] 6)节温器在散热器出入口安装位置可随时更换；
[0088] 7)可检测子系统的温度、压力、流量、电导率等参量。
[0089] 冷却子系统工作流程
[0090] ?工作流程一：
[0091] 为燃料电池堆提供冷却
[0092] 1)冷却子系统按照图4所示连接无误后，通过管路切换阀调节至入堆通道，系统 按照上位机控制软件通过PXI发出的指令，启动循环水泵，调节转速至系统需求值，在温度 低于节温器打开温度时，冷却液不通过散热器，直接从冷却液旁路通道流过，使系统快速升 温到目标温度，当温度升高时，节温器根据温度值逐渐打开，冷却液改为从散热器流过，当 温度超过系统设定的目标值时，启动散热风扇散热，低于目标值时关闭散热风扇，使得系统 温度恒定在目标值内。
[0093] 2)冷却子系统可以在按照需求线按照需求改变冷却液的流速及流量，可以标定循 环水泵转速和系统间的最佳匹配值。
[0094] 3)冷却子系统同时也给中冷器，空气压缩机提供散热；
[0095] 4)冷却子系统中各零部件前后均安装有流量，温度，压力，在线式电导率等传感 器，实时测得系统中各零部件的性能参数值发送到上位机保存。
[0096] 工作流程二：
[0097] 不安装燃料电池电堆时的零部件性能测试工作
[0098] 1)冷却子系统根据图4所示状态，通过管路切换阀调节至旁路通道，通过管阻模 拟调节阀开启角度的调节，使系统管阻和燃料电池堆管阻一致，利用加热模块模拟燃料电 池堆运行时产生的废热，可进行循环水泵及控制器，节温器，散热器等系统相关零部件及控 制软件的性能，寿命的测试及零部件参数的标定。
[0099] 2)冷却子系统中节温器在散热器出入口安装位置可随时更换，方便测试节温器在 不同位置对系统散热能力的影响。
[0100] 3)冷却子系统中各零部件前后均安装有流量，温湿度，压力等传感器，实时测得系 统中各零部件的性能参数值发送到上位机保存。
[0101] PXI系统包括PXI、机柜、信号调理及给信号调理的供电系统。该系统有如下特点：
[0102] 1)系统采用了PXI模块，所以系统具有坚固性、模块化、高性能、低成本、易扩展的 特点；
[0103] 2)系统中除了有多达80路模拟量输入、24路数字量输入输出、2路模拟量输出的 信号板卡；还扩展了RS485、RS232、CAN、GPIB等通信卡，可以进行各种总线的通信；
[0104] 3)系统可以接受0-5V0-10V0-20mA模拟信号量，可以输出、输入0/24V或0/12V 的数字量信号；
[0105] 4)以15处理器为内核+XP简体中文操作系统的工控机系统，配置500G*2的硬盘， 可以进行超大容量数据的存储；
[0106] 5)采用了LabVIEW虚拟仪器开发软件，不但程序可以灵活多变，而且显示界面更 加人性化；
[0107] 6)与PXI系统之间采用TCP/IP是传输层协议，不但使数据传输更加安全、有效、及 时，而且可以扩展为无线显示。
[0108] 再请参见图7所示的控制系统结构，具有以下特点：
[0109] 1.使用NI的RT实时测试系统，进行实时数据采集，
[0110] 2.总成式控制，总成控制模块和每个子模块独立控制、显示，各个子模块可以本地 独立运行，也可以综合控制；所有远程监控基于TCP/IP网络协议，LABVIEW软件编写监控界 面。
[0111] 3.控制系统可采集模拟输入（电压，电流），DI信号等。并有模拟信号输出和数字 DO输出等功能。安装RS232接口和RS485接口备用。
[0112] 本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的 目的，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质范围内，对以上所述实施例的变 化、变型都将落在本发明的权利要求的范围内。
【主权项】
1. 一种集成燃料电池零部件测试及系统测试的平台，其特征在于， 包括PXI系统，所述PXI系统与上位机实现双向通讯；所述PXI系统还分别与空气子系 统、氢气子系统、冷却子系统以及待测的燃料电池堆相连，所述空气子系统、氢气子系统以 及冷却子系统均与燃料电池堆相连通；所述冷却子系统还与所述空气子系统相连。
