CN113745592A - 一种电堆模拟器和氢燃料电池测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电堆模拟器和氢燃料电池测试系统，该电堆模拟器包括包括功率模拟组件和用于设置电堆极化曲线的控制器，所述功率模拟组件包括发电模拟模块和功率控制单元，所述发电模拟模块包括第一恒压恒流源、第二恒压恒流源和发热单元，所述第一恒压恒流源的输出端以及所述第二恒压恒流的输入端用于连接升压DCDC器，所述第一恒压恒流源的输入端用于连接电源，所述第二恒压恒流源的输出端与所述发热单元电连接，所述功率控制模块分别与所述控制器和所述恒压恒流源电连接。通过恒压恒流源和发热单元输出真实电流并发热，所以不需要氢气和氧气在电堆模拟器中真实反应发电，可用氮气或空气等替代氢气通入电堆模拟器中，不需要考虑氢气的安全性。

Description

一种电堆模拟器和氢燃料电池测试系统

技术领域

本发明涉及氢燃料电池测试技术领域，具体涉及一种电堆模拟器和氢燃料电池测试系统。

背景技术

目前氢燃料电池领域，燃料电池发电系统主要由电堆、氢气供应子系统、空气供应子系统、热管理子系统和控制器组成，各子系统的协同工作及各参数的精确控制方能确保燃料电池的高输出性能。

对现有燃料电池发电系统研发阶段的测试，一般采用两种方式：一是将各个子系统集成后进行整体综合性能的测试验证；在对已经集成的系统测试的过程中，如果子系统存在设计的缺陷，直接使用电堆模块可能对电堆造成不可逆的损害。二是在单独的子系统平台中对子系统的零部件进行单独测试验证，如果采用现有的简易模拟电堆，只能够实现单独子系统的设计进行验证，比如在燃料供应子系统测试过程中，使用电堆模拟装置可单独模拟电堆在子系统的物理状态参数，但无法对已集成的燃料电池发动机系统的物理状态进行全面精确的模拟，比如同时模拟燃料及氧化剂的消耗，电堆内水的生成以及阴极侧湿气体的产生，电堆的产热等，使得测试结果存在一定的偏差。

涉氢安全环境下，有条件使用的氢气的企业和实验室非常少，涉氢资质也很难审批，很大限制了高校和企业的氢燃料电池研发，氢燃料电池研发耗时长，氢气实验室租用费用高，氢电安全，极大的限制了氢燃料电池系统研发及普及。耗时长，氢气实验室少，租用费用高，氢电安全，是目前亟待解决的问题。

在一般的冷却系统开发过程中，需要以燃料电池实物作为试验对象，并且需要调节燃料电池处于不同的工作状态，以测试冷却系统在不同的工况下是否能保证燃料电池温度的相对稳定。这种开发模式不仅成本很高，而且燃料电池的正常运行需要多个子系统协调工作，测试准备的时间长，工作量大，而且难度较高。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电堆模拟器和氢燃料电池测试系统，从根本上避免事故的发生，且测试结果精准。

实现本发明目的所采用的技术方案为，一种电堆模拟器，包括功率模拟组件和用于设置电堆极化曲线的控制器，所述功率模拟组件包括发电模拟模块和功率控制单元，所述发电模拟模块包括第一恒压恒流源、第二恒压恒流源和发热单元，所述第一恒压恒流源的输出端以及所述第二恒压恒流的输入端用于连接升压DCDC器，所述第一恒压恒流源的输入端用于连接电源，所述第二恒压恒流源的输出端与所述发热单元电连接，所述功率控制模块分别与所述控制器和所述恒压恒流源电连接。

