CN215641730U - 燃料电池系统的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃料电池系统的测试装置，包括：测试仓，测试仓具有容纳空间，用于放置燃料电池系统；供电模块，用于电连接燃料电池系统；供气模块，用于连接燃料电池系统以供应氢气；负载，用于电连接燃料电池系统；测试仓散热模块，测试仓散热模块设在测试仓上，测试仓散热模块能控制测试仓内的热量以模拟整车前机舱的热环境；控制模块，控制模块电连接供电模块、供气模块以及测试仓散热模块，控制模块能计算不同功率下燃料电池系统的排热量并与整车在相同功率下的排热量对比，以控制测试仓散热模块。本实用新型可以更加真实的模拟燃料电池系统在整车前机舱中温度环境条件下进行测试。

Description

燃料电池系统的测试装置

技术领域

本实用新型涉及燃料电池测试技术领域，具体而言，涉及一种燃料电池系统的测试装置。

背景技术

目前，现有技术中的燃料电池系统的测试仓中不具备集成供应气水电的功能，而且测试仓存在缺陷，无法真实反映燃料电池在整车前机舱中的条件。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种燃料电池系统的测试装置。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种燃料电池系统的测试装置，包括：测试仓，所述测试仓具有容纳空间，用于放置燃料电池系统；供电模块，用于电连接所述燃料电池系统；供气模块，用于连接所述燃料电池系统以供应氢气；负载，用于电连接所述燃料电池系统；测试仓散热模块，所述测试仓散热模块设在所述测试仓上，所述测试仓散热模块能控制所述测试仓内的热量以模拟整车前机舱的热环境；控制模块，所述控制模块电连接所述供电模块、所述供气模块以及所述测试仓散热模块，所述控制模块能计算不同功率下所述燃料电池系统的排热量并与整车在相同功率下的排热量对比，以控制所述测试仓散热模块。

根据本实用新型实施例的燃料电池系统的测试装置，既可以满足燃料电池系统运行需求，集成化提供气水电的供应，也可以进行燃料电池系统的安全、性能等方面的测试项目，并且可以更加真实的模拟燃料电池系统在整车前机舱中温度环境条件下进行测试。

一些实施例中，所述测试仓散热模块包括：排热管道，所述排热管道连通所述测试仓；排热风机，所述排热风机设在所述排热管道内，以将所述测试仓的热量通过所述排热管道向外排出，所述控制模块通过控制所述排热风机的转速以控制所述测试仓内的热量。

一些实施例中，所述供电模块包括：高压供电模块，用于对所述燃料电池系统的高压部件供电；低压供电模块，用于对所述燃料电池系统的低压部件供电。

一些实施例中，所述供气模块包括：供气管道，所述供气管道连接所述燃料电池系统，所述供气管道可在所述燃料电池系统工作时通入氢气。

一些实施例中，所述测试装置还包括：氮气吹扫模块，所述氮气吹扫模块连通所述供气管道，所述氮气吹扫模块在所述燃料电池系统工作结束时向所述供气管道内通入氮气，排空所述供气管道内的氢气。

一些实施例中，所述氮气吹扫模块包括：氮气供给管，所述氮气供给管连通所述供气管道，所述氮气供给管上设有多个第一开关阀，所述供气管道上设有多个第二开关阀。

一些实施例中，所述测试装置还包括：燃料电池散热模块，用于对所述燃料电池系统散热。

一些实施例中，所述燃料电池散热模块包括：主散热模块，用于对所述燃料电池系统散热；副散热模块，用于对所述燃料电池系统的辅件散热。

一些实施例中，所述主散热模块包括：散热风机，所述散热风机与所述燃料电池系统的冷却管路对应设置，所述控制模块控制所述散热风机的转速来控制所述燃料电池系统的温度。

一些实施例中，所述测试装置还包括：排气排水模块，所述排气排水模块连接所述燃料电池系统，用于对所述燃料电池系统结束工作时排水和排气。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型的实施例中测试装置的示意图一。

图2是根据本实用新型的实施例中测试装置的示意图二。

图3是根据本实用新型的实施例中测试装置与实验室中设备相连的示意图。

附图标记：

100、测试装置；

10、测试仓；101、容纳空间；

20、供电模块；210、高压供电模块；220、低压供电模块；

30、供气模块；310、供气管道；3101、第二开关阀；3102、减压阀；

40、负载；

50、测试仓散热模块；510、排热管道；520、排热风机；

60、控制模块；

70、氮气吹扫模块；710、氮气供给管；7101、第一开关阀；7102、单向阀；

80、燃料电池散热模块；810、主散热模块；820、副散热模块；

910、排水管道；920、排气管道；

200、燃料电池系统；300、电网；400、换热器；410、冷却水；

510、第一汽水分离器；520、第二汽水分离器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考图1-图3并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1和图2所示，一种燃料电池系统的测试装置100，包括：测试仓10、供电模块20、供气模块30、负载40、测试仓散热模块50、控制模块60。

