一种用于燃料电池发动机的风冷测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池测试技术领域，尤其涉及一种用于燃料电池发动机的风冷测试装置。


背景技术：

2.为了保证使用时的可靠性、安全性，燃料电池发动机在出厂前要经过一系列的性能质量测试，测试过程中一般使用专用测试装置对燃料电池发动机进行散热管理。
3.现有技术大多采用风冷测试装置对燃料电池发动机进行性能质量测试。一般情况下，一台风冷测试装置一次只能测试一台发动机，并且测试时风冷测试装置与发动机处于一个空间内，其风冷散热器运转时产生的噪音对于测试人员产生较大的困扰，导致测试体验较差。
4.此外，对于其功率大于风冷散热器散热功率的发动机，现有风冷测试装置不能满足该发动机整体测试的控温需求，对于其功率远远小于风冷散热器散热功率的发动机，风冷测试装置对于该发动机冷却液的温控精度较差。


技术实现要素：

5.鉴于上述的分析，本实用新型实施例旨在提供一种用于燃料电池发动机的风冷测试装置，用以解决现有技术环境噪音大、散热功率受限、控温精度差的问题。
6.本实用新型实施例提供了一种用于燃料电池发动机的风冷测试装置，包括多个独立放置燃料电池发动机的测试工位、多个独立控制的风冷散热器、多条用于选通测试工位-风冷散热器的冷却液调控支路；其中，
7.每一测试工位的外端设有用于连通其内部燃料电池发动机中冷却液的冷却液端口；每一测试工位的冷却液端口分别通过不同的冷却液调控支路与各个风冷散热器连接；
8.风冷散热器、测试工位分别设于不同的隔音测试空间内。
9.上述技术方案的有益效果如下：通过将风冷散热器、测试工位分别设于不同的隔音测试空间内，可以有效消除风冷散热器运转时产生的噪音对于测试人员的困扰问题。通过设置每一测试工位均与各个风冷散热器连接，可实现风冷散热器的并联，解决了目前风冷测试装置功率上限提升困难的问题，能够满足各种大功率燃料电池发动机测试过程中的温度控制。此外，可实现测试工位的并联，即一台风扇散热器对多个测试工位散热，对于功率远远小于风冷散热器散热功率的燃料电池发动机，解决了发动机冷却液的温控精度较差的问题。目前风冷测试装置与燃料电池发动机是一对一进行测试的状态，上述方案可实现多对一、一对多、多对多的风冷测试装置-燃料电池发动机测试，提高了测试效率，能够满足全功率发动机测试过程中的冷却液温度控制。
10.基于上述装置的进一步改进，该风冷测试装置还包括内部中空的隔音降噪机构；其中，
11.所有风冷散热器均设于上述隔音降噪机构的内部。
12.进一步，该风冷测试装置还包括用于接入待测试的燃料电池发动机后根据每一燃料电池发动机的测试功率确定风冷换热器的启动数量、单机散热模式或并联散热模式并选通相应的冷却液调控支路以及在测试过程监测到某一测试工位的燃料电池发动机发生超温后立即启动距离最近且未运行的风冷散热器并选通相应冷却液调控支路对超温的燃料电池发动机散热的控制器。
13.进一步，每一测试工位的冷却液端口均包括冷却液输入端、冷却液输出端；并且，
14.每一冷却液调控支路均包括输入控制子支路和输出控制子支路；其中，
15.所述输入控制子支路的一端接相应测试工位的冷却液输入端，另一端接相应风冷散热器的输出端，该子支路上设有用于控制冷却液循环的水泵、用于控制该子支路选通的电磁阀；
16.所述输出控制子支路的一端接相应测试工位的冷却液输出端，另一端接相应风冷散热器的输入端，该子支路上也设有用于控制该子支路选通的电磁阀。
17.进一步，所述冷却液调控支路上还设有控制相邻风冷散热器并联与否的电磁阀；并且，
18.所述输入控制子支路上还设有液体混合搅拌器；其中，所述液体混合搅拌器的输入端设于相邻风冷散热器并联后的汇集支路上，控制端与控制器的输出端连接。
