CN219800930U - 用于燃料电池热管理系统及其零部件的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热管理系统的测试技术领域，公开了一种用于燃料电池热管理系统及其零部件的测试装置，包括：测试台架，测试台架上设置有依次连接的第一流量计、电导率仪、第一电动阀、第一温压传感器、第一水泵、第二温压传感器、热源模拟模块、冷源模拟模块及板换模块，还包括有两端均分别连接第一流量计、板换模块的第一支路、第二支路、第三支路；设置在第一支路上的子系统测试模块，用于设置燃料电池热管理系统并对其进行测试；设置在第二支路或第三支路上的零部件测试模块，用于设置燃料电池热管理系统上的零部件并对其进行测试。本实用新型提供的测试台架能够模拟电堆流阻及电堆发热量，可用于测试燃料电池热管理系统的耐久性、可靠性。

Description

用于燃料电池热管理系统及其零部件的测试装置

技术领域

本实用新型涉及热管理系统的测试技术领域，特别涉及一种用于燃料电池热管理系统及其零部件的测试装置。

背景技术

燃料电池发动机系统是一种新型的燃料电池发电系统，氢燃料电池发动机系统作为氢燃料应用的重要载体，具有无污染、环境友好的特点，是实现碳中和、碳达峰的重要技术路线。燃料电池发动机通过热管理系统控制最佳的运行温度，热管理系统的主要零部件一般包括水泵、节温器、PTC、风扇、电导率仪、换热板、去离子器等。

当前，燃料电池发动机的可靠性、耐久性与传统发动机相比还有待进一步提升，提升子系统、及其零部件的可靠性是提升燃料电池发动机性能关键的一环。而热管理系统作为燃料电池发动机的重要的子系统之一，热管理系统的可靠性、耐久性的提升是燃料电池发动机提升可靠性、耐久性的关键要素之一。热管理系统在性能、耐久性、可靠性的验证上，需要配合燃料电池进行匹配验证，但由于燃料电池的成本较高且本身性能会随着使用时间的递增而产生衰减问题，会使热管理系统在验证过程中产生高成本和不稳定性。

专利号CN 109738223公开了一种燃料电池热管理测试台架及燃料电池热管理监控系统，其提供的热管理测试台架专用于PEMFC动力系统水热管理，结合燃料电堆模拟器，实现了对燃料电堆流动传热情况的模拟及热管理测试系统性能的测试；且由于测试台架为可调支架，可以通过调整燃料电池热管理测试系统中的零部件的结构位置与测试台架进行相关的匹配优化研究。但该方案中所提供电堆模拟器仅用于热源的模拟，无法实现发动机运行过程中对水路流阻的模拟；且只对燃料电池热管理系统上的零部件的性能进行测试，缺少模拟验证燃料电池热管理系统的功能。

实用新型内容

为了解决现有技术中的热管理测试系统缺少模拟水路流阻、模拟验证热管理系统的功能的问题，本实用新型提供了一种既能够实现对热管理系统测试又能够对零部件测试的用于燃料电池热管理系统及其零部件的测试装置。

本实用新型的技术内容如下：

本实用新型提供了一种用于燃料电池热管理系统及其零部件的测试装置，包括：

测试台架，所述测试台架包括有：

第一流量计、电导率仪、第一电动阀、第一温压传感器、第一水泵、第二温压传感器、热源模拟模块、冷源模拟模块、板换模块、第一支路、第二支路与第三支路，所述第一流量计、电导率仪、第一电动阀、第一温压传感器、第一水泵、第二温压传感器、热源模拟模块、冷源模拟模块与板换模块依次连接，所述第一支路、第二支路与第三支路并联连接，所述第一支路、第二支路、第三支路两端均分别与第一流量计、板换模块连接；

子系统测试模块，所述子系统测试模块设置在测试台架的第一支路上；

零部件测试模块，所述零部件测试模块设置在测试台架的第二支路或第三支路上。

进一步地，所述子系统测试模块包括风扇与子系统主体，所述子系统主体与风扇相连，所述子系统主体包括第二流量计、第三温压传感器、换热器、节流阀、第四温压传感器、第二水泵、膨胀水箱、电子节温器、第五温压传感器、第三流量计、第六温压传感器、第四流量计与PTC加热器，所述第二流量计、第三温压传感器、换热器、节流阀、第四温压传感器、第二水泵、电子节温器、第五温压传感器、第三流量计、风扇与第六温压传感器依次连接，所述第六温压传感器与第二流量计连接，所述第四流量计与PTC加热器相连，所述第四流量计连接第六温压传感器，所述PTC加热器连接电子节温器，所述膨胀水箱与风扇连接，所述膨胀水箱连接至第二水泵与第四温压传感器之间的连接管路上。

