[實用新型]車用氫燃料電池熱管理測試系統

有效

• 申請號: 202022345803.4
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN213583883U
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 翁昕晨;黃瑞;俞小莉;陳俊玄;陳沛禹
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01M8/0432
• 分類號: H01M8/0432;H01M8/0438;H01M8/04537;H01M8/04089;H01M8/04007;H01M8/04014;H01M8/04029;G01D21/02;G01R21/00;G01R15/20;G01K7/02;G01F1/76
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

1.一種車用氫燃料電池熱管理測試系統，其特征在于，包括數據采集系統、帶有FCU控制器的車用氫燃料電池、電子負載系統、燃料供給系統、空氣供給系統、冷卻散熱系統；

所述FCU控制器用于采集待測試車用氫燃料電池中的本體傳感器的數據，所述待測試車用氫燃料電池設有排水管路、排氣管路、電堆冷卻水出口、電堆冷卻水入口、燃料入口和空氣入口；

所述電子負載系統通過電壓、電流傳感器與氫燃料電池的輸出相連；

所述燃料供給系統包括供氫管路、氫氣源、氮氣源，氫氣源、氮氣源分別于供氫管路相連，氫氣源通過供氫管路向氫燃料電池供給反應燃料，氮氣源用于吹掃管路；

所述空氣供給系統包括空氣供給管路和設置在空氣供給管路上的空氣壓縮機，空氣供給系統用于向氫燃料電池提供合適壓力的潔凈空氣；

所述的冷卻散熱系統作為氫燃料電池的冷卻散熱循環，用于散出氫燃料電池工作時產生的熱量，將燃料電池的工作溫度嚴格控制在65~80℃之間，包括冷卻水箱、電子水泵、散熱器、風扇及風扇控制器，其中：

電堆冷卻水出口設有一出口電磁閥，出口電磁閥后的冷卻水循環管路通過三通閥分為散熱循環管路和加熱循環管路，散熱循環管路中設有散熱器，風扇用于給散熱器施加空氣對流，加熱循環管路中設有PTC加熱器，PCT加熱器用于在冷啟動時加熱電堆升至工作溫度；冷卻水箱通過管路連接入冷卻散熱循環上用于補充冷卻水；

散熱循環管路和加熱循環管路在下游合流，合流后的管路上設有電子水泵為冷卻水的循環流動提供動力；冷卻水由電子水泵泵出后經入口電磁閥與電堆冷卻水入口相連；

所述數據采集系統獲取用于獲取測試系統中傳感器的數據和各用電部件的功率消耗數據。

2.如權利要求1所述的車用氫燃料電池熱管理測試系統，其特征在于，

所述風扇、PTC加熱器、電子水泵、空氣壓縮機采用測試電源供電，測試電源與功率分析儀相連，所述功率分析儀獲取各用電部件的功率消耗。

3.如權利要求1所述的車用氫燃料電池熱管理測試系統，其特征在于，

在氫燃料電池輸出與電子負載間安裝有霍爾電流傳感器與直流電壓傳感器，用于獲取氫燃料電池的輸出電壓與電流；

在散熱循環管路的散熱器冷卻水進、出口處以及電堆冷卻水進、出口處均設置有T型熱電偶對冷卻水溫度進行實時測試；

在供氫管路、空氣供給管路、排水管路與排氣管路以及測試環境中均設置T型熱電偶；

在氫氣源與吹掃用氮氣源的出口以及氫氣管路與空氣供給管路的電堆入口處設置有壓力傳感器；

在供氫管路的進氫電磁閥與氫支路開關電池閥之間安裝一熱式氣體質量流量計，用于測試燃料電池工作時的氫氣消耗量；

在電子水泵出口處安裝一渦輪流量計測試循環冷卻水的瞬時流量；在電子水泵出口處安裝一電導率傳感器測試循環冷卻水的電導率；

在風扇上安裝一霍爾轉速傳感器測試散熱風扇的轉速；

在散熱器流道間安裝一皮托管風速儀測試散熱器附近的空氣流動速度。

4.如權利要求3所述的車用氫燃料電池熱管理測試系統，其特征在于，

所述數據采集系統至少包括NI-9853輸入輸出模塊、NI-9214熱電偶輸入模塊、NI-9423數字輸入模塊、 NI-9208電流輸入模塊、NI-9264電壓輸出模塊；

所述T型熱電偶輸出的電壓信號采用NI-9214熱電偶輸入模塊進行采集并完成模數轉換；

所述渦輪流量計與霍爾轉速傳感器輸出的信號為脈沖數字信號，采用NI-9423數字輸入模塊進行采集并完成模數轉換；

所述熱式氣體質量流量計、直流電壓傳感器、霍爾電流傳感器以及皮托管風速儀輸出的信號為4-20mA的模擬信號，采用NI-9208電流輸入模塊進行采集并完成模數轉換。

5.如權利要求3所述的車用氫燃料電池熱管理測試系統，其特征在于，所述的數據采集系統具有數據存儲模塊，所述數據存儲模塊用于存儲所采集到的數據。