19.进一步，所述控制器进一步包括依次连接的数据采集单元、数据处理与控制单元。
20.进一步，所述数据采集单元进一步包括用于对出入堆冷却液和散热器输出冷却液进行数据测量的温度传感器、压力传感器；其中，
21.所述温度传感器，分别设于输入控制子支路、输出控制子支路的管道内璧上，以及风冷散热器的输出端管道内壁上；
22.所述压力传感器，分别设于输入控制子支路、输出控制子支路的管道内璧上。
23.进一步，对于n个测试工位、n个风冷散热器，该装置的冷却液调控支路上共设有10n-6个电磁阀、8n个温度传感器、8n个压力传感器、4n个液体混合搅拌器、4n个水泵；其中，n≥2。
24.进一步，第i个测试工位-第i个风冷散热器的输入控制子支路上均设有第四电磁阀~第六电磁阀、压力传感器、温度传感器、水泵、液体混合搅拌器，其输出控制子支路上均设有第一电磁阀~第三电磁阀、压力传感器、温度传感器；i=1，
…
，n；其中，
25.第i个测试工位的冷却液输出端依次经第一电磁阀、温度传感器、压力传感器、第二电磁阀、第三电磁阀接第i个风冷散热器的输入端，第i个风冷散热器的输出端依次经第四电磁阀、第五电磁阀、水泵、液体混合搅拌器、压力传感器、温度传感器、第六电磁阀接第i个测试工位的冷却液输入端；并且，
26.从第2个测试工位起，即i从2起至n-1，第i个测试工位的冷却液输入端还经第七电磁阀接第i+1个测试工位的输入端，其冷却液输出端还经第八电磁阀接第i+1个测试工位的输出端，并且，第i个测试工位的第二电磁阀、第三电磁阀之间的连接管道还经第九电磁阀接第i+1个测试工位的第二电磁阀、第三电磁阀之间的连接管道，其第四电磁阀、第五电磁阀之间的连接管道还经第十电磁阀接第i+1个测试工位的第四电磁阀、第五电磁阀之间的连接管道。
27.进一步，所述数据处理与控制单元上设有显示模块；其中，
28.所述显示模块的显示屏上显示各测试工位是否接入待测的燃料电池发动机，以及，当前时刻风冷换热器的启动数量、单机散热模式或并联散热模式。
29.与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果之一：
30.1、通过n个风冷散热器的集中并联性集合方法，在提高了风冷散热器散热功率的上限值，同时保留了单个风冷散热器的控制精度，可以同时进行多台燃料电池发动机的测量过程中的冷却液温度控制。
31.2、通过合理的冷却液控制支路中阀门（电磁阀的）切换，可以组合成不同数量的风冷散热器并联组合运行，从而达到满足不同功率发动机的运转测试过程中的冷却液温度控制。
32.3、测试过程中，通过合理地进行冷却液控制支路中阀门（电磁阀的）切换，可以有效地扩大其中某一冷却液控制支路的散热功率上限，从而避免发动机运转测试过程中因外界因素导致的超温问题。
33.4、通过对风冷散热器与燃料电池发动机之间的物理性隔离措施，从而避免目前运转噪音对测试人员的危害。
34.提供实用新型内容部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。实用新型内容部分无意标识本公开的重要特征或必要特征，也无意限制本公开的范围。
附图说明
35.通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
36.图1示出了实施例1用于燃料电池发动机的风冷测试装置组成示意图；
37.图2示出了实施例2用于燃料电池发动机的风冷测试装置组成示意图。
38.附图标记：
[0039]1‑ꢀ
测试工位区；2，16，61，63
‑ꢀ
第一电磁阀；5，19，33，46
‑ꢀ
第二电磁阀；6，21，35，48-第三电磁阀；9，23，37，50
‑ꢀ
