一种耐久测试系统、耐久测试方法及车辆与流程

1.本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种耐久测试系统、耐久测试方法及车辆。


背景技术：

2.随着经济的发展和科技的进步，低碳环保越来越引起人们的重视，新能源汽车的发展逐渐从电动汽车转向氢燃料电池汽车，以氢通过与氧的化学反应而产生电能的装置，清洁无污染，比功率高，能够满足交通运输、固定式电源等领域的应用需求。
3.在燃料电池领域，氢气循环泵和喷氢阀是燃料电池的核心部件，把未反应的氢气从燃料电池电堆的出口端输送回电堆的入口端循环利用，从而提高氢气的利用率。在使用氢气循环泵之前，需要进行耐久性性能测试。现有技术中，对氢气循环泵进行测试时，通常是将氢气通入氢气循环泵后排出，采用不断地向氢气循环泵进排气的方法进行耐久测试。但存在的问题是，如果对喷氢阀进行测试，则需要设置额外的测试装置进行测试，成本高。
4.因此，亟需一种耐久测试系统、耐久测试方法及车辆，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种耐久测试系统，通过调节第一开关阀和第二开关阀来同时兼顾氢气循环泵与喷氢阀的耐久测试，降低测试成本，提高耐久测试效率。
6.为了解决现有技术存在的上述问题，本发明采用以下技术方案：
7.一种耐久测试系统，包括：
8.氢气循环泵；
9.喷氢阀；
10.供氢组件，用于给所述氢气循环泵和所述喷氢阀提供氢气；
11.增压泵，所述增压泵的输入端与所述供氢组件连接，所述增压泵的输出端与所述喷氢阀连接，所述增压泵用于将氢气输送给所述喷氢阀；
12.第一中冷器，所述第一中冷器的介质侧输入端与所述供氢组件连通设置；
13.第一开关阀，所述第一开关阀的输入端与所述第一中冷器的介质侧输出端连接，所述第一开关阀的输出端与所述氢气循环泵的输入端连接；
14.第二中冷器，所述第二中冷器的介质侧输出端与所述喷氢阀连接；
15.第二开关阀，所述第二开关阀的输入端与所述第一中冷器的介质侧输出端连通设置，所述第二开关的输出端与所述第二中冷器的介质侧输入端连接；
16.散热组件，所述散热组件的输入端同时与所述第一中冷器的换热侧输出端和所述第二中冷器的换热侧输出端连接；
17.三通阀，具有a1接口、a2接口及a3接口，所述a2接口与所述a3接口和所述a1接口择一连通，所述a2接口与所述散热组件的输出端连接，所述a1接口与所述第一中冷器的换热侧输入端连接，所述a3接口与所述第二中冷器的换热侧输入端连接；
18.箱体，具有用于容纳氢气的密封腔，所述供氢组件与所述密封腔连通设置，所述氢气循环泵、所述喷氢阀、所述第一中冷器和所述第二中冷器均位于所述密封腔内，所述三通阀和所述散热组件均位于所述密封腔外。
19.优选地，所述耐久测试系统还包括排气组件，所述排气组件与所述密封腔连通设置，所述排气组件用于将所述密封腔内的气体排至所述箱体外。
20.优选地，所述排气组件包括风扇和第三开关阀，所述第三开关阀的输入端与所述箱体连通设置，所述第三开关阀的输出端朝向所述风扇。
21.优选地，所述排气组件还包括泄压阀，所述泄压阀的输入端与所述箱体连接，所述泄压阀的输出端与大气连通。
22.优选地，所述供氢组件包括第四开关阀、减压阀、瓶口阀以及储氢罐，所述第四开关阀的输出端与所述箱体连接，所述第四开关阀的输入端与所述减压阀的输出端连接，所述瓶口阀的输入端与所述储氢罐连接，所述瓶口阀的输出端与所述减压阀的输入端连接，所述瓶口阀用于打开或关闭所述储氢罐，所述减压阀用于降低所述氢气的气压值。
23.为达上述目的，本发明还提供了一种耐久测试方法，通过上述的耐久测试系统的实施，所述耐久测试方法包括：
