CN217238330U - 一种燃料电池dc/dc变换器测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃料电池DC/DC变换器测试装置，包括燃料电池模拟器、第一待测件、第二待测件、电池模拟器、电流传感器、功率分析仪、示波器、冷水机以及温度压力采集单元，燃料电池模拟器分别与第一待测件的两个输入端连接，燃料电池模拟器的两路电源输出端的负端分别与第二待测件的输入负端连接；电流传感器与功率分析仪的电流采样端口连接；第一待测件的两个输入端、第二待测件的输入端、第一待测件的两个输出端以及第二待测件的输出端均与示波器的电压电流采样端口连接；第一待测件与冷水机之间的连接管路上设置温度压力采集单元；本实用新型的优点在于：测试简单，测试效率高，兼容多种型号的DC/DC变换器。

Description

一种燃料电池DC/DC变换器测试装置

技术领域

本实用新型涉及燃料电池汽车电力电子技术测试领域，更具体涉及一种燃料电池DC/DC变换器测试装置。

背景技术

随着新能源电动汽车的发展，燃料电池电动汽车(FCEV)成为我国汽车科技创新主攻方向。燃料电池电动汽车动力系统主要由燃料电池发动机、DC-DC变换器、动力蓄电池、控制器及电机组成。其中DC-DC变换器作为系统中主要组成部分之一，不仅关系到FCE(FuelCell Engineer)和BMU(Battery Management Unit)的正常运行，而且也关系到整个燃料电池轿车的动力性能、能源利用效率及其他控制系统可靠的运行。DC/DC变换器的研发、出厂性能测试成为生产过程中重要组成的环节。

但是目前市场上的燃料电池DC/DC变换器测试装置主要采用手动测试的方式对DC/DC变换器进行检测，此种测试方式具有以下缺陷:1、接线测试繁琐；2、测试人员手动测试效率低；3、无法兼容多种型号的DC/DC变换器。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术燃料电池DC/DC变换器测试方式存在接线测试繁琐、效率低及无法兼容多种型号的DC/DC变换器的问题。

本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种燃料电池DC/DC变换器测试装置，包括燃料电池模拟器、第一待测件、第二待测件、电池模拟器、电流传感器、功率分析仪、示波器、冷水机以及温度压力采集单元，所述燃料电池模拟器有两路电源输出端，两路电源输出端分别与第一待测件的两个输入端连接，燃料电池模拟器的两路电源输出端的正端分别通过接触器与第二待测件的输入正端连接，燃料电池模拟器的两路电源输出端的负端分别与第二待测件的输入负端连接，第一待测件的输出端以及第二待测件的输出端均与电池模拟器的输入端连接；所述第一待测件的两个输入端以及第二待测件的输入正端与燃料电池模拟器的连接线上、第一待测件的输出正端以及第二待测件的输出正端与电池模拟器的输入端之间的连接线上均设有电流传感器，所述电流传感器与功率分析仪的电流采样端口连接；第一待测件的两个输入端、第二待测件的输入端、第一待测件的两个输出端以及第二待测件的输出端均与示波器的电压电流采样端口连接；第一待测件的进液口与冷水机的出液口连通，第一待测件的出液口与冷水机的进液口连通，第一待测件与冷水机之间的连接管路上设置温度压力采集单元，第一待测件为双输入单输出的DC/DC变换器，第二待测件均为单输入单输出的DC/DC变换器。

本实用新型搭建燃料电池DC/DC变换器测试装置，测试过程中不需要反复接线测试，测试简单，不需要测试人员手动操作，测试效率高，待测件为双输入单输出的DC/DC变换器以及单输入单输出的DC/DC变换器，兼容多种型号的DC/DC变换器。

进一步地，所述燃料电池模拟器与三相电网连接，电池模拟器与三相电网连接，冷水机与三相电网连接。

进一步地，所述温度压力采集单元是型号为TR30-W的温度传感器和型号为A-10的压力传感器。

进一步地，所述燃料电池DC/DC变换器测试装置还包括低压可调直流电源，所述低压可调直流电源给第一待测件和第二待测件供电，所述低压可调直流电源的型号为PA4075。