第四电磁阀；10，25，39，52-第五电磁阀；15，30，58，60
‑ꢀ
第六电磁阀；57，59
‑ꢀ
第七电磁阀；62，64
‑ꢀ
第八电磁阀；20，34，47
‑ꢀ
第九电磁阀；24，38，51
‑ꢀ
第十电磁阀；3，8，13，17，22，28，31，36，42，44，49，55-温度传感器；4，14，18，29，32，43，45，56
‑ꢀ
压力传感器；12，27，41，54
‑ꢀ
液体混合搅拌器；11，26，40，53-水泵；7
‑ꢀ
风冷散热器区；工位1
‑ꢀ
第一个测试工位；工位m
‑ꢀ
第m个测试工位；工位q
‑ꢀ
第q个测试工位；工位n
‑ꢀ
第n个测试工位。
具体实施方式
[0040]
下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0041]
在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非
特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
[0042]
实施例1
[0043]
本实用新型的一个实施例，公开了一种用于燃料电池发动机的风冷测试装置，如图1所示，包括多个独立放置燃料电池发动机的测试工位、多个独立控制的风冷散热器、多条用于选通测试工位-风冷散热器的冷却液调控支路。
[0044]
其中，每一测试工位的外端设有用于连通其内部燃料电池发动机中冷却液的冷却液端口；每一测试工位的冷却液端口分别通过不同的冷却液调控支路与各个风冷散热器连接。
[0045]
风冷散热器、测试工位分别设于不同的隔音测试空间内。
[0046]
与现有技术相比，本实施例提供的风冷测试装置通过将风冷散热器、测试工位分别设于不同的隔音测试空间内，可以有效消除风冷散热器运转时产生的噪音对于测试人员的困扰问题。通过设置每一测试工位均与各个风冷散热器连接，可实现风冷散热器的并联，解决了目前风冷测试装置功率上限提升困难的问题，能够满足各种大功率燃料电池发动机测试过程中的温度控制。此外，可实现测试工位的并联，即一台风扇散热器对多个测试工位散热，对于功率远远小于风冷散热器散热功率的燃料电池发动机，解决了发动机冷却液的温控精度较差的问题。目前风冷测试装置与燃料电池发动机是一对一进行测试的状态，上述方案可实现多对一、一对多、多对多的风冷测试装置-燃料电池发动机测试，提高了测试效率，能够满足全功率发动机测试过程中的冷却液温度控制。
[0047]
实施例2
[0048]
在实施例1的基础上进行改进，该风冷测试装置还包括内部中空的隔音降噪机构。其中，所有风冷散热器均设于上述隔音降噪机构的内部。
[0049]
优选地，该风冷测试装置还包括用于接入待测试的燃料电池发动机后根据每一燃料电池发动机的测试功率确定风冷换热器的启动数量、单机散热模式或并联散热模式并选通相应的冷却液调控支路以及在测试过程监测到某一测试工位的燃料电池发动机发生超温（超过预设温度）后立即启动距离最近且未运行的风冷散热器并选通相应冷却液调控支路对超温的燃料电池发动机散热的控制器（防超温模式）。
[0050]
需说明的是，每一燃料电池发动机的测试功率均小于等于单个风冷换热器的散热功率，则启动单机模式，风冷换热器的启动数量等于测试的燃料电池发动机的数量（单机散热模式）。对于测试功率大于单个风冷换热器的散热功率的燃料电池发动机，需并联风冷换热器，并联的数量取决于并联后的风冷换热器的散热功率应大于该燃料电池发动机的散热功率（并联散热模式），进而可得到风冷换热器的启动数量。
[0051]
该风冷测试装置具有三种功能模式，即测试开始时的单机散热模式、并联散热模式，以及测试过程中的防超温模式。
[0052]