24.通过排气组件将所述密封腔内的空气抽成负压，采集所述密封腔内的气压p，将所述密封腔内的气压p与p0进行比较，其中p0为标准大气压，当p≥p0时，所述排气组件打开，当p＜p0时，所述排气组件关闭；
25.通过所述供氢组件将所述密封腔内充满氢气，采集所述氢气循环泵的输入端气压pb，将所述氢气循环泵的输入端气压pb与pb1进行比较，其中，pb1为所述供氢组件中氢气的气压，当pb＝pb1时，所述供氢组件对所述密封腔通入氢气；
26.进行所述氢气循环泵的耐久测试，所述氢气循环泵的耐久测试包括：
27.打开所述第一开关阀、所述a2接口和所述a3接口，关闭所述第二开关阀和所述a1接口，启动所述氢气循环泵，将所述氢气循环泵的输出端的压力调整为设定压力；
28.采集所述氢气循环泵的输入端温度tb，将所述tb与tb1进行比较，其中所述tb1为所述氢气循环泵的输入端最佳温度；
29.当tb≥tb1时，所述散热组件打开；当tb＜tb1时，所述散热组件关闭。
30.优选地，所述耐久测试系统还包括背压阀，所述背压阀位于所述箱体内，所述背压阀的输入端同时与所述氢气循环泵的输出端和所述喷氢阀的输出端连接，所述背压阀的输出端与所述密封腔连通设置；
31.通过调整所述氢气循环泵的转速和所述背压阀的开度，将所述氢气循环泵的输出端的压力调整为设定压力。
32.优选地，所述耐久测试方法还包括：
33.通过所述排气组件将所述密封腔内的空气抽成负压，采集所述密封腔内的气压p，将所述密封腔内的气压p与p0进行比较，其中p0为标准大气压，当p≥p0时，所述排气组件打开，当p＜p0时，所述排气组件关闭；
34.通过所述供氢组件将所述密封腔内充满氢气，采集所述喷氢阀的输入端气压pc，将所述喷氢阀的输入端气压pc与pc1进行比较，其中，pc1为所述供氢组件中氢气的气压，当pc＝pc1时，所述供氢组件对所述密封腔通入氢气；
35.进行所述喷氢阀的耐久测试，所述喷氢阀的耐久测试包括：
36.打开所述第二开关阀、所述a1和所述a2接口，关闭所述第一开关阀和所述a3接口，启动所述喷氢阀，将所述喷氢阀的输出端的压力调整为设定压力；
37.采集所述喷氢阀的输入端温度tc，将所述tc与tc1进行比较，其中tc1为所述喷氢阀的输入端最佳温度；
38.当tc≥tc1时，所述散热组件打开；当tc＜tc1时，所述散热组件关闭。
39.优选地，通过调整所述喷氢阀的转速和所述背压阀的开度，将所述喷氢阀的输出端的压力调整为设定压力。
40.为达上述目的，本发明还提供了一种车辆，包括上述的耐久测试系统。
41.本发明的有益效果为：
42.本发明提供的一种耐久测试系统，三通阀具有a1接口、a2接口及a3接口，a2接口与a3接口和a1接口择一连通，a2接口与散热组件的输出端连接，a1接口与第一中冷器的换热侧输入端连接，a3接口与第二中冷器的换热侧输入端连接，箱体具有用于容纳氢气的密封腔，供氢组件与密封腔连通设置，氢气循环泵、喷氢阀、第一中冷器和第二中冷器均位于密封腔内，三通阀和散热组件均位于密封腔外。将氢气循环泵和喷氢阀放置在充满氢气的密闭箱体内进行耐久测试，可节省大量的氢气，此外，该耐久测试系统可以通过调节第一开关阀和第二开关阀来同时兼顾氢气循环泵与喷氢阀的耐久测试，降低测试成本，提高耐久测试效率。
43.本发明提供的一种耐久测试方法，首先将密封腔内的空气抽成负压，然后通过供氢组件将密封腔内充满氢气，氢气循环泵的耐久测试包括：打开第一开关阀、a2接口和a3接口，关闭第二开关阀和a1接口，启动氢气循环泵，将氢气循环泵的输出端的压力调整为设定压力，并采集氢气循环泵的输入端温度tb，将tb与tb1进行比较，其中tb1为氢气循环泵的输入端最佳温度；当tb≥tb1时，散热组件打开；当tb＜tb1时，散热组件关闭。
附图说明