进一步地，所述燃料电池DC/DC变换器测试装置还包括交换机、上位机以及显示器，所述交换机分别与燃料电池模拟器、电池模拟器以及冷水机通过LAN通信连接，交换机通过上位机与显示器连接。

更进一步地，所述交换机的型号为MIEN2016-AD220。

进一步地，所述燃料电池DC/DC变换器测试装置还包括工作台和系统柜，所述冷水机、工作台、系统柜、电池模拟器以及燃料电池模拟器依次布置在测试车间内，所述工作台上放置第一待测件和第二待测件。

更进一步地，所述燃料电池DC/DC变换器测试装置还包括用于对第一待测件和第二待测件进行温度检测的环境仓，所述环境仓布置在冷水机左侧。

更进一步地，所述系统柜内部集成了一台耐压测试仪，型号为19073，所述耐压测试仪的负极接口采用6kV高压测试线直接与系统柜内部的GND铜排相连接，四个继电器串联连接，分别记为第一继电器至第四继电器，耐压测试仪的正极接口接在第二继电器与第三继电器的连接线上，第二继电器与第三继电器的连接线上还设有保险丝，第一继电器与第一待测件或者第二待测件的DC-连接，第四继电器与第一待测件或者第二待测件的DC+连接，第一继电器至第四继电器的型号为LRL-101-100PCV。

更进一步地，所述系统柜后端设有电池模拟器接线铜排和燃料电池模拟器接线铜排，功率分析仪、示波器、指示灯及急停开关、交换机、低压可调直流电源、耐压测试仪、待测件输入端铜排、待测件输出端铜排及耐压测试仪铜排均设置于系统柜前端，所述功率分析仪、示波器、指示灯及急停开关、交换机、待测件输入端铜排从上到下顺次布置在系统柜前端的左侧，低压可调直流电源、耐压测试仪、待测件输出端铜排及耐压测试仪铜排从上到下顺次布置在系统柜前端的右侧，燃料电池模拟器的输出端与系统柜后端的燃料电池模拟器接线铜排连接，电池模拟器输出端与系统柜后端的电池模拟器接线铜排连接，电池模拟器的输入端子以及燃料电池模拟器的输入端子与三相电网连接。

本实用新型的优点在于：本实用新型搭建燃料电池DC/DC变换器测试装置，测试过程中不需要反复接线测试，测试简单，不需要测试人员手动操作，测试效率高，待测件为双输入单输出的DC/DC变换器以及单输入单输出的DC/DC变换器，兼容多种型号的DC/DC变换器。

