CN115597852B - 一种燃料电池系统用电磁比例阀测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃料电池系统用电磁比例阀测试装置及方法，装置包括高压气源、减压阀、关断阀、电磁比例阀、燃料电池模拟单元、流体质量采集单元、压力采集单元、温度采集单元。对于本发明的装置及方法，其实现了燃料电池系统工况下电磁比例阀的工作模拟，提高了燃料电池系统燃料目标压力的跟随性；实现了不同工况条件下的比例阀工作特性测试，优化了电磁比例阀的控制参数的给定，提高了电磁比例阀控制的可靠性、精确性，有利于提高燃料电池系统环境适应性进一步地，测试气体可用氮气等惰性气体来代替氢气，相较于系统标定测试，测试成本低、安全隐患小，可避免系统标定测试对燃料电池电堆的性能、寿命等造成的不可逆损伤。

Description

一种燃料电池系统用电磁比例阀测试装置及方法

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其是涉及一种燃料电池系统用电磁比例阀测试装置及方法。

背景技术

随着燃料电池产业的发展，燃料电池系统的环境适应性越来越受到重视，尤其是工作环境温度适用性指标。目前电磁比例阀的工作特性一般是在常温、出口压力大气压的条件下测得的，其测试工况与燃料电池系统实际运行工况差异较大，在不同环境温度、不同工作流体温度下的工作特性的相关数据是缺失的，因此对实际系统压力控制并无较好的参考价值。为实现燃料电池系统燃料目标压力的精准跟随，往往需要直接在系统上进行大量的标定试验，标定过程中不可避免地会对燃料电池系统，尤其是燃料电池电堆的性能、寿命等造成不可逆的损伤。另外，系统标定试验相较于零部件工作特性试验而言，系统需用氢，带来更高的安全隐患，也需投入更高的试验成本。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种燃料电池系统用电磁比例阀测试装置，解决了当前对电磁比例阀进行特性测试的测试工况条件简单，不具备较好实际参考价值的问题。

本发明还提供一种燃料电池系统用电磁比例阀测试方法。

根据本发明的第一方面实施例的燃料电池系统用电磁比例阀测试装置，包括：

高压气源，用于提供压力稳定的测试气体；

减压阀，其输入口与所述高压气源的输出口连接，所述减压阀用于调节所述高压气源的输出气压；

关断阀，其输入口与所述减压阀的输出口连接，所述关断阀用于控制测试气体的进入；

电磁比例阀，其输入口与所述关断阀的输出口连接，所述电磁比例阀用于调节测试气体的传输量；

燃料电池模拟单元，其输入口与所述电磁比例阀连接，所述燃料电池模拟单元用于模拟进行燃料电池电堆的气体传输过程；

流体质量采集单元，用于获取所述高压气源输出的测试气体的流体质量数据；

压力采集单元，用于获取测试气体分别传输至所述关断阀的输入口、所述电磁比例阀的输入口、所述电磁比例阀的输出口、所述燃料电池模拟单元的输入口的气压数据；

温度采集单元，用于获取测试气体分别传输至所述电磁比例阀的输入口、所述电磁比例阀的输出口的温度数据。

根据本发明实施例的燃料电池系统用电磁比例阀测试装置，至少具有如下有益效果：

通过利用高压气源和减压阀，从而可为测试提供不同气压的测试气体，并在开关阀打开后，进一步通过调节电磁比例阀的开度，来为燃料电池模拟单元提供不同气压的入堆测试气体，并最终可在流体质量采集单元、压力采集单元、温度采集单元的数据采集下，通过控制变量来得到流量、气压、温度与不同变量之间的多组相对应测试数据。因此，对于本发明的燃料电池系统用电磁比例阀测试装置，其实现了燃料电池系统工况下电磁比例阀的工作模拟，提高了燃料电池系统燃料目标压力的跟随性；实现了不同工况条件下的比例阀工作特性测试，优化了电磁比例阀的控制参数的给定，例如前馈值、PI参数等，提高了电磁比例阀控制的可靠性、精确性，有利于提高燃料电池系统环境适应性；进一步地，测试气体可用氮气等惰性气体来代替氢气，相较于系统标定测试，测试成本低、安全隐患小，可避免系统标定测试对燃料电池电堆的性能、寿命等造成的不可逆损伤。