进一步地，所述风扇可替换为换热板。

进一步地，所述冷源模拟模块包括有冷凝器、混合腔、第七温压传感器、第一电磁阀、压缩机、第八温压传感器、蒸发器、膨胀阀与干燥过滤器，所述冷凝器、混合腔、第七温压传感器、压缩机、第八温压传感器、蒸发器、膨胀阀与干燥过滤器依次连接，所述干燥过滤器与冷凝器连接，所述混合腔连接压缩机，所述第一电磁阀设置于混合腔与压缩机之间的连接管路上。

进一步地，所述热源模拟模块包括第九温压传感器、电加热器与第十温压传感器，所述第九温压传感器、电加热器与第十温压传感器依次连接，所述热源模拟模块通过第九温压传感器与所述冷源模拟模块上的蒸发器进行连接，所述热源模拟模块通过第十温压传感器与所述第二温压传感器连接，所述板换模块连接至冷源模拟模块上的蒸发器。

进一步地，所述板换模块连接有循环水支路，所述循环水支路上设置有第一球阀，所述板换模块与循环水支路的进水管路及出水管路分别连接，所述板换模块连接至循环水支路的出水管路上的连接管路上设置有第二电磁阀，所述循环水支路的进水管路及出水管路与所述冷源模拟模块上的冷凝器连接形成循环回路。

进一步地，所述第一支路上设置有第二电动阀、第十一温压传感器、第十二温压传感器与第三电动阀，所述第二电动阀、第十一温压传感器、子系统测试模块、第十二温压传感器及第三电动阀依次连接，所述第二电动阀与第一流量计连接，所述第三电动阀与板换模块连接。

进一步地，所述第二支路上设置有第四电动阀、第十三温压传感器、零部件测试模块、第十四温压传感器、第二球阀、第十五温压传感器、第五流量计、压力传感器、三通阀、第十八温压传感器及第五电动阀，所述第四电动阀、第十三温压传感器、零部件测试模块、第十四温压传感器、第二球阀、第十五温压传感器、第五流量计、压力传感器、三通阀、第十八温压传感器及第五电动阀依次连接，所述零部件测试模块还通过另一条管路连接至三通阀，所述零部件测试模块与三通阀之间的另一条连接管路上依次设置有第十六温压传感器、第六流量计、第三球阀及第十七温压传感器，所述第四电动阀与第一流量计连接，所述第五电动阀与板换模块连接。

进一步地，所述第二支路上的零部件测试模块为节温器。

进一步地，所述第三支路上设置有第六电动阀、第七流量计、第十九温压传感器、第二十温压传感器与第七电动阀，所述第六电动阀、第七流量计、第十九温压传感器、零部件测试模块、第二十温压传感器及第七电动阀依次连接，所述第六电动阀与第一流量计连接，所述第七电动阀与板换模块连接。

进一步地，所述第三支路上的零部件测试模块为去离子罐或PTC加热器或换热板。

进一步地，所述零部件测试模块为换热板时，测试台架上还包括有第四支路，所述第四支路上设置有第八流量计、第八电动阀、第二十一温压传感器、第二十二温压传感器及第九电动阀，所述第八流量计、第二十一温压传感器、换热板、第二十二温压传感器及第九电动阀依次连接。

进一步地，所述测试台架还包括有第五支路，所述第五支路上依次设置有第十电动阀、第二十三温压传感器、待测水泵与第二十四温压传感器，所述第十电动阀连接至电导率仪及第一电动阀之间的连接管路上，所述第二十四温压传感器连接至第二温压传感器及热源模拟模块之间的连接管路上。

本实用新型的有益效果至少包括：

(1)本实用新型的测试装置通过热源模拟模块为测试台架提供常温至100℃的冷却液温度范围，通过冷源模拟模块为测试台架提供-40℃至常温的温度范围，可用于热管理系统及其零部件在高低温流体介质条件下的性能、耐久性及可靠性的测试；