测试仓10具有容纳空间101，用于放置燃料电池系统200；供电模块20用于电连接燃料电池系统200；供气模块30用于连接燃料电池系统200以供应氢气；负载40用于电连接燃料电池系统200；测试仓散热模块50设在测试仓10上，测试仓散热模块50能控制测试仓10内的热量以模拟整车前机舱的热环境；控制模块60电连接供电模块20、供气模块30以及测试仓散热模块50，控制模块60能计算不同功率下燃料电池系统200的排热量并与整车在相同功率下的排热量对比，以控制测试仓散热模块50。

需要说明的是，燃料电池系统200的结构和工作方式可参考现有技术，这里不再赘述，测试进行前，供电模块20对燃料电池系统200供电，供气模块30通过管道向燃料电池系统200供应氢气，氧气则可以通过燃料电池系统200直接向大气环境中获取。测试进行时，燃料电池系统200对负载40供电，并将燃料电池系统200发出的电通过负载40反馈到电网300上，期间，测试仓散热模块50可以对测试仓10内的热量进行控制，以模拟出燃料电池系统200在整车前机舱的热环境。

在测试仓10中，使得燃料电池系统200运行在不同的功率下既可模拟不同功率点下不同的整车前机舱的环境温度，从而能依据GB/T-24554进行燃料电池系统200的排放测试、氢气消耗测试、启动关闭燃料电池系统测试、额定功率测试、峰值功率测试、稳态测试、动态响应测试、冷却失效测试等，其测试结果更加符合燃料电池系统在整车前机舱环境中的结果。

根据本实用新型实施例的燃料电池系统的测试装置100，既可以满足燃料电池系统运行需求，集成化提供气水电的供应，也可以进行燃料电池系统200的安全、性能等方面的测试项目，并且可以更加真实的模拟燃料电池系统200在整车前机舱中温度环境条件下进行测试。

一些实施例中，如图1所示，测试仓散热模块50包括：排热管道510和排热风机520，排热管道510连通测试仓10；排热风机520设在排热管道内，以将测试仓10的热量通过排热管道510向外排出，控制模块60通过控制排热风机520的转速以控制测试仓10内的热量。也就是说，通过控制模块60控制排热风机520的转速，将测试仓10内的热量沿着排热管道510排出，使得测试仓10内的温度环境和整车前机舱中温度环境相近，采用将测试仓散热模块50设置成包括排热管道510和排热风机520的方式，结构简单，控制方便，成本也较低。

可选地，如图1所示，排热管道和排热风机可以设在测试仓10的上方，以更好的对测试仓10内部的热量进行散热。

一些实施例中，如图2所示，供电模块20包括：高压供电模块210和低压供电模块220，高压供电模块210用于电连接燃料电池系统200的高压部件供电；低压供电模块220用于电连接燃料电池系统200的低压部件供电。也就是说，燃料电池系统200包括高压部件和低压部件。高压供电模块210能为相应的高压部件进行供电，例如，高压水泵和空压机。低压供电模块220能为相应的低压部件进行供电，例如，系统ECU及系统中的控制阀和各个温度、压力传感器。

具体地，高压供电模块210的高压电可以由实验室的高压电源提供。低压供电模块220的低压电可以由实验室的低压电源提供。

一些实施例中，如图3所示，供气模块30包括：供气管道310，供气管道310连接燃料电池系统200，供气管道310可在燃料电池系统200工作时通入氢气。供气管道310可以与实验室的氢气供给设备提供，例如，氢气瓶，氢气瓶的阀门启动后，可以向供气管道310输送氢气，以提供燃料电池反应所需的燃料。

一些实施例中，如图3所示，测试装置100还包括：氮气吹扫模块70，氮气吹扫模块70连通供气管道310，氮气吹扫模块70在燃料电池系统200工作结束时向供气管道310内通入氮气，排空供气管道310内的氢气。也就是说，燃料电池系统200工作结束后，供气管道310内会残留部分氢气，具有一定的安全隐患，氮气吹扫模块70通过向供气管道310内持续通入氮气，然后将氢气从燃料电池系统200的出气口排出，从而能提高安全性。

一些实施例中，如图3所示，氮气吹扫模块70包括：氮气供给管710，氮气供给管710连通供气管道310，可以理解为，氮气供给管710可以与实验室的氮气供给设备相连，例如，氮气瓶，氮气瓶内存储有高压氮气，启动阀门后可以通过氮气供给管710鼓吹氮气，提供供气管道310内所需的氮气。