根据本发明的一些实施例，所述燃料电池系统用电磁比例阀测试装置还包括温度调节单元，所述温度调节单元用于改变所述测试装置所处环境温度。

根据本发明的一些实施例，所述压力采集单元包括：

第一压力传感器，设置于所述关断阀的输入口处，用于获取测试气体传输至所述关断阀的输入口的气压数据；

第二压力传感器，设置于所述电磁比例阀的输入口处，用于获取测试气体传输至所述电磁比例阀的输入口的气压数据；

第三压力传感器，设置于所述电磁比例阀的输出口处，用于获取测试气体传输至所述电磁比例阀的输出口的气压数据。

根据本发明的一些实施例，所述燃料电池模拟单元包括：

储气罐，其输入口与所述电磁比例阀连接，所述储气罐用于模拟燃料电池电堆的阳极容腔；

循环泵，其输入口与所述储气罐的输出口连接，输出口与所述储气罐的输入口连接，所述循环泵用于模拟进行燃料电池电堆的氢气循环；

电子节气门，其输入口与所述储气罐的输出口连接，输出口与大气连通，所述电子节气门用于模拟调节燃料电池电堆的燃料消耗量。

根据本发明的一些实施例，所述压力采集单元还包括第四压力传感器，所述第四压力传感器设置于所述循环泵的输出口与所述储气罐的输入口之间，所述第四压力传感器用于获取测试气体传输至所述储气罐的输入口的气压数据。

根据本发明的一些实施例，所述温度采集单元包括：

第一温度传感器，设置于所述电磁比例阀的输入口处，用于获取测试气体传输至所述电磁比例阀的输入口的温度数据；

第二温度传感器，设置于所述电磁比例阀的输出口处，用于获取测试气体传输至所述电磁比例阀的输出口的温度数据。

根据本发明的第二方面实施例的燃料电池系统用电磁比例阀测试方法，应用于如本发明第一方面实施例任一所述的燃料电池系统用电磁比例阀测试装置，包括以下步骤：

将测试装置放置于恒温环境下并调节所述减压阀，以使得所述高压气源提供的测试气体处于目标温度和目标气压；

开启所述关断阀和所述电磁比例阀，并设置所述电磁比例阀的开度为目标开度，以使得所述燃料电池模拟单元中充满测试气体；

在所述燃料电池模拟单元中模拟进行燃料电池电堆的气体传输过程，并采集测试气体进出所述电磁比例阀的流体质量数据、气压数据、温度数据；

基于控制变量法进行多次测试，以获得所述电磁比例阀的流体质量数据、气压数据与不同变量之间的多组对应关系数据，所述变量至少包括所述电磁比例阀的开度、测试气体的气压。

根据本发明实施例的燃料电池系统用电磁比例阀测试方法，至少具有如下有益效果：

通过利用高压气源和减压阀，从而可为测试提供不同气压的测试气体，并在开关阀打开后，进一步通过调节电磁比例阀的开度，来为燃料电池模拟单元提供不同气压的入堆测试气体，并最终可在流体质量采集单元、压力采集单元、温度采集单元的数据采集下，通过控制变量来得到流量、气压、温度与不同变量之间的多组相对应测试数据。因此，对于本发明的燃料电池系统用电磁比例阀测试方法，其实现了燃料电池系统工况下电磁比例阀的工作模拟，提高了燃料电池系统燃料目标压力的跟随性；实现了不同工况条件下的比例阀工作特性测试，优化了电磁比例阀的控制参数的给定，例如前馈值、PI参数等，提高了电磁比例阀控制的可靠性、精确性，有利于提高燃料电池系统环境适应性；进一步地，测试气体可用氮气等惰性气体来代替氢气，相较于系统标定测试，测试成本低、安全隐患小，可避免系统标定测试对燃料电池电堆的性能、寿命等造成的不可逆损伤。