(2)本实用新型提供的测试台架能够模拟电堆流阻及电堆发热量，可用于测试燃料电池热管理系统的耐久性、可靠性。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种用于燃料电池热管理系统及其零部件的测试装置的整体结构组成示意图。

图2为本实用新型提供的一种用于燃料电池热管理系统及其零部件的冷源模拟模块及热源模拟模块的结构示意图。

图3为本实用新型提供的一种热管理系统的测试装置的子系统测试模块的结构示意图。

图4为本实用新型提供的一种热管理系统的测试装置的结构组成示意图。

图5为本实用新型提供的一种风扇的测试装置的结构组成示意图。

图6为本实用新型提供的一种节温器的测试装置的结构组成示意图。

图7为本实用新型提供的一种去离子罐或PTC加热器的测试装置的结构组成示意图。

图8为本实用新型提供的一种换热板的测试装置的结构组成示意图。

图9为本实用新型提供的一种水泵的测试装置的结构组成示意图

其中：

1-第一流量计；

2-电导率仪；

3-第一电动阀；

4-第一温压传感器；

5-第一水泵；

6-第二温压传感器；

7-热源模拟模块；

701-第九温压传感器；702-电加热器；703-第十温压传感器；

8-冷源模拟模块；

801-冷凝器；802-混合腔；803-第七温压传感器；804-第一电磁阀；805-压缩机；806-第八温压传感器；807-蒸发器；808-膨胀阀；809-干燥过滤器；

9-板换模块；

901-第一球阀；902-第二电磁阀；

10-第一支路；

1001-第二电动阀；1002-第十一温压传感器；1003-第十二温压传感器；1004-第三电动阀；

11-第二支路；

1101-第四电动阀；1102-第十三温压传感器；1103-第十四温压传感器；1104-第二球阀；1105-第十五温压传感器；1106-第五流量计；1107-压力传感器；1108-三通阀；1109-第十八温压传感器；1110-第五电动阀；1111-第十六温压传感器；1112-第六流量计；1113-第三球阀；1114-第十七温压传感器；

12-第三支路；

1201-第六电动阀；1202-第七流量计；1203-第十九温压传感器；1204-第二十温压传感器；1205-第七电动阀；

13-子系统测试模块；

1301-风扇；1302-第二流量计；1303-第三温压传感器；1304-换热器；1305-节流阀；1306-第四温压传感器；1307-第二水泵；1308-膨胀水箱；1309-电子节温器；1310-第五温压传感器；1311-第三流量计；1312-第六温压传感器；1313-第四流量计；1314-PTC加热器；

14-零部件测试模块；

15-第四支路；

1501-第八流量计；1502-第八电动阀；1503-第二十一温压传感器；1504-第二十二温压传感器；1505-第九电动阀；

16-第五支路；

1601-第十电动阀；1602-第二十三温压传感器；1603-待测水泵；1604-第二十四温压传感器。

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中的附图，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。

实施例1

结合图1-2所示，本实施例提供了一种用于燃料电池热管理系统及其零部件的测试装置，包括：

测试台架，所述测试台架包括有：

第一流量计1、电导率仪2、第一电动阀3、第一温压传感器4、第一水泵5、第二温压传感器6、热源模拟模块7、冷源模拟模块8、板换模块9、第一支路10、第二支路11与第三支路12，所述第一流量计1、电导率仪2、第一电动阀3、第一温压传感器4、第一水泵5、第二温压传感器6、热源模拟模块7、冷源模拟模块8与板换模块9依次连接，所述第一支路10、第二支路11与第三支路12并联连接，所述第一支路10、第二支路11、第三支路12两端均分别与第一流量计1、板换模块9连接；

子系统测试模块13，所述子系统测试模块13设置在测试台架的第一支路10上；

零部件测试模块14，所述零部件测试模块14设置在测试台架的第二支路11或第三支路12上。

进一步地，所述冷源模拟模块8包括有冷凝器801、混合腔802、第七温压传感器803、第一电磁阀804、压缩机805、第八温压传感器806、蒸发器807、膨胀阀808与干燥过滤器809，所述冷凝器801、混合腔802、第七温压传感器803、压缩机805、第八温压传感器806、蒸发器807、膨胀阀808与干燥过滤器809依次连接，所述干燥过滤器809与冷凝器801连接，所述混合腔802连接压缩机805，所述第一电磁阀804设置于混合腔802与压缩机805之间的连接管路上。

