易扩散，而且具有较强的易燃易爆性(空气中爆炸极限范围4％～74.2％vol)，一旦发生泄漏，极易造成爆炸危险，需要对氢燃料电池电池车的储供氢系统进行氢安全监测。
随着氢燃料电池车技术的快速发展及商业推广，氢燃料电池车辆储供氢系统的安全性越来越受到社会的关注。氢燃料电池车辆储供氢系统由高压储氢气瓶、瓶阀、溢流阀、减压器、安全阀、管路以及管路接头等组成。燃料电池启动后，储供氢系统将开启氢气供应，氢气经过瓶阀、溢流阀、减压器进入燃料电池。一般情况下，高压储氢气瓶内的压力可以达到35～70MPa，如果瓶阀、溢流阀、减压器、管路或管路接头等储供氢系统关键管阀件出现泄漏，就容易导致氢气的大量泄漏，增加储供氢系统及整车的安全隐患。
目前现有的氢系统零部件性能测试系统无法模拟测试实际车载环境与条件，与使用实际脱节，无法正确评估系统及零部件安全性能，无法满足车载氢系统安全性能检测要求。
综上所述，需要提供自动气密测试系统，其能够克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明旨在提供一种自动气密测试系统，其能够克服现有技术的缺陷。本发明的发明目的通过以下技术方案得以实现。
本发明的一个实施方式提供了一种自动气密测试系统，其中所述自动气密测试系统包括供气组件、控制组件、安全检测组件和测试工装，供气组件与外部气源连通，测试工装与供气组件连通，被测设备置于测试工装上并通过测试工装与供气组件连通，安全监测组件分别与供气组件和测试工装连接，控制组件分别与供气组件和安全检测组件电连接，外部气源通过供气组件向被测部件输送的测试气体，控制组件通过控制供气组件模拟实际车载氢系统的运行环境，安全检测组件检测被测设备、测试工装和供气组件的状态并将状态数值传输给控制组件，控制组件根据状态数值显示和/或报告测试系统和被测设备的状态并按照预设的程序打开或关闭供气组件。
根据本发明的上述一个实施方式提供的自动气密测试系统，其中所述被测设备包括适用于公称工作压力不超过70MPa车载氢系统以及车载氢系统的减压器、加氢口、单向阀、溢流阀、限流阀、安全阀、气瓶阀、管路电磁阀。
根据本发明的上述一个实施方式提供的自动气密测试系统，其中所述控制组件包括主控单元、电气控制单元和报警单元，报警单元与主控单元电连接，主控单元与电气控制单元电连接，主控单元和电气控制单元控制供气组件为测试工装供气并模拟实际车载氢系统的运行环境，主控单元通过安全检测组件检测的被测设备的性能，主控单元在检测到氢气泄漏时控制供气组件停止供气并通过报警单元报警。
根据本发明的上述一个实施方式提供的自动气密测试系统，其中所述供气组件包括第一管路、增压部件、第二管路、稳压罐、第三管路、电磁阀、第四管路和排空阀，增压部件通过第一管路与外部气源连通，稳压罐通过第二管路与增压部件连通，测试工装的进气口通过第三管路与稳压罐连通，电磁阀设置在第三管路上并与控制组件电连接，排空阀通过第四管路与测试工装的出气口连通。
根据本发明的上述一个实施方式提供的自动气密测试系统，其中所述供气组件还包括第一单向阀、第二单向阀和泄压阀，所述第一单向阀设置在第一管路上，第二单向阀设置在电磁阀与测试工装之间的第三管路上，泄压阀设置在稳压罐与电磁阀之间的第三管路上，第一单向阀和第二单向阀防止测试气体倒流，泄压阀在测试发生异常时将测试气体从测试系统中排出。
根据本发明的上述一个实施方式提供的自动气密测试系统，其中所述自动气密测试系统还包括手动阀，手动阀设置在第二单向阀和测试工装之间的第三管路上。
根据本发明的上述一个实施方式提供的自动气密测试系统，其中所述安全检测组件包括第一检测部件、第二检测部件、第三检测部件、测试气体浓度检测仪和流量计，第一检测部件安装在稳压罐上，第二检测部件安装在测试工装的进气口，第三检测部件安装在测试工装的出气口，测试气体浓度检测仪安装在测试工装外侧，流量计安装在第四管路上，第一检测部件、第二检测部件、第三检测部件、测试气体浓度检测仪和流量计分别与控制组件电连接。
根据本发明的上述一个实施方式提供的自动气密测试系统，其中所述安全检测组件包括第一检测部件包括气压计和温度计，第二检测部件包括气压计和温度计，第三检测部件包括气压计和温度计。
根据本发明的上述一个实施方式提供的自动气密测试系统，其中所述安全检测组件还包括第一气压表和第二气压表，第一气压表安装在第二管路上，第二气压表安装在第二单向阀与测试工装之间的第三管路上。
根据本发明的上述一个实施方式提供的自动气密测试系统，其中所述自动气密测试系统还包括控制面板，所述控制面板与控制组件电连接，控制面板通过控制组件控制测试工装的进气口和出气口的气压和温度。