根据本发明的一些实施例，所述基于控制变量法进行多次测试，以获得所述电磁比例阀的流体质量数据、气压数据与不同变量之间的多组对应关系数据，包括以下步骤：

在保持所述目标温度和目标气压不变的情况下，多次调节所述电磁比例阀的开度，以获得所述电磁比例阀的流体质量数据、气压数据与开度之间的多组对应关系数据；

在保持所述目标温度和目标开度不变的情况下，多次调节所述减压阀，以获得所述电磁比例阀的流体质量数据、气压数据与输入测试气体气压之间的多组对应关系数据。

根据本发明的一些实施例，所述测试装置还包括温度调节单元，所述温度调节单元用于改变所述测试装置所处环境温度；

所述基于控制变量法进行多次测试，以获得所述电磁比例阀的流体质量数据、气压数据与不同变量之间的多组对应关系数据，还包括以下步骤：

在保持所述目标气压和目标开度不变的情况下，多次改变所述测试装置所处环境温度，以获得所述电磁比例阀的气压数据、流体质量数据与测试气体的温度数据之间的多组对应关系数据。

根据本发明的一些实施例，所述燃料电池模拟单元包括储气罐、循环泵、电子节气门；所述储气罐的输入口与所述电磁比例阀连接，所述储气罐用于模拟燃料电池电堆的阳极容腔；所述循环泵的输入口与所述储气罐的输出口连接，输出口与所述储气罐的输入口连接，所述循环泵用于模拟进行燃料电池电堆的氢气循环；所述电子节气门的输入口与所述储气罐的输出口连接，输出口与大气连通，所述电子节气门用于模拟调节燃料电池电堆的燃料消耗量；

所述在所述燃料电池模拟单元中模拟进行燃料电池电堆的气体传输过程，包括以下步骤：

将所述循环泵的转速设置为燃料电池电堆实际工作情况下的氢气循环泵转速；

分别调节所述电磁比例阀和所述电子节气门的开度，以使得所述流体质量数据为燃料电池电堆实际工作情况下的燃料消耗量，并使得测试气体输入所述储气罐的气压为燃料电池电堆实际工作情况下的入堆气压。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一种实施例的燃料电池系统用电磁比例阀测试装置的结构示意图；

图2是本发明一种实施例的燃料电池系统用电磁比例阀测试装置的流程图。

附图标记：

高压气源100；

减压阀200；

关断阀300；

电磁比例阀400；

储气罐510；循环泵520；电子节气门530；

质量流量计600；

第一压力传感器710；第二压力传感器720；第三压力传感器730；第四压力传感器740；

第一温度传感器810；第二温度传感器820。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表征相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，以下所描述的实施例是本发明一部分实施例，并非全部实施例。

参见图1所示，为本发明一个实施例提供的燃料电池系统用电磁比例阀测试装置的结构示意图，测试装置包括：高压气源100、减压阀200、关断阀300、电磁比例阀400、燃料电池模拟单元、流体质量采集单元、压力采集单元、温度采集单元。高压气源100用于提供压力稳定的测试气体；减压阀200的输入口与高压气源100的输出口连接，减压阀200用于调节高压气源100的输出气压；关断阀300的输入口与减压阀200的输出口连接，关断阀300用于控制测试气体的进入；电磁比例阀400的输入口与关断阀300的输出口连接，电磁比例阀400用于调节测试气体的传输量；燃料电池模拟单元的输入口与电磁比例阀400连接，燃料电池模拟单元用于模拟进行燃料电池电堆的气体传输过程；流体质量采集单元用于获取高压气源100输出的测试气体的流体质量数据；压力采集单元用于获取测试气体分别传输至关断阀300的输入口、电磁比例阀400的输入口、电磁比例阀400的输出口、燃料电池模拟单元的输入口的气压数据；温度采集单元用于获取测试气体分别传输至电磁比例阀400的输入口、电磁比例阀400的输出口的温度数据。

具体地，如图1所示，整个测试装置用于模拟燃料电池系统，首先利用高压气源100来提供测试气体，并利用减压阀200来控制提供需要的测试气体气压；然后通过开启关断阀300来使测试气体进入测试过程，当测试气体传输至电磁比例阀400时，可调节电磁比例阀400的开度，来控制测试气体的传输流量，并最终输入至燃料电池模拟单元来模拟燃料电池电堆的气体传输过程。在一些实施例中，测试气体可采用氮气等惰性气体或空气，减压阀200和关断阀300可采用手动阀，也可采用电动控制阀。