进一步地，所述热源模拟模块7包括第九温压传感器701、电加热器702与第十温压传感器703，所述第九温压传感器701、电加热器702与第十温压传感器703依次连接，所述热源模拟模块7通过第九温压传感器701与所述冷源模拟模块8上的蒸发器807进行连接，所述热源模拟模块7通过第十温压传感器703与所述第二温压传感器6连接，所述板换模块9连接至冷源模拟模块8上的蒸发器807。

进一步地，所述板换模块9连接有循环水支路，所述循环水支路上设置有第一球阀901，所述板换模块9与循环水支路的进水管路及出水管路分别连接，所述板换模块9连接至循环水支路的出水管路上的连接管路上设置有第二电磁阀902，所述循环水支路的进水管路及出水管路与所述冷源模拟模块8上的冷凝器801连接形成循环回路。

热源模拟模块可以提供测试台架常温至100℃范围的冷却液温度，冷源模拟模块可以提供测试台架-40℃至常温范围的冷却液温度，进而完成零部件测试模块上所设置的热管理系统零部件在高、低温流体介质下的性能、耐久性及可靠性等功能的测试。

所述零部件测试模块上可为节温器或去离子罐或PTC加热器或换热板，当对换热板进行测试时，测试台架上还包括有第四支路，第四支路与换热板连接，两端分别为气体的进、出口，为换热板提供测试，用于测试换热板气体侧的性能。

子系统测试模块能够实现模拟电堆流阻及电堆发热量，进而实现对热管理系统的耐久性、可靠性的测试。

实施例2

结合实施例1及图1、图3-4所示，本实施例提供了一种热管理系统的测试装置，包括：

测试台架，所述测试台架包括有：

第一流量计1、电导率仪2、第一电动阀3、第一温压传感器4、第一水泵5、第二温压传感器6、热源模拟模块7、冷源模拟模块8、板换模块9与第一支路10，所述第一流量计1、电导率仪2、第一电动阀3、第一温压传感器4、第一水泵5、第二温压传感器6、热源模拟模块7、冷源模拟模块8与板换模块9依次连接，所述第一支路10两端别与第一流量计1、板换模块9连接；

子系统测试模块13，所述子系统测试模块13设置在测试台架的第一支路10上。

进一步地，所述子系统测试模块13包括风扇1301与子系统主体，所述子系统主体与风扇1301相连，所述子系统主体包括第二流量计1302、第三温压传感器1303、换热器1304、节流阀1305、第四温压传感器1306、第二水泵1307、膨胀水箱1308、电子节温器1309、第五温压传感器1310、第三流量计1311、第六温压传感器1312、第四流量计1313与PTC加热器1314，所述第二流量计1302、第三温压传感器1303、换热器1304、节流阀1305、第四温压传感器1306、第二水泵1307、电子节温器1309、第五温压传感器1310、第三流量计1311、风扇1301与第六温压传感器1312依次连接，所述第六温压传感器1312与第二流量计1302连接，所述第四流量计1313与PTC加热器1314相连，所述第四流量计1313连接第六温压传感器1312，所述PTC加热器1314连接电子节温器1309，所述膨胀水箱1308与风扇1301连接，所述膨胀水箱1308连接至第二水泵1307与第四温压传感器1306之间的连接管路上。

进一步地，所述风扇1301可替换为换热板，换热板用于模拟风扇。

进一步地，所述第一支路10上设置有第二电动阀1001、第十一温压传感器1002、第十二温压传感器1003与第三电动阀1004，所述第二电动阀1001、第十一温压传感器1002、子系统测试模块13、第十二温压传感器1003及第三电动阀1004依次连接，所述第二电动阀1001与第一流量计1连接，所述第三电动阀1004与板换模块9连接。

子系统测试模块13安装在测试台架的第一支路10上，通过热源模拟模块7及冷源模拟模块8提供热源或冷源，满足子系统运行过程中模拟电堆的温度需求，测试台架通过换热器1304与子系统测试模块13进行换热，通过第二流量计1302、第三温压传感器1303、第四温压传感器1306确定电堆发热量，再通过热源模拟模块7提供发热量和通过第一流量计1及第十一温压传感器1002控制台架加热量，进而通过换热器1304实现与子系统测试模块13换热，使子系统测试模块13实现电堆模拟产热；