可选地，如图3所示，氮气供给管710上设有多个第一开关阀7101，通过设置多个第一开关阀7101，可以提高氮气供应过程中的安全性。供气管道310上设有多个第二开关阀3101，通过设置多个第二开关阀3101，可以提高氢气供应过程中的安全性。

可选地，如图3所示，多个第二开关阀3101可以设在氮气供给管710的两侧，从而能进一步提高安全性。第一开关阀7101和第二开关阀3101可以为手动阀。

可选地，如图3所示，供气管道310上可以设有减压阀3102，以提高氢气供应的安全性。

可选地，如图3所示，氮气供给管710上可以设有单向阀7102，以提高氮气供应的安全性。

一些实施例中，如图2所示，测试装置100还包括：燃料电池散热模块80，用于对燃料电池系统200散热，从而模拟燃料电池系统200在整车前机舱中的环境。

一些实施例中，如图2所示，燃料电池散热模块80包括：主散热模块810和副散热模块820，主散热模块810连接燃料电池系统200，用于对燃料电池系统200散热；副散热模块820连接燃料电池系统200的辅件，用于对燃料电池系统200的辅件散热。例如，主散热模块810能对燃料电池系统200整体进行散热，副散热模块820可以对燃料电池系统200的空压机、空压机控制器、DCDC、中冷器等辅件散热，将燃料电池散热模块80设置成包括主散热模块810和副散热模块820能增强散热效果。其中，主散热模块810和副散热模块820的结构可以参考现有技术中散热模块的结构，这里不再赘述。

可选地，如图3所示，副散热模块820可以为BOP散热模块，BOP散热模块的冷却水口与实验室的换热器400相连，换热器400的冷却水410由实验室提供。

一些实施例中，主散热模块810包括：散热风机，散热风机与燃料电池系统200的冷却管路对应设置，控制模块60控制散热风机的转速来控制燃料电池系统200的温度。散热风机可以设在燃料电池系统200的前侧，两者的位置与燃料电池系统200在整车中的位置一致，以模拟出燃料电池系统200在整车中的环境。

一些实施例中，如图3所示，测试装置100还包括：排气排水模块，排气排水模块连接燃料电池系统200，用于对燃料电池系统200结束工作时排水和排气。可以理解为，排气排水模块可以包括排水管道910和排气管道920。排水管道910与燃料电池系统200的排水口相连，并与实验室的第一汽水分离器510相连，收集排出的燃烧反应后生成的水，排气管道920与燃料电池系统200的排气口相连，并与实验室的第二汽水分离器520相连，收集排出的燃烧反应后生成的气体，通过设置排气排水模块可以及时收集反应后的水和气体。

下面结合附图，描述本实用新型测试装置100的一个具体实施例。

如图1至图3所示，一种燃料电池系统的测试装置100，包括：测试仓10、供电模块20、供气模块30、负载40、测试仓散热模块50、控制模块60、氮气吹扫模块70、燃料电池散热模块80、排气排水模块。

测试仓10具有容纳空间101，用于放置燃料电池系统200。

供电模块20用于电连接燃料电池系统200。

供电模块20包括：高压供电模块210和低压供电模块220，高压供电模块210用于对燃料电池系统200的高压部件供电；低压供电模块220用于对燃料电池系统200的低压部件供电。高压供电模块210的高压电由实验室的高压电源提供。低压供电模块220的低压电由实验室的低压电源提供。

供气模块30用于连接燃料电池系统200以供应氢气。

供气模块30包括：供气管道310，供气管道310的氢气可由实验室提供，供气管道310连接燃料电池系统200，供气管道310可在燃料电池系统200工作时通入氢气。

氮气供给管710上设有两个第一开关阀7101和一个减压阀3102，第一开关阀7101为手动阀，以提高氢气供应的安全性。

负载40用于电连接燃料电池系统200。

测试仓散热模块50设在测试仓10上，测试仓散热模块50能控制测试仓10内的热量以模拟整车前机舱的热环境。

测试仓散热模块50包括：排热管道510和排热风机520，排热管道510和排热风机520可以设在测试仓10的上方，排热管道510连通测试仓10；排热风机520设在排热管道510内，以将测试仓10的热量通过排热管道510向外排出，控制模块60通过控制排热风机520的转速以控制测试仓10内的热量。

控制模块60电连接供电模块20、供气模块30以及测试仓散热模块50，控制模块60能计算不同功率下燃料电池系统200的排热量并与整车在相同功率下的排热量对比，以控制测试仓散热模块50。