2. 根据权利要求1所述的集成燃料电池零部件测试及系统测试的平台，其特征在于， 所述空气子系统包括空气压缩机、中冷器以及增湿器，外部空气通过进气调节阀与所 述空气压缩机的进气口相连；所述中冷器的进气口与所述空气压缩机口的出气口相连通； 所述增湿器的进气口与所述中冷器的出气口相连通，所述增湿器的出气口通过管路切换阀 与所述燃料电池堆的空气进口相连通，所述燃料电池堆的阴极出口通过管路切换阀与所述 增湿器的水汽入口相连通； 还包括空气旁路通道，所述空气旁路通道包括串接的用于模拟电堆管阻的空气调节阀 以及加湿加温器，所述空气旁路通道的两端分别与所述燃料电池堆的空气进口侧的管路切 换阀以及阴极出口侧的管路切换阀相连通； 所述空气压缩机与所述中冷器之间的管路上设有温压传感器；所述中冷器以及所述增 湿器之间的管路上设有温压传感器、温湿度传感器以及流量传感器；所述增湿器与所述燃 料电池堆的空气进口侧的管路切换阀之间的管路上设有温压传感器以及温湿度传感器；所 述燃料电池堆的阴极出口侧的管路切换阀与所述增湿器的湿气进口之间的管路上设有温 压传感器以及温湿度传感器，所述增湿器的湿气出口与尾气调节阀之间的管路上设有温压 传感器以及温湿度传感器； 所述空气压缩机以及中冷器还与冷却子系统相连。
3. 根据权利要求2所述的集成燃料电池零部件测试及系统测试的平台，其特征在于， 所述空气子系统还包括入堆干气调节阀，所述入堆干气调节阀的一端通过流量传感器 与所述中冷器的进气口相连通，另一端与所述增湿器的出气口相连通。
4. 根据权利要求2所述的集成燃料电池零部件测试及系统测试的平台，其特征在于， 所述空气子系统还包括堆出旁路调节阀，所述堆出旁路调节阀的一端通过流量传感器 与所述增湿器的湿气进口相连通，另一端与所述尾气调节阀的出口相连通。
5. 根据权利要求1所述的集成燃料电池零部件测试及系统测试的平台，其特征在于， 所述氢气子系统包括减压机构，所述减压机构的进气口与外部氢气相连通，其出气口 依次通过安全泄压阀以及切换阀与燃料电池堆的氢气进口相连通；所述燃料电池堆的阳极 出口设有若干个相互平行的阳极切换阀，所述每个阳极切换阀的出口分别通过排泄管路连 接相应的排氢电磁阀； 还包括氢气旁路通道，所述氢气旁路通道包括若干个相互平行的用于模拟电堆管阻的 氢气调节阀，所述氢气调节阀的数量与阳极切换阀的数量相同；所述每个氢气调节阀的入 气口均与切换阀相连通，每个氢气调节阀的出气口分别与相对应的排泄管路相连通； 所述减压机构包括若干个减压阀，相邻两个减压阀之间的管路上分别设有温压传感器 以及流量传感器，所述安全泄压阀与切换阀之间的管路上设有温压传感器以及温湿度传感 器；所述每根排泄管路上均设有温压传感器。
6. 根据权利要求1所述的集成燃料电池零部件测试及系统测试的平台，其特征在于， 所述冷却子系统包括循环水泵、节温器、去离子器、散热器以及水箱，所述循环水泵的 进水口通过切换阀与燃料电池堆的一端相连通，所述循环水泵的出水口依次通过节温器、 去离子器以及切换阀与燃料电池堆的另一端相连通或者所述循环水泵的出水口依次通过 去离子器、节温器以及切换阀与燃料电池堆的另一端相连通，所述散热器的两端分别与由 节温器以及去离子器组成的冷却液旁路通道的两端相连通； 所述水箱的进水口通过排气阀与散热器相连通，所述水箱的出水口与循环水泵的进水 口相连通； 所述燃料电池堆两端的切换阀之间还设有加热模块以及管阻模拟调节阀； 所述燃料电池堆与所述循环水泵之间的管路上设有温度传感器以及压力传感器；所 述循环水泵的出水口设有压力传感器以及温度传感器；所述散热器靠近循环水泵的一端设 有流量传感器以及压力传感器；所述燃料电池堆与所述散热器之间的管路上设有压力传感 器、温度传感器、流量传感器以及电导率传感器。
【专利摘要】本发明公开了一种集成燃料电池零部件测试及系统测试的平台，包括PXI系统，所述PXI系统与上位机实现双向通讯；所述PXI系统还分别与空气子系统、氢气子系统、冷却子系统以及待测的燃料电池堆相连，所述空气子系统、氢气子系统以及冷却子系统均与燃料电池堆相连通；所述冷却子系统还与所述空气子系统相连。本发明即能够对燃料电池系统各零部件的可靠性进行测试和标定,也能进行组合成燃料电池子系统后的性能测试和可靠性测试；同时各个模块可以组合起来进行燃料电池系统的联调与可靠性测试。无论联调测试还是分别测试皆能分别存储数据。
【IPC分类】G01R31-36
【公开号】CN104714186
【申请号】CN201510114500
【发明人】章波, 朱俏斌, 胡军, 李翡翠, 吴炎花
【申请人】上海新源动力有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年3月16日