通过第一流量计1与第十一温压传感器1002控制流量，通过节流阀1305模拟控制电堆流阻，控制第三温压传感器1303与第四温压传感器1306之间的压差实现流阻的调整，达到还原热管理系统在燃料电池发动机运行的环境，进行热管理系统温控策略开发、参数标定、耐久测试的目的。

风扇与子系统主体相对独立，子系统主体的进、出口与测试台架相连，通过在子系统主体外围扩展引风罩等设备进行散热，测试风扇散热量及效率等性能参数时，可以用板式换热器替代风扇，进而实现减少试验室内散热，方便实验室安装使用。

如图5所示，本实施例既可以用于测试热管理系统，还可以用于测试热管理系统零部件，根本本实施例提供的测试装置可将子系统测试模块的子系统主体拆除，将热管理系统的零部件风扇与测试台架相连进行测试，即通过外接引风罩实现测试风扇的流量，完成风扇高低温流阻、换热量等测试。

实施例3

结合实施例1及图1、图6所示，本实施例提供了一种节温器的测试装置，包括：

测试台架，所述测试台架包括有：

第一流量计1、电导率仪2、第一电动阀3、第一温压传感器4、第一水泵5、第二温压传感器6、热源模拟模块7、冷源模拟模块8、板换模块9与第二支路11，所述第一流量计1、电导率仪2、第一电动阀3、第一温压传感器4、第一水泵5、第二温压传感器6、热源模拟模块7、冷源模拟模块8与板换模块9依次连接，所述第二支路11两端分别与第一流量计1、板换模块9连接；

零部件测试模块14，所述零部件测试模块14设置在测试台架的第二支路11上；

所述零部件测试模块14为节温器。

进一步地，所述第二支路11上设置有第四电动阀1101、第十三温压传感器1102、节温器、第十四温压传感器1103、第二球阀、第十五温压传感器1105、第五流量计1106、压力传感器1107、三通阀1108、第十八温压传感器1109及第五电动阀1110，所述第四电动阀1101、第十三温压传感器1102、零部件测试模块14、第十四温压传感器1103、第二球阀、第十五温压传感器1105、第五流量计1106、压力传感器1107、三通阀1108、第十八温压传感器1109及第五电动阀1110依次连接，所述节温器还通过另一条管路连接至三通阀1108，所述节温器与三通阀1108之间的另一条连接管路上依次设置有第十六温压传感器1111、第六流量计1112、第三球阀11131104及第十七温压传感器1114，所述第四电动阀1101与第一流量计1连接，所述第五电动阀1110与板换模块9连接。

通过第一水泵控制管路中的水流量，本实施例通过三通阀实现分流、汇流两种测试模式，可以完成节温器流阻、流量分配、低温工况等多种测试。

热源模拟模块用于提供高温测试，冷源模拟模块用于提供低温测试控制。

实施例4

结合实施例1及图1、图7-8所示，本实施例提供了一种零部件测试模块的测试装置，包括：

测试台架，所述测试台架包括有：

第一流量计1、电导率仪2、第一电动阀3、第一温压传感器4、第一水泵5、第二温压传感器6、热源模拟模块7、冷源模拟模块8、板换模块9与第三支路12，所述第一流量计1、电导率仪2、第一电动阀3、第一温压传感器4、第一水泵5、第二温压传感器6、热源模拟模块7、冷源模拟模块8与板换模块9依次连接，所述第三支路12两端分别与第一流量计1、板换模块9连接；

零部件测试模块14，所述零部件测试模块14设置在测试台架的第三支路12上。

进一步地，所述第三支路12上的零部件测试模块14为去离子罐或PTC加热器或换热板。

进一步地，所述第三支路12上设置有第六电动阀1201、第七流量计1202、第十九温压传感器1203、第二十温压传感器1204与第七电动阀1205，所述第六电动阀1201、第七流量计1202、第十九温压传感器1203、零部件测试模块14、第二十温压传感器1204及第七电动阀1205依次连接，所述第六电动阀1201与第一流量计1连接，所述第七电动阀1205与板换模块9连接。

