用于燃料电池热管理系统及其零部件的测试装置的制作方法

本技术涉及热管理系统的测试，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：

1、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。

2、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。

3、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。

技术实现思路

1、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。

2、本实用新型的技术内容如下：

3、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：

4、测试台架，所述测试台架包括有：

5、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；

6、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；

7、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。

8、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。

9、进一步地，所述风扇可替换为换热板。

10、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。

11、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。

12、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。

13、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。

14、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。

15、进一步地，所述第二支路上的零部件测试模块为节温器。

16、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。

17、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。

18、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。

19、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。

20、本实用新型的有益效果至少包括：

21、(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；

22、(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。