进一步地，所述电堆模拟器还包括水路模拟组件，所述水路模拟组件包括冷却管路，所述发热单元设置在所述冷却管路中，以构成电加热换热器。

进一步地，所述功率模拟组件还包括用于对所述电加热换热器进行散热的风扇，所述冷却管路内设置冷却风道。

进一步地，所述水路模拟组件还包括水路控制单元以及依次设置在所述冷却管路中的入水温压一体传感器、调流阀、液体流量计和出水温压一体传感器，所述入水温压一体传感器、所述调流阀、所述液体流量计和所述出水温压一体传感器均与所述水路控制单元电连接，所述水路控制单元与所述控制器电连接，所述发热单元设置在所述入水温压一体传感器和所述出水温压一体传感器之间。

进一步地，所述电堆模拟器还包括阴极模拟组件，所述阴极模拟组件包括阴极控制单元以及依次设置在气路上的阴极气腔、阴极气体流量计、阴极比例阀和与电堆气体排放口连通的阴极排气管，所述阴极气腔内设置第一压力传感装置，所述第一压力传感装置、所述阴极气体流量计和所述阴极比例阀与所述阴极控制单元电连接，且所述阴极控制单元与所述控制器电连接。

进一步地，所述电堆模拟器还包括阳极模拟组件，所述阳极模拟组件包括阳极控制单元以及依次设置在气路上且连通的阳极气腔、阳极气体流量计、阳极比例阀和与电堆气体排放口连通的阳极排气管，所述阳极气腔内设置第二压力传感装置，所述第二压力传感装置、所述阳极气体流量计和所述阳极比例阀均与所述阳极控制单元电连接，且所述阳极控制单元与所述控制器电连接。

进一步地，所述电堆模拟器上设置有用于将多余气体返回阳极气源的电堆阳极出口以及用于将多余气体返回阴极气源的电堆阴极出口，所述阳极出口与所述阳极气腔连通，所述阴极出口与所述阴极气腔连通。

进一步地，所述第二恒压恒流源的输入端设置有正极接触器和负极接触器；所述电堆模拟器还包括绝缘检测仪，所述绝缘检测仪与所述第一恒压恒流源电连接。

基于同样的发明构思，本发明还提供了一种氢燃料电池测试装置，包括燃电系统部件以及上述的电堆模拟器，所述燃电系统部件包括系统控制器和升压DCDC器，所述电堆模拟器和所述系统控制器电连接，所述系统控制器和所述升压DCDC器电连接；所述升压DCDC器的输入端连接所述第一恒压恒流源的输出端，所述升压DCDC器的输出端连接所述第二恒压恒流源的输入端。

进一步地，所述氢燃料电池测试装置的阳极气源为高压氮气或高压空气，所述氢燃料电池测试装置还包括用于连通所述电堆模拟器的阳极模拟组件的阳极供给系统，所述阳极气源通过减压阀连通所述阳极供给系统。

由上述技术方案可知，本发明提供的一种电堆模拟器，包括功率模拟组件和用于设置极化曲线的控制器，功率模拟组件包括发电模拟模块和功率控制单元，发电模拟模块包括第一恒压恒流源、第二恒压恒流源和发热单元，第一恒压恒流源的输出端以及第二恒压恒流的输入端用于连接升压DCDC器，第一恒压恒流源的输入端用于连接电源，第二恒压恒流源的输出端与发热单元电连接，本申请的发电模拟模块可以输出真实电流，模拟电堆的发电情况，且将输出电流供给发热单元，发热单元模拟电堆发热，通过恒压恒流源和发热单元共同模拟实际电堆的工况，所以不需要氢气和氧气在电堆模拟器中真实反应发电，可用氮气或空气等替代氢气通入电堆模拟器中，不需要考虑氢气的安全性。功率控制模块与第一恒压恒流源、第二恒压恒流源电连接，功率控制模块按照控制器中余预先设置好的电堆极化曲线控制第一恒压恒流源1：1输出电流、模拟电堆的发电和发热过程，保证测试数据的可靠性。本发明实现无氢的电堆模拟测试，从根本上避免安全事故的发生。