44.图1为本发明实施例中耐久测试系统的示意图。
45.附图标记：
46.1、箱体；2、喷氢阀；3、第一温压传感器；4、第二中冷器；5、增压泵；6、三通阀；7、水泵；8、第二开关阀；9、散热器；10、第四开关阀；11、储氢罐；12、瓶口阀；13、减压阀；14、风扇；15、第三开关阀；16、第二温压传感器；17、泄压阀；18、流量计；19、第一中冷器；20、第三温压传感器；21、第一开关阀；22、氢气循环泵；23、第四温压传感器；24、背压阀。
具体实施方式
47.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
48.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连
通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
49.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
50.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
51.现有技术中，对氢气循环泵进行测试时，通常是将氢气通入氢气循环泵后排出，采用不断地向氢气循环泵进排气的方法进行耐久测试。但存在的问题是，如果对喷氢阀进行测试，则需要设置额外的测试装置进行测试，成本高。对此，本实施例提供了一种耐久测试系统及耐久测试方法，通过调节第一开关阀和第二开关阀来同时兼顾氢气循环泵与喷氢阀的耐久测试，降低测试成本，提高耐久测试效率。
52.如图1所示，在本实施例中，一种耐久测试系统包括供氢组件、氢气循环泵22、喷氢阀2、增压泵5、第一中冷器19、第一开关阀21、第二中冷器4、第二开关阀8、散热组件、三通阀6以及箱体1，供氢组件用于给氢气循环泵22和喷氢阀2提供氢气，增压泵5的输入端与供氢组件连接，增压泵5的输出端与喷氢阀2连接，增压泵5用于将氢气输送给喷氢阀2，第一中冷器19的介质侧输入端与供氢组件连通设置，第一开关阀21的输入端与第一中冷器19的介质侧输出端连接，第一开关阀21的输出端与氢气循环泵22的输入端连接，第二中冷器4的介质侧输出端与喷氢阀2连接，第二开关阀8的输入端与第一中冷器19的介质侧输出端连通设置，第二开关的输出端与第二中冷器4的介质侧输入端连接，散热组件的输入端同时与第一中冷器19的换热侧输出端和第二中冷器4的换热侧输出端连接。三通阀6具有a1接口、a2接口及a3接口，a2接口与a3接口和a1接口择一连通，a2接口与散热组件的输出端连接，a1接口与第一中冷器19的换热侧输入端连接，a3接口与第二中冷器4的换热侧输入端连接。箱体1具有用于容纳氢气的密封腔，供氢组件与密封腔连通设置，氢气循环泵22、喷氢阀2、第一中冷器19和第二中冷器4均位于密封腔内，三通阀6和散热组件均位于密封腔外。具体地，将氢气循环泵22和喷氢阀2放置在充满氢气的密闭箱体1内进行耐久测试，其中，对氢气循环泵22的耐久测试管路为：供氢组件将箱体1充满氢气，氢气经过第一中冷器19的介质侧和第一开关阀21并从氢气循环泵22的输出端喷出，排出的氢气排至密闭箱体1内，当第四温压传感器23测得氢气的温度过高时，散热组件开始工作，打开水泵7，冷却液由三通阀6的a2进a3出，再经过第一中冷器19的换热侧将氢气输送至散热组件，由散热组件对氢气进行冷却降温，当测得的氢气温度低于设定温度时，散热组件停止工作，氢气循环泵22继续进行耐久测试；对喷氢阀2的耐久测试管路为：供氢组件将箱体1充满氢气，氢气经过第一中冷器19的介质侧、第二开关阀8以及增压泵5，由增压泵5对氢气进行增压，使喷氢阀2形成前后压差，并调整喷氢阀2的喷射量，使得第一温压传感器3的压力值满足要求。加压过的氢气进入到喷