附图说明

图1为本实用新型实施例所公开的一种燃料电池DC/DC变换器测试装置的电气原理图；

图2为本实用新型实施例所公开的一种燃料电池DC/DC变换器测试装置中各设备摆放位置示意图；

图3为本实用新型实施例所公开的一种燃料电池DC/DC变换器测试装置中耐压测试仪的电气原理图；

图4为本实用新型实施例所公开的一种燃料电池DC/DC变换器测试装置中系统柜前端示意图；

图5为本实用新型实施例所公开的一种燃料电池DC/DC变换器测试装置中系统柜后端示意图；

图6为本实用新型实施例所公开的一种燃料电池DC/DC变换器测试装置中温度压力采集单元前侧轴视图；

图7为本实用新型实施例所公开的一种燃料电池DC/DC变换器测试装置中温度压力采集单元后侧轴视图；

图8为本实用新型实施例所公开的一种燃料电池DC/DC变换器测试装置中温度压力采集单元内部结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种燃料电池DC/DC变换器测试装置，包括燃料电池模拟器1、第一待测件2、第二待测件3、电池模拟器4、电流传感器5、功率分析仪6、示波器7、冷水机8以及温度压力采集单元9，所述燃料电池模拟器1有两路电源输出端，两路电源输出端分别与第一待测件2的两个输入端连接，燃料电池模拟器1的两路电源输出端的正端分别通过接触器与第二待测件3的输入正端连接，接触器将燃料电池模拟器1两路输出端并联，可以实现燃料电池模拟器1一键并联。燃料电池模拟器1的两路电源输出端的负端分别与第二待测件3的输入负端连接，第一待测件2的输出端以及第二待测件3的输出端均与电池模拟器4的输入端连接；所述第一待测件2的两个输入端以及第二待测件3的输入正端与燃料电池模拟器1的连接线上、第一待测件2的输出正端以及第二待测件3的输出正端与电池模拟器4的输入端之间的连接线上均设有电流传感器5，所述电流传感器5与功率分析仪6的电流采样端口连接；电流传感器5供电及信号电压通过DB9线缆与供电电源CTPS400连接。第一待测件2的两个输入端、第二待测件3的输入端、第一待测件2的两个输出端以及第二待测件3的输出端均与示波器7的电压电流采样端口连接，示波器7用于采集被测件输入端和输出端的电压/电流波形，用于动态响应和纹波测试；第一待测件2的进液口与冷水机8的出液口连通，第一待测件2的出液口与冷水机8的进液口连通，第一待测件2与冷水机8之间的连接管路上设置温度压力采集单元9，第一待测件2为双输入单输出的DC/DC变换器，第二待测件3均为单输入单输出的DC/DC变换器。燃料电池模拟器型号：EVS-F，功率分析仪型号：WT5000，示波器型号：DLM3024，水冷机型号：F-40-H-B Pro。

所述燃料电池模拟器1与三相电网连接，电池模拟器4与三相电网连接，冷水机8与三相电网连接。客户待测件在运行过程中需要通过外部循环水冷为DC/DC变换器降温和模拟过温故障测试，因此系统平台配备了冷水机8用于实现此功能，为采集DC/DC变换器出液口和回液口的压力和温度数据，系统配备了一个温度压力采集单元9，用于检测DC/DC变换器出液口和回液口的压力和温度数据，温度压力采集单元9整体外观如图6至图8所示。图6中标号201、202对应的是与DC/DC变换器进出液口相连接的管道接口，接口处配备了手动阀门，当测试人员更换被测件时，可以关闭阀门保证水冷机内部循环液不会流出；图7中标号203为温度压力采集单元9内部采集模块RS485通信和24V供电接口，图7中标号204为待测件与冷水机8进出液口对接管道；内部结构如图8所示，冷水机8进出液口通过温度压力采集单元9与DC/DC变换器进出液口连接，从温度压力采集单元9内部穿过的管道上安装了型号为TR30-W的温度传感器和型号为A-10的压力传感器，通时压力传感器和温度传感器输出4-20mA的无源信号与采集模块DAM-3158相连接，再通过采集单元后端的RS485通信接口与系统柜16连接，将压力和温度数据上传。

继续参阅图1，所述燃料电池DC/DC变换器测试装置还包括低压可调直流电源11，所述低压可调直流电源11给第一待测件2和第二待测件3供电，所述低压可调直流电源11的型号为PA4075。所述燃料电池DC/DC变换器测试装置还包括交换机12、上位机13以及显示器14，所述交换机12分别与燃料电池模拟器1、电池模拟器4以及冷水机8通过LAN通信连接，交换机12通过上位机13与显示器14连接。所述交换机12的型号为MIEN2016-AD220。

如图2所示，所述燃料电池DC/DC变换器测试装置还包括工作台15和系统柜16，所述冷水机8、工作台15、系统柜16、电池模拟器4以及燃料电池模拟器1依次布置在测试车间内，所述工作台15上放置第一待测件2和第二待测件3。

继续参阅图2，所述燃料电池DC/DC变换器测试装置还包括用于对第一待测件2和第二待测件3进行温度检测的环境仓17，所述环境仓17布置在冷水机8左侧。

如图3所示，为实现DC/DC变换器的安规测试，所述系统柜16内部集成了一台耐压测试仪18，型号为19073，所述耐压测试仪18的负极接口采用6kV高压测试线直接与系统柜16内部的GND铜排相连接，四个继电器19串联连接，分别记为第一继电器19至第四继电器19，耐压测试仪18的正极接口接在第二继电器19与第三继电器19的连接线上，第二继电器19与第三继电器19的连接线上还设有保险丝，第一继电器19与第一待测件2或者第二待测件3的DC-连接，第四继电器19与第一待测件2或者第二待测件3的DC+连接，第一继电器19至第四继电器19的型号为LRL-101-100PCV。