本发明提供的一种氢燃料电池测试装置，包括燃电系统部件以及上述的电堆模拟器，燃电系统部件包括系统控制器和升压DCDC器，电堆模拟器和系统控制器电连接，系统控制器和升压DCDC器电连接；升压DCDC器的输入端连接第一恒压恒流源的输出端，升压DCDC器的输出端连接第二恒压恒流源的输入端，本申请能通过第一恒压恒流源、升压DCDC器和第二恒压恒流源按照电堆的极化曲线1：1输出真实电流，且将输出电流供给发热单元，1：1模拟电堆发热，不浪费能源，且可以支持燃料电池系统FCCU控制器开发，可以1:1模拟燃料电池电堆的发电和发热。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的电堆模拟器的原理示意图。

附图说明：1—高压氮气或空气源；2—减压阀；3—燃电系统部件；4—电堆模拟器；

301—系统控制器；302—阳极供给系统；303—阴极供给系统；304—冷却系统；305—升压DCDC器；306—升压DCDC输入负极；307—升压DCDC输入负极；308—升压DCDC输出；309—电堆冷却出水口；310—电堆冷却入水口；311—电堆阴极出口；312—电堆阴极入口；313—电堆阳极出口；314—电堆阳极入口；

401—电堆排气口；402—CAN通讯口；403—AC380电源供电口；404—控制单元；405—第一恒压恒流电源；406—第二恒压恒流电源；407—绝缘检测仪；408—PC电脑；409—上位机；

410—阳极控制单元；411—阳极气腔；412—第二压力传感器1；413—阳极气体流量计；414—阳极比例阀；415—阳极排气管；416—气体混排管；417-阳极气路；

420—阴极控制单元；421—阴极气腔；422—第一压力传感器；423—阴极气体流量计；424—阴极比例阀；425—阴极排气管；426-阴极气路；

430—水路控制单元；431—入水温压一体传感器；432—电子调流阀；433—液体流量计；434—出水温压一体传感器；

440—功率控制单元；450—电加热换热器；451—冷却管路；452—发热单元；453—风扇；454—正极接触器；455—负极接触器；

460—电源模块；470—中央控制单元CPU；

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

为了解决现有技术中的涉氢安全、测试结果存在一定的偏差以及测试难度大的技术问题，本发明提供了一种电堆模拟器和氢燃料电池测试系统，从根本上避免事故的发生，且测试结果精准。下面通过2个实施例对本发明的内容进行详细介绍：

实施例1

如图1所示，本发明提供的一种电堆模拟器4，包括功率模拟组件和用于设置极化曲线的控制器，功率模拟组件包括发电模拟模块和功率控制单元440，发电模拟模块包括第一恒压恒流源405、第二恒压恒流源406和发热单元452，第一恒压恒流源405的输出端以及第二恒压恒流的输入端用于连接升压DCDC器305，第一恒压恒流源405的输入端用于连接电源，第二恒压恒流源406的输出端与发热单元452电连接，本申请的发电模拟模块可以输出真实电流，模拟电堆的发电情况，且将输出电流供给发热单元452，发热单元452模拟电堆发热，通过恒压恒流源和发热单元452共同模拟实际电堆的工况，所以不需要氢气和氧气在电堆模拟器4中真实反应发电，可用氮气或空气等替代氢气通入电堆模拟器4中，不需要考虑氢气的安全性。功率控制模块与第一恒压恒流源405、第二恒压恒流源406电连接，功率控制模块按照控制器409中余预先设置好的电堆极化曲线控制第一恒压恒流源4051：1输出电流、模拟电堆的发电和发热过程，保证测试数据的可靠性。本发明实现无氢的电堆模拟测试，从根本上避免安全事故的发生。