氢阀2中进行耐久测试，排出的氢气排至密闭箱体1内，当第四温压传感器23测得氢气的温度过高时，散热组件开始工作，打开水泵7，冷却液由三通阀6的a2进a1出，在经过第二中冷器4的将氢气输送至散热组件，由散热组件对氢气进行冷却降温，当测得的氢气温度低于设定温度时，散热组件停止工作，喷氢阀2继续进行耐久测试。可节省大量的氢气，此外，该耐久测试系统可以通过调节第一开关阀21和第二开关阀8来同时兼顾氢气循环泵22与喷氢阀2的耐久测试，降低测试成本，提高耐久测试效率。
53.进一步地，继续参照图1，耐久测试系统还包括排气组件，排气组件与密封腔连通设置，排气组件用于将密封腔内的气体排至箱体1外。具体地，在对氢气循环泵22或者喷氢阀2进行耐久测试前，首先通过排气组件对密闭的箱体1进行抽气，测得密闭箱体1内的气压为负压时，完成抽气。
54.进一步地，继续参照图1，排气组件包括风扇14、第三开关阀15以及第二温压传感器16，第三开关阀15的输入端与箱体1连通设置，第三开关阀15的输出端朝向风扇14，第二温压传感器16用于检测密封腔内的气压值。具体地，第三开关阀15与箱体1的连接位置进行密封处理，保证箱体1的密封性，在进行耐久测试之前，打开第三开关阀15，启动风扇14，对密闭箱体1进行抽气，第二温压传感器16实时监测箱体1内的气压，当第二温压传感器16测得的气压值为负压时，断开第三开关阀15，再关闭风扇14，完成抽气。
55.进一步地，继续参照图1，排气组件还包括泄压阀17，泄压阀17的输入端与箱体1连接，泄压阀17的输出端与大气连通。具体地，在氢气循环泵22或喷氢阀2机芯耐久测试过程中，如果密闭箱体1内的气压过大，则打开泄压阀17进行泄压，耐久测试结束后通过打开第三开关阀15将气体排出。
56.进一步地，继续参照图1，供氢组件包括第四开关阀10、减压阀13、瓶口阀12以及储氢罐11，第四开关阀10的输出端与箱体1连接，第四开关阀10的输入端与减压阀13的输出端连接，瓶口阀12的输入端与储氢罐11连接，瓶口阀12的输出端与减压阀13的输入端连接，瓶口阀12用于打开或关闭储氢罐11，减压阀13用于降低氢气的气压值。具体地，完成对密闭箱体1的抽气工作后，需要对箱体1进行充氢气，断开第三开关阀15，打开第四开关阀10和瓶口阀12，将储氢罐11内的氢气经过减压阀13减压至氢气循环泵22或者喷氢阀2的输入端的气压，即第三温压传感器20的气压值等于氢气循环泵22或喷氢阀2的输入端的压力。
57.实施例二
58.本实施例提供了一种耐久测试方法，通过实施例一耐久测试系统的实施，该耐久测试方法如下：
59.通过排气组件将密封腔内的空气抽成负压，采集密封腔内的气压p，将密封腔内的气压p与p0进行比较，其中p0为标准大气压，当p≥p0时，排气组件打开，当p＜p0时，排气组件关闭。具体地，在对氢气循环泵22或喷氢阀2进行耐久测试前，首先测得密封腔内的气压值为p，当气压值p大于或等于标准大气压p0时，打开第三开关阀15，并启动风扇14对密闭箱体1进行抽气，当气压值p小于标准大气压时，即密封腔内的气压为负压，关闭第三开关阀15，再关闭风扇14，完成抽气。
60.通过供氢组件将密封腔内充满氢气，采集氢气循环泵22的输入端气压pb，将氢气循环泵22的输入端气压pb与pb1进行比较，其中，pb1为供氢组件中氢气的气压，当pb＝pb1时，供氢组件对密封腔通入氢气。具体地，断开第三开关阀15，完成抽气工作，然后打开第四
开关阀10和瓶口阀12，箱体1内充满氢气，并满足氢气的气压值等于氢气循环泵22的输入端气压值，由供氢组件持续对箱体1进行充氢气。