如图4所示，功率分析仪6、示波器7、指示灯及急停开关20、交换机12、低压可调直流电源11、耐压测试仪18、待测件输入端铜排21、待测件输出端铜排及耐压测试仪铜排均设置于系统柜16前端，所述功率分析仪6、示波器7、指示灯及急停开关20、交换机12、待测件输入端铜排21从上到下顺次布置在系统柜16前端的左侧，低压可调直流电源11、耐压测试仪18、待测件输出端铜排及耐压测试仪铜排22到下顺次布置在系统柜16前端的右侧，燃料电池模拟器1的输出端与系统柜16后端的燃料电池模拟器接线铜排24连接，燃料电池模拟器接线铜排24方便用户将燃料电池模拟器1与待测件接线，电池模拟器4的输出端与系统柜16后端的电池模拟器接线铜排23连接，电池模拟器接线铜排23方便用户将电池模拟器4与待测件接线，电池模拟器4的输入端子以及燃料电池模拟器1的输入端子与三相电网连接。如图5所示，所述系统柜16后端设有电池模拟器接线铜排23和燃料电池模拟器接线铜排24以及电压采集端子和网口通信端子25。

自动测试流程前期准备工作为，测试人员将待测件输入端与输出端的线缆与系统柜16相连接，燃料电池模拟器1输出端与系统柜16后端铜排连接，电池模拟器4(电子负载)与系统柜16后端铜排连接。将DC/DC变换器低压控制供电线与系统柜16连接；将温度压力采集单元9进出液口与DC/DC变换器和冷水机8相连接；将DC/DC变换器的CAN通信接口与工控机(上位机13)内部集成的PCI-9820I CAN卡相连接；将燃料电池模拟器1，电池模拟器4(电子负载)、冷水机8，环境仓17、工控机通过网线与系统柜16的交换机12MIEN2016-AD220连接。

完成准备工作后，测试人员根据标准《T/CAAMTB 14-2020燃料电池电动汽车用DC/DC变换器》和《GB/T 24347-2009电动汽车DC/DC变换器》中的型式试验和出厂测试的内容和测试要求，编辑测试工艺文件控制系统平台内部的各个设备在指定时间内完成需要的动作，例如：在测试开始首先控制低压可调电源启动，输出电压使得DC/DC变换器低压控制部分正常启动，上位机13才能通过集成的CAN卡与DC/DC变换器实现信息交互；或是在DC/DC启动后，控制冷水机8启动为DC/DC变换器进行降温；更进一步的当DC/DC变换器按照某一测试工况运行稳定后，上位机13可以通过功率分析仪6和示波器7读取DC/DC变换器输入端及输出端相应的电压/电流数据和波形；

自动测试主要针对型式试验和出厂测试，当DC/DC变换器厂家需要进行研发测试时，可以通过上位机13软件内部的手动控制界面进行控制，手动界面内部集成了系统内部所有仪器设备的控制及数据反馈，测试人员可以通过手动加载的方式实时进行操控，完成相应测试。