若仅采用一个恒压恒流源进行发电模拟，无法实现燃电系统输出侧电压(即升压DCDC器305的输出电压)稳定，由于升压DCDC器305输出电压要给燃电系统高压部件供电，例如空压机、水泵、氢泵等，所以需要升压DCDC器305的输出稳定在额定的电压范围内，比如乘用车DC350V(DC300-420V)、商用车DC540V(DC450-600VDC)，但是由于电堆模拟器4内置的电加热器换热器450的发热单元452为大功率纯电阻发热管，其阻值固定，无法实现功率自调节。所以本申请在第一恒压恒流源405的基础上，引入了第二恒压恒流源406，实现燃电系统输出和电加热换热器450的隔离，第二恒压恒流源406输入侧保证升压DCDC器305输出侧电压稳定，并用于电加热换热器450供电，实现功率调节。

为了使模拟情况尽量贴合电堆的实际发电发热，本实施例中，第一恒压恒流源405由常规工业AC380V三相五线电源供电，功率可达300KW，输出电压可调范围DC60-DC1000V，输出电流可调范围0-1500A。第一恒压恒流源405设置为恒压限流模式(CC+CV)，输出供给燃电系统升压DCDC器305，升压DCDC器305输出直流电源作为第二恒压恒流源406的输入电源，第二恒压恒流源406恒功率输出模式(CP)，输出供给发热单元452的电热丝，第一恒压恒流源405能1:1实现电堆的极化曲线，电堆输出极化曲线通过PC电脑控制器409设置。此方案外界电源通过恒压恒流源，DCDC后供给发热单元452的电热丝的效率＝96％(第一恒压恒流源405效率)*98％(DCDC效率)*96％(第二恒压恒流源406效率)＝90.32％，所以能模拟最高90.32％/(90.32％+1)＝47.46％的效率，比较符合燃电系统的效率特性。

本实施例中，电堆模拟器4还包括水路模拟组件，水路模拟组件包括冷却管路451，发热单元452设置在冷却管路451中，以构成电加热换热器450，通过循环水冷却发热单元452，实现电堆温度的模拟。

为了防止冷却液的泄露，便于布置、保证冷却效果，本实施例中，功率模拟组件还包括用于对电加热换热器450进行散热的风扇453，可以替代燃电系统冷却模块。同时冷却管路内还设置有冷却风道，本发明对电加热换热器450的结构以及冷却风道的设置结构不做具体限定，本实施例中，冷却管路451采用风冷翅片结构，该风冷翅片结构即构成冷却风道，发热单元452集成设置在冷却管路451上，即电加热换热器450为一体结构，且两者贴合紧密，给冷却液加热的同时也能实现风冷散热。

为了1：1模拟电堆的冷却液消耗，本实施例中，水路模拟组件还包括水路控制单元430以及依次设置在冷却管路451上的入水温压一体传感器431、电子调流阀432、液体流量计433和出水温压一体传感器434，入水温压一体传感器431、电子调流阀432、液体流量计433和出水温压一体传感器434均与水路控制单元430电连接，发热单元452设置在入水温压一体传感器431和出水温压一体传感器434之间。水路控制单元430通过程序算法，能实现温度调节功能，通过电脑控制器409按照电堆的极化曲线设置温度，水路控制单元430通过入水温压一体传感器431、出水温压一体传感器434的温度信号能检测散热器的温度，并作为反馈信号来调节风扇453的转速来实现温度控制。水路控制单元430能实现路阻调节功能，在电脑控制器409设置电堆的流阻曲线，水路控制单元430通过入水温压一体传感器431压力、出水温压一体传感器434压力信号计算流阻，并能通过电子调流阀432来调节流阻

为了实现空气路的气体1：1消耗模拟，本实施例中，电堆模拟器4还包括阴极模拟组件，阴极模拟组件包括阴极控制单元420以及依次设置在气路上的阴极气腔421、阴极气体流量计423、阴极比例阀424和与电堆气体排放口连通的阴极排气管425，阴极气腔421内设置第一压力传感装置，第一压力传感装置、阴极气体流量计423和阴极比例阀424与阴极控制单元420电连接，且阴极控制单元420与控制器409电连接。空气通入电堆模拟器4的电堆阴极入口进入阴极气腔421，利用第一压力传感器422的压力信号及阴极气体流量计423的流量信号来计算流量大小，阴极控制单元420按照控制器409标定的电堆极化曲线耗空气量来调节阴极比例阀424开度，再通过PID反馈控制阴极比例阀424，实现稳定的耗空气量，可以模拟电堆1:1的空气消耗量，剩余的空气再通过电堆空气出口返回给阴极气体供给系统。