61.进行氢气循环泵22的耐久测试，氢气循环泵22的耐久测试包括：打开第一开关阀21、a2接口和a3接口，关闭第二开关阀8和a1接口，启动氢气循环泵22，将氢气循环泵22的输出端的压力调整为设定压力，并采集氢气循环泵22的输入端温度tb，将tb与tb1进行比较，其中tb1为氢气循环泵22的输入端最佳温度；当tb≥tb1时，散热组件打开；当tb＜tb1时，散热组件关闭。具体地，当对氢气循环泵22进行耐久测试时，首先，打开三通阀6的a2接口和a3接口，关闭a1接口，然后启动氢气循环泵22，打开第一开关阀21，供氢组件向密封腔提供氢气，氢气经过第一中冷器19的介质侧和第一开关阀21从氢气循环泵22喷出，排出的氢气排至密封箱体1内，当氢气循环泵22的输入端温度过高时，启动散热组件，打开水泵7，冷却液由三通阀6的a2进a3出，再经过第一中冷器19的换热侧将氢气输送至散热组件，由散热组件对氢气进行冷却降温，当测得的氢气温度低于设定温度时，散热组件停止工作。
62.进一步地，继续参照图1，耐久测试系统还包括背压阀24，背压阀24位于箱体1内，背压阀24的输入端同时与氢气循环泵22的输出端和喷氢阀2的输出端连接，背压阀24的输出端与密封腔连通设置，通过调整氢气循环泵22的转速和背压阀24的开度，将氢气循环泵22的输出端的压力调整为设定压力，使得流量计18的流量满足要求。具体地，对氢气循环泵22或喷氢阀2进行耐久测试的过程中，氢气从氢气循环泵22或喷氢阀2的输入端进入，并从背压阀24的输出端排至密封腔内。
63.进一步地，继续参照图1，耐久测试方法还包括：通过排气组件将密封腔内的空气抽成负压，采集密封腔内的气压p，将密封腔内的气压p与p0进行比较，其中p0为标准大气压，当p≥p0时，排气组件打开，当p＜p0时，排气组件关闭，与氢气循环泵22的耐久测试前的排气准备过程相同，不再过多赘述。
64.通过供氢组件将密封腔内充满氢气，采集喷氢阀2的输入端气压pc，将喷氢阀2的输入端气压pc与pc1进行比较，其中，pc1为供氢组件中氢气的气压，当pc＝pc1时，供氢组件对密封腔通入氢气。具体地，断开第三开关阀15，完成抽气工作，然后打开第四开关阀10和瓶口阀12，箱体1内充满氢气，并满足氢气的气压值等于喷氢阀2的输入端气压值，由供氢组件持续对箱体1进行充入氢气。
65.进行喷氢阀2的耐久测试，喷氢阀2的耐久测试包括：打开第二开关阀8、a1和a2接口，关闭第一开关阀21和a3接口，启动喷氢阀2，将喷氢阀2的输出端的压力调整为设定压力，并采集喷氢阀2的输入端温度tc，将tc与tc1进行比较，其中tc1为喷氢阀2的输入端最佳温度；当tc≥tc1时，散热组件打开；当tc＜tc1时，散热组件关闭。具体地，对喷氢阀2进行耐久测试时，首先，打开三通阀6的a1接口和a2接口，关闭a3接口，然后启动喷氢阀2，打开第二开关阀8，供氢组件向密封腔提供氢气，氢气经过第一中冷器19的介质侧和第二开关阀8从喷氢阀2喷出，排出的氢气排至密封箱体1内，当喷氢阀2的输入端温度过高时，启动散热器9，打开水泵7，冷却液由三通阀6的a2进a1出，再经过第二中冷器4的换热侧将氢气输送至散热器9，由散热器9对氢气进行冷却降温，当测得的氢气温度低于设定温度时，散热器9停止工作。
66.进一步地，继续参照图1，通过调整喷氢阀2的转速和背压阀24的开度，将喷氢阀2的输出端的压力调整为设定压力，使得流量计18满足流量要求。具体地，对喷氢阀2或喷氢
阀2进行耐久测试的过程中，氢气从喷氢阀2或喷氢阀2的输入端进入，并从背压阀24的输出端排至密封腔内。
67.实施例三
68.本实施例还提供了一种车辆，涉及燃料电池技术领域，包括上述的耐久测试系统。
69.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。