进一步地，在整个模拟燃料电池电堆的气体传输过程中，可利用流体质量采集单元来获取测试气体的流体质量数据；利用压力采集单元获取测试气体分别传输至关断阀300的输入口、电磁比例阀400的输入口、电磁比例阀400的输出口、燃料电池模拟单元的输入口的气压数据；利用温度采集单元获取测试气体分别传输至电磁比例阀400的输入口、电磁比例阀400的输出口的温度数据。最终基于控制变量法的原理，通过改变不同的变量，从而进行多次测试，以得到流量、气压、温度、开度等多种参数的多组对应关系数据。因此，在后续处理中可对多组对应关系数据进行分析，从而得到电磁比例阀400的相关工作特性的结论。

本实施例中，通过利用高压气源100和减压阀200，从而可为测试提供不同气压的测试气体，并在开关阀打开后，进一步通过调节电磁比例阀400的开度，来为燃料电池模拟单元提供不同气压的入堆测试气体，并最终可在流体质量采集单元、压力采集单元、温度采集单元的数据采集下，通过控制变量来得到流量、气压、温度与不同变量之间的多组相对应测试数据。因此，对于本发明的燃料电池系统用电磁比例阀测试装置，其实现了燃料电池系统工况下电磁比例阀400的工作模拟，提高了燃料电池系统燃料目标压力的跟随性；实现了不同工况条件下的比例阀工作特性测试，优化了电磁比例阀400的控制参数的给定，例如前馈值、PI参数等，提高了电磁比例阀400控制的可靠性、精确性，有利于提高燃料电池系统环境适应性；进一步地，测试气体可用氮气等惰性气体来代替氢气，相较于系统标定测试，测试成本低、安全隐患小，可避免系统标定测试对燃料电池电堆的性能、寿命等造成的不可逆损伤。

在一些实施例中，燃料电池系统用电磁比例阀测试装置还包括温度调节单元，温度调节单元用于改变测试装置所处环境温度。

具体地，可以理解的是，对于本发明实施例的测试装置，在进行测试时，通常是置于恒定温度的环境下且一般为正常的室温。而在一些实施例中，需要对测试气体在一些其他特定温度下进行测试，需要调整环境温度，因此可利用温度调节单元来实现，从而可以测试不同测试气体温度下的电磁比例阀400的工作特性。

在一些实施例中，如图1所示，压力采集单元包括：第一压力传感器710、第二压力传感器720、第三压力传感器730。第一压力传感器710设置于关断阀300的输入口处，用于获取测试气体传输至关断阀300的输入口的气压数据；第二压力传感器720设置于电磁比例阀400的输入口处，用于获取测试气体传输至电磁比例阀400的输入口的气压数据；第三压力传感器730设置于电磁比例阀400的输出口处，用于获取测试气体传输至电磁比例阀400的输出口的气压数据。

具体地，参考图1，通过设置第二压力传感器720和第三压力传感器730，从而可以获得测试气体进入和输出电磁比例阀400的气压数据，因此可体现出气压对电磁比例阀400工作特性的影响；通过设置第一压力传感器710，可以获得测试气体进入关断阀300时的气压数据，因此可利用此数据来消除关断阀300出现阻流而对电磁比例阀400所产生的影响。

在一些实施例中，如图1所示，燃料电池模拟单元包括：储气罐510、循环泵520、电子节气门530。储气罐510的输入口与电磁比例阀400连接，储气罐510用于模拟燃料电池电堆的阳极容腔；循环泵520的输入口与储气罐510的输出口连接，输出口与储气罐510的输入口连接，循环泵520用于模拟进行燃料电池电堆的氢气循环；电子节气门530的输入口与储气罐510的输出口连接，输出口与大气连通，电子节气门530用于模拟调节燃料电池电堆的燃料消耗量。