优选地，每一测试工位的冷却液端口均包括冷却液输入端、冷却液输出端。并且，每一冷却液调控支路均包括输入控制子支路和输出控制子支路。
[0053]
其中，所述输入控制子支路的一端接相应测试工位的冷却液输入端，另一端接相
应风冷散热器的输出端，该子支路上设有用于控制冷却液循环的水泵、用于控制该子支路选通的电磁阀；所述输出控制子支路的一端接相应测试工位的冷却液输出端，另一端接相应风冷散热器的输入端，该子支路上也设有用于控制该子支路选通的电磁阀。
[0054]
优选地，所述冷却液调控支路上还设有控制相邻风冷散热器并联与否的电磁阀（即后面的第九、第十电磁阀）。并且，所述输入控制子支路上还设有液体混合搅拌器；其中，所述液体混合搅拌器的输入端设于相邻风冷散热器并联后的汇集支路上，控制端与控制器的输出端连接。通过该电磁阀的设置，可有效缩减输入控制子支路和输出控制子支路的元器件数量，降低制备、使用成本。
[0055]
优选地，所述控制器进一步包括依次连接的数据采集单元、数据处理与控制单元。
[0056]
优选地，所述数据采集单元进一步包括用于对出入堆冷却液和散热器输出冷却液进行数据测量的温度传感器、压力传感器。其中，所述温度传感器，分别设于输入控制子支路、输出控制子支路的管道内璧上，以及风冷散热器的输出端管道内壁上，用于获取入堆冷却液的温度，出堆冷却液的温度，以及每一散热器输出冷却液的温度。所述压力传感器，分别设于输入控制子支路、输出控制子支路的管道内璧上，用于获取入堆冷却液的压力，出堆冷却液的压力。
[0057]
优选地，对于n个测试工位、n个风冷散热器，该装置的冷却液调控支路上共设有10n-6个电磁阀、8n个温度传感器、8n个压力传感器、4n个液体混合搅拌器、4n个水泵；其中，n≥2，可参见图2中4个测试工位、4个风冷散热器的连接方式，但不限于图2所示的内容。
[0058]
优选地，第i个测试工位-第i个风冷散热器的输入控制子支路上均设有第四电磁阀~第六电磁阀、压力传感器、温度传感器、水泵、液体混合搅拌器，其输出控制子支路上均设有第一电磁阀~第三电磁阀、压力传感器、温度传感器；i=1，
…
，n。
[0059]
其中，第i个测试工位的冷却液输出端依次经第一电磁阀、温度传感器、压力传感器、第二电磁阀、第三电磁阀接第i个风冷散热器的输入端，第i个风冷散热器的输出端依次经第四电磁阀、第五电磁阀、水泵、液体混合搅拌器、压力传感器、温度传感器、第六电磁阀接第i个测试工位的冷却液输入端。
[0060]
从第2个测试工位起，即i从2起至n-1，第i个测试工位的冷却液输入端还经第七电磁阀接第i+1个测试工位的输入端，其冷却液输出端还经第八电磁阀接第i+1个测试工位的输出端，并且，第i个测试工位的第二电磁阀、第三电磁阀之间的连接管道还经第九电磁阀接第i+1个测试工位的第二电磁阀、第三电磁阀之间的连接管道，其第四电磁阀、第五电磁阀之间的连接管道还经第十电磁阀接第i+1个测试工位的第四电磁阀、第五电磁阀之间的连接管道。
[0061]
需说明的是，上述第一电磁阀~第十电磁阀可采用同一种电磁阀，其控制端均与控制器的输出端连接，序号第一~第十仅表示设置位置不同，导致功能不同。
[0062]
优选地，所述数据处理与控制单元上设有显示模块。其中，
[0063]
所述显示模块的显示屏上显示各测试工位是否接入待测的燃料电池发动机，以及，当前时刻风冷换热器的启动数量、单机散热模式或并联散热模式。
[0064]
单机散热模式：测试开始时，控制器判断单个风冷换热器可以满足燃料电池发动机的运转测试功率时，则选择多工位单风扇独立工作模式（单机散热模式）。如图2所示，需要使用m、q、n测试工位，控制第m、q、n个测试工位的燃料电池发动机启动，此时第m个测试工