本发明的优点在于：控制组件能够通过控制供气组件模拟实际车载氢系统的运行环境，从而在模拟测试实际车载环境与条件下对公称工作压力不超过70MPa车载氢系统以及车载氢系统的减压器、加氢口、单向阀、溢流阀、限流阀、安全阀、气瓶阀、管路电磁阀进行测试，满足车载氢系统安全性能检测要求。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1示出了根据本发明一个实施方式的自动气密测试系统的框图；
图2示出了根据本发明一个实施方式的自动气密测试系统的供气组件和安全检测组件的示意图。
具体实施方式
图1-2和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
图1示出了根据本发明一个实施方式的自动气密测试系统，其中所述自动气密测试系统包括供气组件1、控制组件2、安全检测组件3和测试工装4，供气组件与外部气源连通，测试工装4与供气组件1连通，被测设备置于测试工装4上并通过测试工装4与供气组件1连通，安全检测组件3分别与供气组件1和测试工装4连接，控制组件2分别与供气组件1和安全检测组件3电连接，外部气源通过供气组件1向被测部件输送的测试气体，控制组件2通过控制供气组件1的模拟实际车载氢系统的运行环境，安全检测组件3检测被测设备、测试工装4和供气组件1的状态并将状态数值传输给控制组件2，控制组件2根据状态数值显示和/或报告测试系统和被测设备的状态并按照预设的程序打开或关闭供气组件1。
根据本发明的上述一个实施方式提供的自动气密测试系统，其中所述外部气源可以采用氢气、氮气或氦气。
根据本发明的上述一个实施方式提供的自动气密测试系统，其中所述被测设备包括适用于公称工作压力不超过70MPa车载氢系统以及车载氢系统的减压器、加氢口、单向阀、溢流阀、限流阀、安全阀、气瓶阀、管路电磁阀等。
根据本发明的上述一个实施方式提供的自动气密测试系统，其中所述控制组件2包括主控单元21、电气控制单元22和报警单元23，报警单元23与主控单元21电连接，主控单元21与电气控制单元22电连接，主控单元21和电气控制单元22控制供气组件1为测试工装4供气并模拟实际车载氢系统的运行环境，主控单元21通过安全检测组件3检测的被测设备的性能，主控单元21在检测到氢气泄漏时控制供气组件1停止供气并通过报警单元23报警。
图2示出了根据本发明一个实施方式的自动气密测试系统的供气组件和安全检测组件，其中所述供气组件1包括第一管路101、增压部件102、第二管路103、稳压罐104、第三管路105、电磁阀106、第四管路107和排空阀108，增压部件102通过第一管路101与外部气源连通，稳压罐104通过第二管路103与增压部件102连通，测试工装4的进气口通过第三管路105与稳压罐104连通，电磁阀106设置在第三管路105上并与控制组件2电连接，排空阀108通过第四管路107与测试工装4的出气口连通，控制组件2通过控制电磁阀106的开度模拟实际车载氢系统的运行环境。
根据本发明的上述一个实施方式提供的自动气密测试系统，其中所述供气组件1还包括第一单向阀109、第二单向阀110和泄压阀111，所述第一单向阀109设置在第一管路101上，第二单向阀110设置在电磁阀106与测试工装4之间的第三管路105上，泄压阀111设置在稳压罐104与电磁阀106之间的第三管路105上，第一单向阀109和第二单向阀110防止测试气体倒流，泄压阀111在测试发生异常时将测试气体从测试系统中排出。
根据本发明的上述一个实施方式提供的自动气密测试系统，其中所述自动气密测试系统还包括手动阀112，手动阀112设置在第二单向阀110和测试工装4之间的第三管路105上，手动阀112用于调节进入测试工装4内的测试气体流量。
根据本发明的上述一个实施方式提供的自动气密测试系统，其中所述安全检测组件3包括第一检测部件31、第二检测部件32、第三检测部件33、测试气体浓度检测仪34和流量计35，第一检测部件31安装在稳压罐104上，第二检测部件32安装在测试工装4的进气口，第三检测部件33安装在测试工装4的出气口，测试气体浓度检测仪34安装在测试工装4外侧，流量计35安装在第四管路107上，第一检测部件31、第二检测部件32、第三检测部件33、测试气体浓度检测仪34和流量计35分别与控制组件2电连接。
根据本发明的上述一个实施方式提供的自动气密测试系统，其中所述安全检测组件3包括第一检测部件31包括气压计311和温度计312，第二检测部件32包括气压计321和温度计322，第三检测部件33包括气压计331和温度计332。