具体地，参考图1，燃料电池模拟单元主要为模拟燃料电池电堆的气体传输过程，因此，储气罐510用于模拟燃料电池电堆的阳极容腔，循环泵520用于模拟进行燃料电池电堆的氢气循环，即储气罐510会模拟输出未反应的氢气，即实际输出测试气体，然后由循环泵520驱动测试气体传回储气罐510的输入口。同时，储气罐510还会模拟输出一些空气或水蒸气，即实际输出测试气体，经电子节气门530后输出至大气中。需要说明的是，在模拟气体传输过程中，需要先关闭电子节气门530，以使得储气罐510和循环泵520中充满测试气体，然后再开启电子节气门530，从而可排出测试气体。同时，通过调节电子节气门530，并对应调节电磁比例阀400的开度，可以模拟实现调节燃料电池电堆的燃料消耗量。

在一些实施例中，如图1所示，压力采集单元还包括第四压力传感器740，第四压力传感器740设置于循环泵520的输出口与储气罐510的输入口之间，第四压力传感器740用于获取测试气体传输至储气罐510的输入口的气压数据。

具体地，参考图1，由于模拟了氢循环过程，因此进入储气罐510的气体来源为本身接收的测试气体和循环接收到的测试气体，因此，通过将第四压力传感器740设置于循环泵520的输出口与储气罐510的输入口之间，可以准确得到模拟入堆时的气压，从而可用于后续特定测试下需要满足的条件。

在一些实施例中，如图1所示，温度采集单元包括：第一温度传感器810、第二温度传感器820。第一温度传感器810设置于电磁比例阀400的输入口处，用于获取测试气体传输至电磁比例阀400的输入口的温度数据；第二温度传感器820设置于电磁比例阀400的输出口处，用于获取测试气体传输至电磁比例阀400的输出口的温度数据。

具体地，参考图1，通过设置第一温度传感器810和第二温度传感器820，从而可以获得测试气体进入和输出电磁比例阀400的温度数据，因此可体现出温度对电磁比例阀400工作特性的影响。

进一步地，在一些实施例中，参考图1，可以将设置在电磁比例阀400输入口的第二压力传感器720和第一温度传感器810结合为温压一体传感器，同理也可以将设置在电磁比例阀400输出口的第三压力传感器730和第二温度传感器820结合为温压一体传感器。温压一体传感器综合了温度传感器和压力传感器的双层特点, 既可以测温度，又可以测压力，因此，通过采用温压一体传感器，可以节约传感器材料，降低成本，同时也可减少过多传感器元件的布置，使得装置结构布局更加精简合理。

在一些实施例中，流体质量采集单元采用质量流量计600，质量流量计600设置于减压阀200和关断阀300之间。

具体地，质量流量计600可采用感热式测量，通过分体分子带走的分子质量多少从而来测量流量，因为是用感热式测量，所以不会因为气体温度、压力的变化从而影响到测量的结果。质量流量计600的使用寿命长，维护率低且测量精度高，是一个较为准确、快速、可靠、高效、稳定、灵活的流量测量仪表，在石油加工、化工等领域得到广泛的应用。因此，流体质量采集单元采用质量流量计600，其可以很好地实现所需功能。

参考图2所示，为本发明一个实施例提供的燃料电池系统用电磁比例阀测试方法，应用于如本发明第一方面实施例任一的燃料电池系统用电磁比例阀测试装置，包括以下步骤：

将测试装置放置于恒温环境下并调节减压阀200，以使得高压气源100提供的测试气体处于目标温度和目标气压；

开启关断阀300和电磁比例阀400，并设置电磁比例阀400的开度为目标开度，以使得燃料电池模拟单元中充满测试气体；

在燃料电池模拟单元中模拟进行燃料电池电堆的气体传输过程，并采集测试气体进出电磁比例阀400的流体质量数据、气压数据、温度数据；

基于控制变量法进行多次测试，以获得电磁比例阀400的流体质量数据、气压数据与不同变量之间的多组对应关系数据，变量至少包括电磁比例阀400的开度、测试气体的气压。

具体地，结合参考图1和图2，可以理解的是，对于利用本发明实施例的测试装置来进行一次测试，需要首先确定当前的目标温度和目标气压，即将测试装置放置于对应的恒温环境下，调节减压阀200以使得高压气源100传输出所需的测试气体气压；然后打开关断阀300并调节电磁比例阀400为需要的目标开度，从而使燃料电池模拟单元中充满测试气体，以开始模拟燃料电池电堆的气体传输过程；最后通过流体质量采集单元、压力采集单元、温度采集单元来获得一组关于当前电磁比例阀400工作特性的流体质量数据、气压数据、温度数据。因此，基于控制变量法进行多次测试，可最终得到多组对应关系数据，并可通过后续的数据分析来获得相关电磁比例阀400工作特性的结论。