位 、第q个测试工位 、第n个测试工位分别对应的第m台风冷换热器、第q台风冷换热器、第n台风冷换热器运转。第m个测试工位对应的电磁阀16/19/21/23/25/30开启，对应水泵26开启，对应温度传感器17/22/28开启，压力传感器18/29开启；第q个测试工位对应的电磁阀33/35/37/39/58/63开启，对应水泵40开启，对应温度传感器31/36/42开启，压力传感器32/43开启；第n个测试工位对应的电磁阀46/48/50/52/60/61开启，温度传感器44/49/55开启，压力传感器45/56开启；其余的电磁阀均处于关闭状态，持续至测试结束。
[0065]
并联散热模式：测试开始时控制器判断经过多个风冷散热器并联运行才能满足发动机运转测试，选择多风扇多工位并联模式（并联散热模式）。根据实际情况，选择第m个风冷散热器至第q个风冷散热器并联运行，
……ꢀ
，第q+w个风冷散热器至第n个风冷散热器并联运行，此时需在第m个测试工位至第q个测试工位中选择一工位接发动机测试，
……ꢀ
，第q个测试工位+w至工位n中选择一工位接发动机测试，选取了第m个测试工位和工位n接发动机测试。此时，为了使第m个风冷散热器至第q个风冷散热器并联运行，电磁阀16/19/21/23/25/30/34/35/37/38开启，对应的温度传感器17/22/36/28启动，压力传感器18/29启动，水泵26启动，液体混合搅拌器27启动，从而实现了第m个风冷散热器至第q个风冷散热器并联运行控制第m个测试工位的发动机冷却液温度的目的。为了实现第q个风冷散热器+w至第n个风冷散热器并联，同样需要开启相关管路之间的电磁阀、传感器，启动连接发动机的第n个测试工位对应的水泵与液体混合搅拌装置，即可实现第q+w个风冷散热器至第n个风冷散热器并联控制第n个测试工位发动机冷却液温度的目的。
[0066]
防超温模式：在单机散热模式与并联散热模式运行过程中，第m个测试工位的发动机冷却液温度超过了设定值，此时控制器将检测风冷散热器是否全部处于工作状态，若全部处于工作运转状态，则超温工位的发动机停止运转测试，若存在未运转的第n个风冷散热器，则通过相关电磁阀的开启、关闭的变动，使第m+2个风冷换热器错位用于第m+1个测试工位上测试的发动机，依次切换，将第n个风冷散热器用于工位n上测试的发动机，然后实现第m+1个风冷换热器与第m个风冷换热器并联运行用于第m个测试工位发动机冷却液的温度控制，从而增加了散热功率，实现有效实现防止发动机测试过程中超温异常情况的发生。
[0067]
与现有技术相比，本实施例的装置具有如下有益效果：
[0068]
1、通过n个风冷散热器的集中并联性集合方法，在提高了风冷散热器散热功率的上限值，同时保留了单个风冷散热器的控制精度，可以同时进行多台燃料电池发动机的测量过程中的冷却液的温度控制。
[0069]
2、通过合理的冷却液控制支路中阀门（电磁阀的）切换，可以组合成不同数量的风冷散热器并联组合运行，从而达到满足不同功率发动机的运转测试过程中冷却液的温度控制。
[0070]
3、测试过程中，通过合理地进行冷却液控制支路中阀门（电磁阀的）切换，可以有效地扩大其中某一冷却液控制支路的散热功率上限，从而避免发动机运转测试过程中因外界因素导致的超温问题。
[0071]
4、通过对风冷散热器与燃料电池发动机之间的物理性隔离措施，从而避免目前运转噪音对测试人员的危害。
[0072]
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技
术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对现有技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。