根据本发明的上述一个实施方式提供的自动气密测试系统，其中所述安全检测组件3还包括第一气压表36和第二气压表37，第一气压表36安装在第二管路103上，第二气压表37安装在第二单向阀110与测试工装4之间的第三管路105上。
根据本发明的上述一个实施方式提供的自动气密测试系统，其中所述自动气密测试系统还包括控制面板5，所述控制面板5与控制组件2电连接，控制面板5通过控制组件2控制测试工装4的进气口和出气口的气压和温度。
本发明的优点在于：控制组件能够通过控制供气组件模拟实际车载氢系统的运行环境，从而在模拟测试实际车载环境与条件下对公称工作压力不超过70MPa车载氢系统以及车载氢系统的减压器、加氢口、单向阀、溢流阀、限流阀、安全阀、气瓶阀、管路电磁阀进行测试，满足车载氢系统安全性能检测要求。
以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种自动气密测试系统，所述自动气密测试系统包括供气组件、控制组件、安全检测组件和测试工装，供气组件与外部气源连通，测试工装与供气组件连通，被测设备置于测试工装上并通过测试工装与供气组件连通，安全监测组件分别与供气组件和测试工装连接，控制组件分别与供气组件和安全检测组件电连接，其特征在于，外部气源通过供气组件向被测部件输送的测试气体，控制组件通过控制供气组件模拟实际车载氢系统的运行环境，安全检测组件检测被测设备、测试工装和供气组件的状态并将状态数值传输给控制组件，控制组件根据状态数值显示和/或报告测试系统和被测设备的状态并按照预设的程序打开或关闭供气组件。
2.根据权利要求1所述的自动气密测试系统，其特征在于，所述被测设备包括适用于公称工作压力不超过70MPa车载氢系统以及车载氢系统的减压器、加氢口、单向阀、溢流阀、限流阀、安全阀、气瓶阀、管路电磁阀。
3.根据权利要求2所述的自动气密测试系统，其特征在于，所述控制组件包括主控单元、电气控制单元和报警单元，报警单元与主控单元电连接，主控单元与电气控制单元电连接，主控单元和电气控制单元控制供气组件为测试工装供气并模拟实际车载氢系统的运行环境，主控单元通过安全检测组件检测的被测设备的性能，主控单元在检测到氢气泄漏时控制供气组件停止供气并通过报警单元报警。
4.根据权利要求2所述的自动气密测试系统，其特征在于，所述供气组件包括第一管路、增压部件、第二管路、稳压罐、第三管路、电磁阀、第四管路和排空阀，增压部件通过第一管路与外部气源连通，稳压罐通过第二管路与增压部件连通，测试工装的进气口通过第三管路与稳压罐连通，电磁阀设置在第三管路上并与控制组件电连接，排空阀通过第四管路与测试工装的出气口连通。
5.根据权利要求4所述的自动气密测试系统，其特征在于，所述供气组件还包括第一单向阀、第二单向阀和泄压阀，所述第一单向阀设置在第一管路上，第二单向阀设置在电磁阀与测试工装之间的第三管路上，泄压阀设置在稳压罐与电磁阀之间的第三管路上，第一单向阀和第二单向阀防止测试气体倒流，泄压阀在测试发生异常时将测试气体从测试系统中排出。
6.根据权利要求5所述的自动气密测试系统，其特征在于，所述自动气密测试系统还包括手动阀，手动阀设置在第二单向阀和测试工装之间的第三管路上。
7.根据权利要求5所述的自动气密测试系统，其特征在于，所述安全检测组件包括第一检测部件、第二检测部件、第三检测部件、测试气体浓度检测仪和流量计，第一检测部件安装在稳压罐上，第二检测部件安装在测试工装的进气口，第三检测部件安装在测试工装的出气口，测试气体浓度检测仪安装在测试工装外侧，流量计安装在第四管路上，第一检测部件、第二检测部件、第三检测部件、测试气体浓度检测仪和流量计分别与控制组件电连接。
8.根据权利要求7所述的自动气密测试系统，其特征在于，所述安全检测组件包括第一检测部件包括气压计和温度计，第二检测部件包括气压计和温度计，第三检测部件包括气压计和温度计。
9.根据权利要求7所述的自动气密测试系统，其特征在于，所述安全检测组件还包括第一气压表和第二气压表，第一气压表安装在第二管路上，第二气压表安装在第二单向阀与测试工装之间的第三管路上。
10.根据权利要求2所述的自动气密测试系统，其特征在于，所述自动气密测试系统还包括控制面板，所述控制面板与控制组件电连接，控制面板通过控制组件控制测试工装的进气口和出气口的气压和温度。
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