需要说明的是，本实用新型只保护测试系统的硬件电路结构以及机械结构，可以基于上述现有测试标准进行测试，对于测试过程以及测试过程中涉及的参数设计等内容均不做保护。

通过以上技术方案，本实用新型搭建燃料电池DC/DC变换器测试装置，测试过程中不需要反复接线测试，测试简单，不需要测试人员手动操作，测试效率高，待测件为双输入单输出的DC/DC变换器以及单输入单输出的DC/DC变换器，兼容多种型号的DC/DC变换器。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种燃料电池DC/DC变换器测试装置，其特征在于，包括燃料电池模拟器、第一待测件、第二待测件、电池模拟器、电流传感器、功率分析仪、示波器、冷水机以及温度压力采集单元，所述燃料电池模拟器有两路电源输出端，两路电源输出端分别与第一待测件的两个输入端连接，燃料电池模拟器的两路电源输出端的正端分别通过接触器与第二待测件的输入正端连接，燃料电池模拟器的两路电源输出端的负端分别与第二待测件的输入负端连接，第一待测件的输出端以及第二待测件的输出端均与电池模拟器的输入端连接；所述第一待测件的两个输入端以及第二待测件的输入正端与燃料电池模拟器的连接线上、第一待测件的输出正端以及第二待测件的输出正端与电池模拟器的输入端之间的连接线上均设有电流传感器，所述电流传感器与功率分析仪的电流采样端口连接；第一待测件的两个输入端、第二待测件的输入端、第一待测件的两个输出端以及第二待测件的输出端均与示波器的电压电流采样端口连接；第一待测件的进液口与冷水机的出液口连通，第一待测件的出液口与冷水机的进液口连通，第一待测件与冷水机之间的连接管路上设置温度压力采集单元，第一待测件为双输入单输出的DC/DC变换器，第二待测件均为单输入单输出的DC/DC变换器。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池DC/DC变换器测试装置，其特征在于，所述燃料电池模拟器与三相电网连接，电池模拟器与三相电网连接，冷水机与三相电网连接。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池DC/DC变换器测试装置，其特征在于，所述温度压力采集单元是型号为TR30-W的温度传感器和型号为A-10的压力传感器。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池DC/DC变换器测试装置，其特征在于，还包括低压可调直流电源，所述低压可调直流电源给第一待测件和第二待测件供电，所述低压可调直流电源的型号为PA4075。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池DC/DC变换器测试装置，其特征在于，还包括交换机、上位机以及显示器，所述交换机分别与燃料电池模拟器、电池模拟器以及冷水机通过LAN通信连接，交换机通过上位机与显示器连接。

6.根据权利要求5所述的一种燃料电池DC/DC变换器测试装置，其特征在于，所述交换机的型号为MIEN2016-AD220。

7.根据权利要求1所述的一种燃料电池DC/DC变换器测试装置，其特征在于，还包括工作台和系统柜，所述冷水机、工作台、系统柜、电池模拟器以及燃料电池模拟器依次布置在测试车间内，所述工作台上放置第一待测件和第二待测件。

8.根据权利要求7所述的一种燃料电池DC/DC变换器测试装置，其特征在于，还包括用于对第一待测件和第二待测件进行温度检测的环境仓，所述环境仓布置在冷水机左侧。

9.根据权利要求7所述的一种燃料电池DC/DC变换器测试装置，其特征在于，所述系统柜内部集成了一台耐压测试仪，型号为19073，所述耐压测试仪的负极接口采用6kV高压测试线直接与系统柜内部的GND铜排相连接，四个继电器串联连接，分别记为第一继电器至第四继电器，耐压测试仪的正极接口接在第二继电器与第三继电器的连接线上，第二继电器与第三继电器的连接线上还设有保险丝，第一继电器与第一待测件或者第二待测件的DC-连接，第四继电器与第一待测件或者第二待测件的DC+连接，第一继电器至第四继电器的型号为LRL-101-100PCV。

10.根据权利要求9所述的一种燃料电池DC/DC变换器测试装置，其特征在于，所述系统柜后端设有电池模拟器接线铜排和燃料电池模拟器接线铜排，功率分析仪、示波器、指示灯及急停开关、交换机、低压可调直流电源、耐压测试仪、待测件输入端铜排、待测件输出端铜排及耐压测试仪铜排均设置于系统柜前端，所述功率分析仪、示波器、指示灯及急停开关、交换机、待测件输入端铜排从上到下顺次布置在系统柜前端的左侧，低压可调直流电源、耐压测试仪、待测件输出端铜排及耐压测试仪铜排从上到下顺次布置在系统柜前端的右侧，燃料电池模拟器的输出端与系统柜后端的燃料电池模拟器接线铜排连接，电池模拟器的输出端与系统柜后端的电池模拟器接线铜排连接，电池模拟器的输入端子以及燃料电池模拟器的输入端子与三相电网连接。

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