进一步地，所述零部件测试模块14为换热板时，测试台架上还包括有第四支路15，所述第四支路15上设置有第八流量计1501、第八电动阀1502、第二十一温压传感器1503、第二十二温压传感器1504及第九电动阀1505，所述第八流量计1501、第二十一温压传感器1503、换热板、第二十二温压传感器1504及第九电动阀1505依次连接。

通过热源模拟模块、冷源模拟模块、板换模块控制管路中的液流温度，至少为测试台架上的管路提供-40℃至100℃的液体介质温度范围选择，通过第一水泵控制流量，再通过第八电动阀、第九电动阀控制换热板中的气体流量，完成换热板气侧、水侧流阻测试、换热效率测试等。

去离子罐测试通过热源模拟模块、冷源模拟模块、板换模块控制管路中的液流温度，通过第一水泵控制流量，再通过第十九温压传感器、第二十温压传感器测试流阻性能，测试过程中，往测试台架管路中加注Nacl，通过电导率仪监测流体电导率，完成去离子罐的吸附量测试。

PTC加热器通过热源模拟模块、冷源模拟模块、板换模块控制管路中的液流温度，通过冷源模拟模块进行低温控制，测试低温运行特性的方式，较传统放置环境箱且无法实时控制低温测试具备有更优的先进性，通过第一水泵控制流量，PTC加热器不同的测试温度，通过不同供电电压的低温启动特性，进而完成PTC加热器的高低温流阻特性的测试。

实施例5

结合实施例1及图1、图9所示，本实施例提供了一种水泵的测试装置，包括：

测试台架，所述测试台架包括有：

第一流量计1、电导率仪2、热源模拟模块7、冷源模拟模块8、板换模块9、第二支路11、第三支路12与第五支路16，所述第一流量计1、电导率仪2、第五支路16、热源模拟模块7、冷源模拟模块8与板换模块9依次连接，所述第二支路11与第三支路12并联连接，所述第二支路11、第三支路12两端均分别与第一流量计1、板换模块9连接。

进一步地，所述第五支路16上依次设置有第十电动阀1601、第二十三温压传感器1602、待测水泵1603与第二十四温压传感器1604，所述第十电动阀1601连接电导率仪2，所述第二十四温压传感器1604连接热源模拟模块7。

所述第二支路11上设置有第四电动阀1101、第十六温压传感器1111、第六流量计1112、第三球阀11131104、第十七温压传感器1114、第十八温压传感器1109及第五电动阀1110，所述第四电动阀1101、第十六温压传感器1111、第六流量计1112、第三球阀11131104、第十七温压传感器1114、第十八温压传感器1109及第五电动阀1110依次连接，所述第四电动阀1101与第一流量计1连接，所述第五电动阀1110与板换模块9连接。

所述第三支路12上设置有第六电动阀1201、第七流量计1202、第十九温压传感器1203、第二十温压传感器1204及第七电动阀1205，所述第六电动阀1201、第七流量计1202、第十九温压传感器1203、第二十温压传感器1204及第七电动阀1205依次连接，所述第六电动阀1201与第一流量计1连接，所述第七电动阀1205与板换模块9连接。

本实施例提供了第一流量计、第六流量计与第七流量计分别为大量程、中量程与小量程，水泵性能曲线测试时，由于水泵流量范围大，一款流量计很难覆盖全量程范围测量精度的要求，本实施例通过控制电动阀，自主选择、控制流量计，在进行水泵流量-扬程曲线测试时，调节第十电动阀开度调节背压完成性能测试。

通过冷源模拟模块可调节管路中流体的温度值至-40℃，对待测水泵进行低温性能曲线测试，热源模拟模块可调高管路中流体的温度至100℃，完成待测水泵的高温性能测试，进而完成待测水泵的耐久性等其他测试。

本实用新型提供的测试装置通讯连接有上位机，当上位机发送目标电流/目标功率时，热管理系统控制器接收虚拟目标值后，响应控制策略，此时测试台架启动热源模拟模块提供热量，调节子系统流阻与模拟电堆的实际发热量进行测试。