需要说明的是，在实际中，要将整个测试装置在恒温环境中放置至少2个小时，确保高压气源100的气瓶内的测试气体可完全达到目标温度。

可以理解的是，通过利用高压气源100和减压阀200，从而可为测试提供不同气压的测试气体，并在开关阀打开后，进一步通过调节电磁比例阀400的开度，来为燃料电池模拟单元提供不同气压的入堆测试气体，并最终可在流体质量采集单元、压力采集单元、温度采集单元的数据采集下，通过控制变量来得到流量、气压、温度与不同变量之间的多组相对应测试数据。因此，对于本发明的燃料电池系统用电磁比例阀测试方法，其实现了燃料电池系统工况下电磁比例阀400的工作模拟，提高了燃料电池系统燃料目标压力的跟随性；实现了不同工况条件下的比例阀工作特性测试，优化了电磁比例阀400的控制参数的给定，例如前馈值、PI参数等，提高了电磁比例阀400控制的可靠性、精确性，有利于提高燃料电池系统环境适应性；进一步地，测试气体可用氮气等惰性气体来代替氢气，相较于系统标定测试，测试成本低、安全隐患小，可避免系统标定测试对燃料电池电堆的性能、寿命等造成的不可逆损伤。

在一些实施例中，基于控制变量法进行多次测试，以获得电磁比例阀400的流体质量数据、气压数据与不同变量之间的多组对应关系数据，包括以下步骤：

在保持目标温度和目标气压不变的情况下，多次调节电磁比例阀400的开度，以获得电磁比例阀400的流体质量数据、气压数据与开度之间的多组对应关系数据；

在保持目标温度和目标开度不变的情况下，多次调节减压阀200，以获得电磁比例阀400的流体质量数据、气压数据与输入测试气体气压之间的多组对应关系数据。

具体地，可以理解的是，对于以电磁比例阀400的开度作为变量，则可通过保持测试气体温度和气压不变的情况下，多次调节电磁比例阀400的开度，从而可以获得多组关于电磁比例阀400的开度-流量-输出气压的对应关系数据；对于以输入测试气体气压作为变量，则可以通过保持测试气体温度和电磁比例阀400的开度不变的情况下，多次调节减压阀200，使得高压气源100的气瓶所输出的测试气体气压发生多次改变，从而可以获得多组关于电磁比例阀400的输入气压-流量-输出气压的对应关系数据。

在一些实施例中，测试装置还包括温度调节单元，温度调节单元用于改变测试装置所处环境温度；

基于控制变量法进行多次测试，以获得电磁比例阀400的流体质量数据、气压数据与不同变量之间的多组对应关系数据，还包括以下步骤：

在保持目标气压和目标开度不变的情况下，多次改变测试装置所处环境温度，以获得电磁比例阀400的气压数据、流体质量数据与测试气体的温度数据之间的多组对应关系数据。

具体地，可以理解的是，对于以测试气体的温度作为变量，则可通过保持测试气体的气压和电磁比例阀400的开度不变的情况下，多次使用温度调节单元进行环境温度调节，以调节测试气体的温度，从而可以获得多组关于电磁比例阀400的温度-流量-输出气压的对应关系数据。

需要说明的是，上述的实施例中仅描述了在单次测试中仅以一个参数作为变量的情形，在一些实施例中，可以将多个参数作为变量来进行测试，例如，单次测试中，可以将测试气体的温度、电磁比例阀400的开度作为变量，从而可得到关于电磁比例阀400的温度-开度-流量-输出气压的对应关系数据。