氮气吹扫模块70连通供气管道310，氮气吹扫模块70在燃料电池系统200工作结束时向供气管道310内通入氮气，排空供气管道310内的氢气。

氮气吹扫模块70包括：氮气供给管710，氮气供给管710的氮气由实验室提供，氮气供给管710连通供气管道310。

氮气供给管710上设有三个第一开关阀7101和一个单向阀7102，第一开关阀7101为手动阀，以提高氮气供应的安全性。

燃料电池散热模块80包括：主散热模块810和副散热模块820，主散热模块810用于对燃料电池系统200散热；副散热模块820用于对燃料电池系统200的辅件散热。

主散热模块810包括：散热风机，散热风机与燃料电池系统200的冷却管路对应设置，控制模块60控制散热风机的转速来控制燃料电池系统200的温度。副散热模块820为BOP散热模块，BOP散热模块的冷却水口与实验室的换热器400相连，换热器400的冷却水410由实验室提供。

排气排水模块连接燃料电池系统200，用于对燃料电池系统200结束工作时排水和排气。排气排水模块包括排水管道910和排气管道920。排水管道910与燃料电池系统200的排水口相连，并与实验室的第一汽水分离器510相连，收集排出的燃烧反应后生成的水，排气管道920与燃料电池系统200的排气口相连，并与实验室的第二汽水分离器520相连，收集燃烧反应后生成的气体，通过设置排气排水模块能及时收集反应后的水和气体。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃料电池系统的测试装置，其特征在于，包括：

测试仓(10)，所述测试仓(10)具有容纳空间(101)，用于放置燃料电池系统(200)；

供电模块(20)，用于电连接所述燃料电池系统(200)；

供气模块(30)，用于连接所述燃料电池系统(200)以供应氢气；

负载(40)，用于电连接所述燃料电池系统(200)；

测试仓散热模块(50)，所述测试仓散热模块(50)设在所述测试仓(10)上，所述测试仓散热模块(50)能控制所述测试仓(10)内的热量以模拟整车前机舱的热环境；

控制模块(60)，所述控制模块(60)电连接所述供电模块(20)、所述供气模块(30)以及所述测试仓散热模块(50)，所述控制模块(60)能计算不同功率下所述燃料电池系统(200)的排热量并与整车在相同功率下的排热量对比，以控制所述测试仓散热模块(50)。

2.根据权利要求1所述的燃料电池系统的测试装置，其特征在于，所述测试仓散热模块(50)包括：

排热管道，所述排热管道连通所述测试仓(10)；

排热风机，所述排热风机设在所述排热管道内，以将所述测试仓(10)的热量通过所述排热管道向外排出，所述控制模块(60)通过控制所述排热风机的转速以控制所述测试仓(10)内的热量。

3.根据权利要求1所述的燃料电池系统的测试装置，其特征在于，所述供电模块(20)包括：

高压供电模块(210)，用于对所述燃料电池系统(200)的高压部件供电；

低压供电模块(220)，用于对所述燃料电池系统(200)的低压部件供电。

4.根据权利要求1所述的燃料电池系统的测试装置，其特征在于，所述供气模块(30)包括：供气管道(310)，所述供气管道(310)连接所述燃料电池系统(200)，所述供气管道(310)可在所述燃料电池系统(200)工作时通入氢气。

5.根据权利要求4所述的燃料电池系统的测试装置，其特征在于，还包括：氮气吹扫模块(70)，所述氮气吹扫模块(70)连通所述供气管道(310)，所述氮气吹扫模块(70)在所述燃料电池系统(200)工作结束时向所述供气管道(310)内通入氮气，排空所述供气管道(310)内的氢气。

6.根据权利要求5所述的燃料电池系统的测试装置，其特征在于，所述氮气吹扫模块(70)包括：氮气供给管(710)，所述氮气供给管(710)连通所述供气管道(310)，所述氮气供给管(710)上设有多个第一开关阀(7101)，所述供气管道(310)上设有多个第二开关阀(3101)。

7.根据权利要求1所述的燃料电池系统的测试装置，其特征在于，还包括：燃料电池散热模块(80)，用于对所述燃料电池系统(200)散热。

8.根据权利要求7所述的燃料电池系统的测试装置，其特征在于，所述燃料电池散热模块(80)包括：

主散热模块(810)，用于对所述燃料电池系统(200)散热；

副散热模块(820)，用于对所述燃料电池系统(200)的辅件散热。

9.根据权利要求8所述的燃料电池系统的测试装置，其特征在于，所述主散热模块(810)包括：散热风机，所述散热风机与所述燃料电池系统(200)的冷却管路对应设置，所述控制模块(60)控制所述散热风机的转速来控制所述燃料电池系统(200)的温度。

10.根据权利要求1所述的燃料电池系统的测试装置，其特征在于，还包括：排气排水模块，所述排气排水模块连接所述燃料电池系统(200)，用于对所述燃料电池系统(200)结束工作时排水和排气。

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