测试装置的使用步骤包括：

S1：所述测试装置根据接收到的上位机发送的控制指令启动零部件测试或子系统测试；

S2：判断所述上位机发送的控制指令为启动零部件测试或子系统测试，若为启动零部件测试，进入S3，若为启动子系统测试，进入S5；

S3：所述测试装置选择对零部件进行性能测试时，根据所选择的零部件的不同启动所述测试台架上的与零部件对应的测试支路对所选择的零部件进行测试，并监测测试中的零部件的状态；

S4：判断零部件的状态，若监测到的零部件状态出现故障，则结束该次测试，若监测到的零部件状态正常，则返回S3；

S5：所述测试装置选择对子系统进行测试时，根据上位机所设定的加热量和/或流阻大小的运行工况启动测试台架上的与子系统对应的测试支路对子系统进行测试；

S6：监测测试中的子系统的运行状态并判断子系统的运行状态，若监测到的子系统运行状态出现故障，则结束该次测试，若监测到的子系统运行状态正常，则重复本步骤；

S7：判断S4的零部件或S6的子系统是否完成测试，若判断出零部件或子系统完成测试时，则结束测试，若判断出零部件或子系统未完成测试时，则当零部件未完成测试时，返回S3，当子系统未完成测试时，返回S5；

其中：所述零部件进行性能测试时，包括：

判断是否需要进行低温性能测试，若需要即启动冷源模拟模块，同时再次判断是否达到制冷温度，若达到即继续S3，反之继续控制冷源模拟模块调节温度；

若不需要进行低温性能测试，即进入S4。

为了提高燃料电池发动机系统的可靠性、耐久性，燃料电池子系统及子系统零部件的可靠性、耐久性的提升是关键的一环，热管理系统作为燃料电池发动机系统的重要组成，提升热管理系统及其零部件的可靠性、耐久性是提升燃料电池发动机系统可靠性、耐久性的手段之一。本发明提供的测试装置为热管理系统测试时提供电堆工况模拟，实现发动机运行过程中电堆发热量及水路流阻的模拟。同时，测试装置提供多个支路供热管理系统的零部件进行测试用，实现燃料电池发动机热管理系统中各零部件、子系统的性能开发测试即子系统模拟验证的功能。

性能测试包括零部件性能测试即热管理子系统性能测试：

通过模拟电堆功能，即模拟电堆产热及水路流道流阻对热管理子系统进行测试，提升模拟电堆供的准确性及合理性；

完成燃料电池发动机热管理系统中主要零部件，包括但不限于水泵、风扇、节温器、PTC、换热器的性能开发测试，解决行业内零部件开发验证过程中台架功能单一、测试设备多样的问题；

拓展热管理系统及其零部件开发验证过程中的低温工况验证，提升燃料电池发动机系统在冷启动过程中的子系统、零部件的可靠性。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于燃料电池热管理系统及其零部件的测试装置，其特征在于：包括：测试台架，所述测试台架包括有：

第一流量计、电导率仪、第一电动阀、第一温压传感器、第一水泵、第二温压传感器、热源模拟模块、冷源模拟模块、板换模块、第一支路、第二支路与第三支路，所述第一流量计、电导率仪、第一电动阀、第一温压传感器、第一水泵、第二温压传感器、热源模拟模块、冷源模拟模块与板换模块依次连接，所述第一支路、第二支路与第三支路并联连接，所述第一支路、第二支路、第三支路两端均分别与第一流量计、板换模块连接；

子系统测试模块，所述子系统测试模块设置在测试台架的第一支路上，所述燃料电池热管理系统设置于所述子系统测试模块上；

零部件测试模块，所述零部件测试模块设置在测试台架的第二支路或第三支路上，所述燃料电池热管理系统的零部件设置于所述零部件测试模块上。

2.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池热管理系统及其零部件的测试装置，其特征在于：所述子系统测试模块包括风扇与子系统主体，所述子系统主体与风扇相连，所述子系统主体包括第二流量计、第三温压传感器、换热器、节流阀、第四温压传感器、第二水泵、膨胀水箱、电子节温器、第五温压传感器、第三流量计、第六温压传感器、第四流量计与PTC加热器，所述第二流量计、第三温压传感器、换热器、节流阀、第四温压传感器、第二水泵、电子节温器、第五温压传感器、第三流量计、风扇与第六温压传感器依次连接，所述第六温压传感器与第二流量计连接，所述第四流量计与PTC加热器相连，所述第四流量计连接第六温压传感器，所述PTC加热器连接电子节温器，所述膨胀水箱与风扇连接，所述膨胀水箱连接至第二水泵与第四温压传感器之间的连接管路上，所述风扇可替换为换热板。