在一些实施例中，燃料电池模拟单元包括储气罐510、循环泵520、电子节气门530；储气罐510的输入口与电磁比例阀400连接，储气罐510用于模拟燃料电池电堆的阳极容腔；循环泵520的输入口与储气罐510的输出口连接，输出口与储气罐510的输入口连接，循环泵520用于模拟进行燃料电池电堆的氢气循环；电子节气门530的输入口与储气罐510的输出口连接，输出口与大气连通，电子节气门530用于模拟调节燃料电池电堆的燃料消耗量；

在燃料电池模拟单元中模拟进行燃料电池电堆的气体传输过程，包括以下步骤：

将循环泵520的转速设置为燃料电池电堆实际工作情况下的氢气循环泵转速；

分别调节电磁比例阀和电子节气门530的开度，以使得流体质量数据为燃料电池电堆实际工作情况下的燃料消耗量，并使得测试气体输入储气罐510的气压为燃料电池电堆实际工作情况下的入堆气压。

具体地，可以理解的是，根据燃料电池系统实际运行工况下对应的燃料消耗量Q、氢气循环泵转速R、入堆气压Pb，设定多组测试工况点Qi-Ri-Pbi。测试过程中，选择一个测试工况点，例如Q1-R1-Pb1，循环泵520的转速设定为测试工况点参数R1，通过调节电磁比例阀400及电子节气门530的开度，使质量流量计600测得的测试气体流量与燃料消耗量Q1一致，并使第四压力传感器740测得的压力与入堆压力Pb1一致。因此，通过多组测试工况点的设置，从而使得测试所模拟的燃料电池电堆更加符合实际的燃料电池系统的工况。

可以理解的是，多组测试工况点同样也可以看作测试的一种变量，因此可以获得不同测试工况下的多组关于电磁比例阀400的对应关系数据。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质（或非暂时性介质）和通信介质（或暂时性介质）。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息（诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据）的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘（DVD）或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种燃料电池系统用电磁比例阀测试方法，应用于一种燃料电池系统用电磁比例阀测试装置，其特征在于，所述燃料电池系统用电磁比例阀测试装置包括：

高压气源，用于提供压力稳定的测试气体；

减压阀，其输入口与所述高压气源的输出口连接，所述减压阀用于调节所述高压气源的输出气压；

关断阀，其输入口与所述减压阀的输出口连接，所述关断阀用于控制测试气体的进入；

电磁比例阀，其输入口与所述关断阀的输出口连接，所述电磁比例阀用于调节测试气体的传输量；

燃料电池模拟单元，其输入口与所述电磁比例阀连接，所述燃料电池模拟单元用于模拟进行燃料电池电堆的气体传输过程；

流体质量采集单元，用于获取所述高压气源输出的测试气体的流体质量数据；

压力采集单元，用于获取测试气体分别传输至所述关断阀的输入口、所述电磁比例阀的输入口、所述电磁比例阀的输出口、所述燃料电池模拟单元的输入口的气压数据；

温度采集单元，用于获取测试气体分别传输至所述电磁比例阀的输入口、所述电磁比例阀的输出口的温度数据；

所述燃料电池系统用电磁比例阀测试方法包括以下步骤：

将测试装置放置于恒温环境下并调节所述减压阀，以使得所述高压气源提供的测试气体处于目标温度和目标气压；

开启所述关断阀和所述电磁比例阀，并设置所述电磁比例阀的开度为目标开度，以使得所述燃料电池模拟单元中充满测试气体；

在所述燃料电池模拟单元中模拟进行燃料电池电堆的气体传输过程，并采集测试气体进出所述电磁比例阀的流体质量数据、气压数据、温度数据；

基于控制变量法进行多次测试，以获得所述电磁比例阀的流体质量数据、气压数据与不同变量之间的多组对应关系数据，所述变量至少包括所述电磁比例阀的开度、测试气体的气压。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统用电磁比例阀测试方法，其特征在于，所述燃料电池系统用电磁比例阀测试装置还包括温度调节单元，所述温度调节单元用于改变所述测试装置所处环境温度。