为了实现“氢气路”的气体1:1消耗模拟，本实施例中，电堆模拟器4还包括阳极模拟组件，阳极模拟组件包括阳极控制单元410以及依次设置在气路上且连通的阳极气腔411、阳极气体流量计413、阳极比例阀414和与电堆气体排放口连通的阳极排气管415，阳极气腔411内设置第二压力传感装置，第二压力传感装置、阳极气体流量计413和阳极比例阀414均与阳极控制单元410电连接，且阳极控制单元410与控制器电连接。阳极气体通入电堆模拟器4的阳极氢气腔，阳极控制单元410按照控制器标定的电堆极化曲线耗氢量来调节阳极比例阀414开度，利用第二压力传感器412的压力信号及阳极气体流量计413的流量信号来计算流量大小，再通过PID反馈控制阳极比例阀414，实现稳定的耗气量，可以模拟电堆1:1的氢气消耗量，多余未通过的阳极气体再通过电堆氢气出口返回给阳极气体供给系统。本案采用高精度比例阀，通过PID控制精准控制，并能通过控制器来设置消耗曲线。

在阴极气路426和阳极气路417中，一般情况下仅通过压力传感器检测压力信号就能实现气路模拟功能，但为了避免安全性事故的发生，可以通过设置温度传感器监测阴极气路426和阳极气路417各自的温度，为了简化结构，可考虑选用温压一体传感器。

电堆模拟器4上设置有用于将多余气体返回阳极气源的电堆阳极出口313以及用于将多余气体返回阴极气源的电堆阴极出口311，阳极出口与阳极气腔411连通，阴极出口与阴极气腔421连通。

本实施例中，阳极排气管415和阴极排气管425通过混合排气管416连通，并将气体混合后经电堆排气口401排出。

为了提高安全性，本实施例中，第二恒压恒流源406的输入端设置有正极接触器454和负极接触器455，可以用于故障保护断开电源。

为了实现燃电系统高压绝缘监测功能，本实施例中，电堆模拟器4还包括绝缘检测仪，绝缘检测仪与第一恒压恒流源405电连接，绝缘检测仪设置在升压DCDC器305和第一恒压恒流源405之间，且分别与第一恒压恒流源405的输入负极、输入正极电连接。

本实施例中，电堆模拟器4还包括中央控制单元CPU470和电源模块460，电源模块460由外部电源供电，转化成控制电源内部的工作电源。上位机409、电脑、中央控制单元CPU470、电源模块460、阳极控制单元410、阴极控制单元420、水路控制单元430和功率控制单元440共同构成电堆模拟器4的控制器。

本实施例中，电堆模拟器4上还设置CAN通讯口402和AC380电源供电口403，CAN通讯口402用于实现电堆模拟器4与测试系统连接，AC380电源供电口403用于接入电源。

本申请中，阴极模拟组件、阳极模拟组件、水路模拟组件、水路模拟组件和功率模拟组件均采用闭环控制，参数可以通过PC上位机409按照电堆极化曲线设定。本案通过第一恒压恒流电压外接AC380V电源1:1实现电堆发电功能，模拟电堆输出真实电流的工况，并将输出电源供给发热单元452，模拟电堆发热，不浪费能源；且可以1:1实现燃料电池系统所有工况不需要用通过氢气和空气实现发电，避免氢爆炸事故。