3.根据权利要求2所述的一种用于燃料电池热管理系统及其零部件的测试装置，其特征在于：所述冷源模拟模块包括有冷凝器、混合腔、第七温压传感器、第一电磁阀、压缩机、第八温压传感器、蒸发器、膨胀阀与干燥过滤器，所述冷凝器、混合腔、第七温压传感器、压缩机、第八温压传感器、蒸发器、膨胀阀与干燥过滤器依次连接，所述干燥过滤器与冷凝器连接，所述混合腔连接压缩机，所述第一电磁阀设置于混合腔与压缩机之间的连接管路上。

4.根据权利要求3所述的一种用于燃料电池热管理系统及其零部件的测试装置，其特征在于：所述热源模拟模块包括第九温压传感器、电加热器与第十温压传感器，所述第九温压传感器、电加热器与第十温压传感器依次连接，所述热源模拟模块通过第九温压传感器与所述冷源模拟模块上的蒸发器进行连接，所述热源模拟模块通过第十温压传感器与所述第二温压传感器连接，所述板换模块连接至冷源模拟模块上的蒸发器。

5.根据权利要求3所述的一种用于燃料电池热管理系统及其零部件的测试装置，其特征在于：所述板换模块连接有循环水支路，所述循环水支路上设置有第一球阀，所述板换模块与循环水支路的进水管路及出水管路分别连接，所述板换模块连接至循环水支路的出水管路上的连接管路上设置有第二电磁阀，所述循环水支路的进水管路及出水管路与所述冷源模拟模块上的冷凝器连接形成循环回路。

6.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池热管理系统及其零部件的测试装置，其特征在于：所述第一支路上设置有第二电动阀、第十一温压传感器、第十二温压传感器与第三电动阀，所述第二电动阀、第十一温压传感器、子系统测试模块、第十二温压传感器及第三电动阀依次连接，所述第二电动阀与第一流量计连接，所述第三电动阀与板换模块连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池热管理系统及其零部件的测试装置，其特征在于：所述第二支路上设置有第四电动阀、第十三温压传感器、零部件测试模块、第十四温压传感器、第二球阀、第十五温压传感器、第五流量计、压力传感器、三通阀、第十八温压传感器及第五电动阀，所述第四电动阀、第十三温压传感器、零部件测试模块、第十四温压传感器、第二球阀、第十五温压传感器、第五流量计、压力传感器、三通阀、第十八温压传感器及第五电动阀依次连接，所述零部件测试模块还通过另一条管路连接至三通阀，所述零部件测试模块与三通阀之间的另一条连接管路上依次设置有第十六温压传感器、第六流量计、第三球阀及第十七温压传感器，所述第四电动阀与第一流量计连接，所述第五电动阀与板换模块连接；

所述第二支路上的零部件测试模块为节温器。

8.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池热管理系统及其零部件的测试装置，其特征在于：所述第三支路上设置有第六电动阀、第七流量计、第十九温压传感器、第二十温压传感器与第七电动阀，所述第六电动阀、第七流量计、第十九温压传感器、零部件测试模块、第二十温压传感器及第七电动阀依次连接，所述第六电动阀与第一流量计连接，所述第七电动阀与板换模块连接；

所述第三支路上的零部件测试模块为去离子罐或PTC加热器或换热板。

9.根据权利要求8所述的一种用于燃料电池热管理系统及其零部件的测试装置，其特征在于：所述零部件测试模块为换热板时，测试台架上还包括有第四支路，所述第四支路上设置有第八流量计、第八电动阀、第二十一温压传感器、第二十二温压传感器及第九电动阀，所述第八流量计、第二十一温压传感器、换热板、第二十二温压传感器及第九电动阀依次连接。

10.根据权利要求1所述的一种用于燃料电池热管理系统及其零部件的测试装置，其特征在于：所述测试台架还包括有第五支路，所述第五支路上依次设置有第十电动阀、第二十三温压传感器、待测水泵与第二十四温压传感器，所述第十电动阀连接至电导率仪及第一电动阀之间的连接管路上，所述第二十四温压传感器连接至第二温压传感器及热源模拟模块之间的连接管路上。