3.根据权利要求2所述的燃料电池系统用电磁比例阀测试方法，其特征在于，所述压力采集单元包括：

第一压力传感器，设置于所述关断阀的输入口处，用于获取测试气体传输至所述关断阀的输入口的气压数据；

第二压力传感器，设置于所述电磁比例阀的输入口处，用于获取测试气体传输至所述电磁比例阀的输入口的气压数据；

第三压力传感器，设置于所述电磁比例阀的输出口处，用于获取测试气体传输至所述电磁比例阀的输出口的气压数据。

4.根据权利要求3所述的燃料电池系统用电磁比例阀测试方法，其特征在于，所述燃料电池模拟单元包括：

储气罐，其输入口与所述电磁比例阀连接，所述储气罐用于模拟燃料电池电堆的阳极容腔；

循环泵，其输入口与所述储气罐的输出口连接，输出口与所述储气罐的输入口连接，所述循环泵用于模拟进行燃料电池电堆的氢气循环；

电子节气门，其输入口与所述储气罐的输出口连接，输出口与大气连通，所述电子节气门用于模拟调节燃料电池电堆的燃料消耗量。

5.根据权利要求4所述的燃料电池系统用电磁比例阀测试方法，其特征在于，所述压力采集单元还包括第四压力传感器，所述第四压力传感器设置于所述循环泵的输出口与所述储气罐的输入口之间，所述第四压力传感器用于获取测试气体传输至所述储气罐的输入口的气压数据。

6.根据权利要求2所述的燃料电池系统用电磁比例阀测试方法，其特征在于，所述温度采集单元包括：

第一温度传感器，设置于所述电磁比例阀的输入口处，用于获取测试气体传输至所述电磁比例阀的输入口的温度数据；

第二温度传感器，设置于所述电磁比例阀的输出口处，用于获取测试气体传输至所述电磁比例阀的输出口的温度数据。

7.根据权利要求1所述的燃料电池系统用电磁比例阀测试方法，其特征在于，所述基于控制变量法进行多次测试，以获得所述电磁比例阀的流体质量数据、气压数据与不同变量之间的多组对应关系数据，包括以下步骤：

在保持所述目标温度和目标气压不变的情况下，多次调节所述电磁比例阀的开度，以获得所述电磁比例阀的流体质量数据、气压数据与开度之间的多组对应关系数据；

在保持所述目标温度和目标开度不变的情况下，多次调节所述减压阀，以获得所述电磁比例阀的流体质量数据、气压数据与输入测试气体气压之间的多组对应关系数据。

8.根据权利要求1所述的燃料电池系统用电磁比例阀测试方法，其特征在于，所述测试装置还包括温度调节单元，所述温度调节单元用于改变所述测试装置所处环境温度；

所述基于控制变量法进行多次测试，以获得所述电磁比例阀的流体质量数据、气压数据与不同变量之间的多组对应关系数据，还包括以下步骤：

在保持所述目标气压和目标开度不变的情况下，多次改变所述测试装置所处环境温度，以获得所述电磁比例阀的气压数据、流体质量数据与测试气体的温度数据之间的多组对应关系数据。

9.根据权利要求1所述的燃料电池系统用电磁比例阀测试方法，其特征在于，所述燃料电池模拟单元包括储气罐、循环泵、电子节气门；所述储气罐的输入口与所述电磁比例阀连接，所述储气罐用于模拟燃料电池电堆的阳极容腔；所述循环泵的输入口与所述储气罐的输出口连接，输出口与所述储气罐的输入口连接，所述循环泵用于模拟进行燃料电池电堆的氢气循环；所述电子节气门的输入口与所述储气罐的输出口连接，输出口与大气连通，所述电子节气门用于模拟调节燃料电池电堆的燃料消耗量；

所述在所述燃料电池模拟单元中模拟进行燃料电池电堆的气体传输过程，包括以下步骤：

将所述循环泵的转速设置为燃料电池电堆实际工作情况下的氢气循环泵转速；

分别调节所述电磁比例阀和所述电子节气门的开度，以使得所述流体质量数据为燃料电池电堆实际工作情况下的燃料消耗量，并使得测试气体输入所述储气罐的气压为燃料电池电堆实际工作情况下的入堆气压。

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