本申请提供的电堆模拟器，功率模拟组件能1:1实现电堆所有工况，电堆电流、电压输出极化曲线通过PC电脑408、上位机409设置，功率电压巧妙的通过两个恒压恒流源实现能源利用，第一恒压恒流源405外部供电，第一恒压恒流源405设置为恒压限流模式(CC+CV)，输出供给燃电系统升压DCDC器305，升压DCDC器305输出直流电源作为第二恒压恒流源406的输入电源，第二恒压恒流源406恒功率输出模式(CP)，输出供给电加热换热器450的电热丝，此方案外界电源通过恒压恒流源，DCDC后供给电加热换热器450的电热丝的效率＝96％(恒压恒流源1效率)*98％(DCDC效率)*96％(恒压恒流源2效率)＝90.32％，所以能模拟最高90.32％/(90.32％+1)＝47.46％的效率，比较符合燃电系统的效率特性。测试装置中的电加热换热器450配有散热风扇453，可以替代燃电系统冷却模块。阴极气路426、阴极气路426通过比例阀和流量计实现消耗，消耗曲线通过PC电脑和上位机409设置。水路通过流量计，调流阀实现水路路阻设置，可以通过PC电脑408和上位机409在线调节流阻。

实施例2

基于同样的发明构思，本发明提供的一种氢燃料电池测试装置，包括燃电系统部件3以及实施例1提供的的电堆模拟器4，燃电系统部件3包括系统控制器301和升压DCDC器305，电堆模拟器4和系统控制器301电连接，系统控制器301和升压DCDC器305电连接；升压DCDC器305的输入端连接第一恒压恒流源405的输出端，升压DCDC器305的输出端连接第二恒压恒流源406的输入端，本申请能通过第一恒压恒流源405、升压DCDC器305和第二恒压恒流源406按照电堆的极化曲线1：1输出真实电流，且将输出电流供给发热单元452，1：1模拟电堆发热，不浪费能源，且可以支持燃料电池系统FCCU控制器开发，可以1:1模拟燃料电池电堆的发电和发热。

氢燃料电池测试装置的阳极气源为高压氮气或高压空气，氢燃料电池测试装置还包括用于连通电堆模拟器4的阳极模拟组件的阳极供给系统302，阳极气源通过减压阀2连通阳极供给系统302。通过减压阀2降压到0.5Mpa～1.5Mpa后通入到燃电系统的阳极气体供给系统，由系统控制器301(FCCU)控制二次降压为符合燃电系统工作的压力，约0.25MPa左右，通过电堆氢气入口通入电堆模拟器4的电堆氢气腔。如实施例1，由于电堆模拟器4通过发电模拟单元真实发电，不需要氢气和空气反应产电，所以本实施例中，阳极气体供给系统的阳极气源可选高压氮气或空气等来替换氢气进行消耗模拟，解决氢气测试的安全风险，不需要考虑氢气的安全性，测试装置内部氢气管路采用一般工业基本的耐压管路即可。

本实施例中的燃电系统部件3，包括系统控制器301(FCCU)、阳极供给系统302、阴极供给系统303、冷却系统304，升压DCDC器305(高压电气系统)，上述部件以及电堆模拟器4之间采用CAN通讯。

本发明设计一种无氢的氢燃料电池系统测试专用装置，用高压氮气或者空气来替代氢气，且能1：1实现电堆运行的各自工况的模拟，满足燃电系统测试各种试验，可以支持燃料电池系统FCCU控制器开发，对企业，高校，燃料电池爱好者敞开了一扇大门，具有安全性，普及型，实用性等优点。

通过上述实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

1)本发明能通过恒压恒流源输出电堆输出真实电流，且将输出电源供给发热单元，模拟电堆发热，不浪费能源；所以可以实现本案利用高压氮气或者空气来替代氢气的效果，不需要考虑氢气的安全性，测试装置内部氢气管路采用一般工业基本的耐压管路即可。

2)本申请中，阴极模拟组件、阳极模拟组件、水路模拟组件、水路模拟组件和功率模拟组件均采用闭环控制，参数可以通过PC电脑和上位机按照电堆极化曲线设定。本测试装置可以1:1实现燃料电池系统所有工况，可以支持燃料电池系统FCCU控制器开发，具有安全性，普及型，实用性等优点。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种电堆模拟器，其特征在于，包括功率模拟组件和用于设置电堆极化曲线的控制器，所述功率模拟组件包括发电模拟模块和功率控制单元，所述发电模拟模块包括第一恒压恒流源、第二恒压恒流源和发热单元，所述第一恒压恒流源的输出端以及所述第二恒压恒流的输入端用于连接升压DCDC器，所述第一恒压恒流源的输入端用于连接电源，所述第二恒压恒流源的输出端与所述发热单元电连接，所述功率控制模块分别与所述控制器和所述恒压恒流源电连接。

2.如权利要求1所述的电堆模拟器，其特征在于，所述电堆模拟器还包括水路模拟组件，所述水路模拟组件包括冷却管路，所述发热单元设置在所述冷却管路中，以构成电加热换热器。

3.如权利要求2所述的电堆模拟器，其特征在于，所述功率模拟组件还包括用于对所述电加热换热器进行散热的风扇，所述冷却管路内设置冷却风道。

4.如权利要求2或3所述的电堆模拟器，其特征在于，所述水路模拟组件还包括水路控制单元以及依次设置在所述冷却管路中的入水温压一体传感器、调流阀、液体流量计和出水温压一体传感器，所述入水温压一体传感器、所述调流阀、所述液体流量计和所述出水温压一体传感器均与所述水路控制单元电连接，所述水路控制单元与所述控制器电连接，所述发热单元设置在所述入水温压一体传感器和所述出水温压一体传感器之间。

5.如权利要求4所述的电堆模拟器，其特征在于，所述电堆模拟器还包括阴极模拟组件，所述阴极模拟组件包括阴极控制单元以及依次设置在气路上的阴极气腔、阴极气体流量计、阴极比例阀和与电堆气体排放口连通的阴极排气管，所述阴极气腔内设置第一压力传感装置，所述第一压力传感装置、所述阴极气体流量计和所述阴极比例阀与所述阴极控制单元电连接，且所述阴极控制单元与所述控制器电连接。

6.如权利要求5所述的电堆模拟器，其特征在于，所述电堆模拟器还包括阳极模拟组件，所述阳极模拟组件包括阳极控制单元以及依次设置在气路上且连通的阳极气腔、阳极气体流量计、阳极比例阀和与电堆气体排放口连通的阳极排气管，所述阳极气腔内设置第二压力传感装置，所述第二压力传感装置、所述阳极气体流量计和所述阳极比例阀均与所述阳极控制单元电连接，且所述阳极控制单元与所述控制器电连接。

7.如权利要求6所述的电堆模拟器，其特征在于，所述电堆模拟器上设置有用于将多余气体返回阳极气源的电堆阳极出口以及用于将多余气体返回阴极气源的电堆阴极出口，所述阳极出口与所述阳极气腔连通，所述阴极出口与所述阴极气腔连通。

8.如权利要求1-7中任一项所述的电堆模拟器，其特征在于，所述第二恒压恒流源的输入端设置有正极接触器和负极接触器；所述电堆模拟器还包括绝缘检测仪，所述绝缘检测仪与所述第一恒压恒流源电连接。

9.一种氢燃料电池测试装置，包括燃电系统部件以及权利要求1-8中任一项所述的电堆模拟器，所述燃电系统部件包括系统控制器和升压DCDC器，所述电堆模拟器和所述系统控制器电连接，所述系统控制器和所述升压DCDC器电连接；所述升压DCDC器的输入端连接所述第一恒压恒流源的输出端，所述升压DCDC器的输出端连接所述第二恒压恒流源的输入端。

10.如权利要求9所述的氢燃料电池测试装置，其特征在于，所述氢燃料电池测试装置的阳极气源为高压氮气或高压空气，所述氢燃料电池测试装置还包括用于连通所述电堆模拟器的阳极模拟组件的阳极供给系统，所述阳极气源通过减压阀连通所述阳极供给系统。

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