技术摘要：
本发明涉及一种燃料电池氢气系统多功能测试台架，所述测试台架包括：进气单元、第一待测单元、模拟电堆单元及第二待测单元；所述进气单元的出气口和所述第一待测单元的进气口相连接；所述第一待测单元的出气口和所述模拟电堆单元及所述第二待测单元的出气口相连接。本  全部
背景技术：
目前，燃料电池氢气供给、循环系统技术路线众多，对零部件的测试要求较高，需 要在不同方案下对性能验证或标定。如CN210243168U公开了一种全方位燃料电池氢气系统 测试台。其提供了一种全方位燃料电池氢气系统测试台，能够在不加入电堆情况下，模拟实 际工作过程，并能够有效对氢气系统的各设备(减压阀、安全阀、循环泵、引射器等)进行性 能验证或标定。CN110620248A提供了一套全面的燃料电池氢气测试系统，可以模拟燃料电 池系统运行时氢气子系统的运行状况，能够系统地模拟流量、压力、增湿功能、散热功能、换 热功能和氢气循环功能。CN209675411U提供了一种燃料电池电堆测试台，包括氢气系统和 空气系统。所有附件可以模拟不同配置模式，涵盖车用燃料电池系统不同的控制方案，解决 了被测附件种类和型号多导致的测试成本、效率问题。 现有的技术无法同时满足氢喷射器、循环泵、引射器等单独或是组合方式在实际 工作环境下的测试要求，这样带来测试效率问题、测试方案更改以及频繁替换测试样件的 问题。
技术实现要素：
鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种燃料电池氢气系统多功 能测试台架，本发明提供的测试台架通过模拟电堆的形式模拟氢气系统的零部件的实际工 作情况；同时允许供氢、循环测试部件多种复杂的组合模式，在不改动测试台的基础上，通 过灵活控制满足不同技术路线的测试需求，可以提高测试效率和测试可靠性。 为达此目的，本发明采用以下技术方案： 本发明提供了一种燃料电池氢气系统多功能测试台架，所述测试台架包括：进气 单元、第一待测单元、模拟电堆单元及第二待测单元； 所述进气单元的出气口和所述第一待测单元的进气口相连接； 所述第一待测单元的出气口和所述模拟电堆单元及所述第二待测单元的出气口 相连接； 所述第一待测单元的出气管路上依次设置有第一流量计、第一温度传感器和第一 压力传感器； 所述模拟电堆单元的进气口依次连接有第二阀、加热装置、加湿装置和第三阀； 所述模拟电堆单元的进气口和第二阀之间还连接有排空管路； 所述第三阀和所述第一待测单元的返气口及所述第二待测单元的进气口之间依 次设置有湿度传感器、第三流量计、第二温度传感器和第二压力传感器。 本发明在台架上设计有模拟电堆，可以根据设定的功率曲线等参数调节模拟电堆 出口处的温度、压力、湿度、流量以模拟实际的工作情况，可以为被测供氢、循环部件提供更 5 CN 111578980 A 说　明　书 2/7 页 真实的测试场景。模拟电堆根据控制信号调节背压阀的开度实现压力、流量的控制，管路氢 气的温湿控制通过与别的介质(如水、空气等)水热交换的方式实现。进一步地，本发明提供 的测试台架通过模拟电堆的形式模拟氢气系统的零部件的实际工作情况；同时允许单个或 多个测试部件组合模式，在不改动测试台的基础上，通过灵活控制满足不同技术路线的测 试需求，可以提高测试效率和测试可靠性。 本发明中的第一流量计、第一温度传感器和第一压力传感器设置于所述第一待测 单元的出气管路分叉之间的管路段(所述模拟电堆单的进气口和所述第二待测单元返气口 之前)。 作为本发明优选的技术方案，所述进气单元包括依次连接的氢气源和质量流量控 制器。 优选地，所述质量流量控制器的出气口和所述第一待测单元的进气口相连接。 作为本发明优选的技术方案，所述第一待测单元包括供氢阀子单元、引射器子单 元及喷射器子单元。 优选地，所述供氢阀子单元、引射器子单元及喷射器子单元并联设置。 优选地，所述引射器子单元至少包括2个，例如可以是2个、3个、4个、5个或6个等， 但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。 作为本发明优选的技术方案，所述供氢阀子单元包括依次连接的第四阀、第五阀 及供氢阀。 优选地，所述第四阀为开关阀。 优选地，所述第五阀为单向阀。 优选地，所述第五阀和所述供氢阀之间依次设置有第三温度传感器、第三压力传 感器。 作为本发明优选的技术方案，所述引射器子单元包括依次连接的第六阀、引射器 及第七阀。 优选地，所述第六阀为开关阀。 优选地，所述第七阀为单向阀。 优选地，所述引射器还设有返气口。 作为本发明优选的技术方案，所述喷射器子单元包括依次连接的第八阀、喷射器 及第九阀。 优选地，所述第八阀为开关阀。 优选地，所述第九阀为单向阀。 优选地，所述喷射器还设有返气口。 作为本发明优选的技术方案，所述第二待测单元包括依次连接的第十阀、循环泵、 第十一阀及第十二阀。 优选地，所述第十阀为开关阀。 优选地，所述第十一阀为三通阀。 优选地，所述第十二阀为开关阀。 优选地，所述第十一阀和第十二阀之前依次设置有第四压力传感器和第四温度传 感器。 6 CN 111578980 A 说　明　书 3/7 页 作为本发明优选的技术方案，所述第一待测单元的返气口处设置有第十三阀。 优选地，所述第十三阀为开关阀。 优选地，所述第五阀还连接有第十四阀。 优选地，所述第十四阀为三通阀。 优选地，所述三通阀的第一口和所述第五阀相连接。 优选地，所述三通阀的第二口和所述第十三阀相连接。 优选地，所述三通阀的第三口和所述第十一阀相连接。 优选地，所述引射器的返气口和所述第十三阀相连接。 优选地，所述喷射器的返气口和所述第十三阀相连接。 作为本发明优选的技术方案，所述第一阀为背压阀。 优选地，所述第二阀为开关阀。 优选地，所述第三阀为背压阀。 优选地，所述加热装置的加热方式为换热； 优选地，所述排空管路上依次设置有第一阀和第二流量计。 作为本发明优选的技术方案，所述测试台架包括：进气单元、第一待测单元、模拟 电堆单元及第二待测单元； 所述进气单元的出气口和所述第一待测单元的进气口相连接； 所述第一待测单元的出气口和所述模拟电堆单元及所述第二待测单元的出气口 相连接； 所述第一待测单元的出气管路上依次设置有第一流量计、第一温度传感器和第一 压力传感器； 所述模拟电堆单元的进气口依次连接有第二阀、加热装置、加湿装置和第三阀； 所述模拟电堆单元的进气口和第二阀之间还连接有排空管路； 所述第三阀和所述第一待测单元的返气口及所述第二待测单元的进气口之间依 次设置有湿度传感器、第三流量计、第二温度传感器和第二压力传感器； 其中，所述进气单元包括依次连接的氢气源和质量流量控制器；所述质量流量控 制器的出气口和所述第一待测单元的进气口相连接；所述第一待测单元包括供氢阀子单 元、引射器子单元及喷射器子单元；所述供氢阀子单元、引射器子单元及喷射器子单元并联 设置；所述引射器子单元至少包括2个；所述供氢阀子单元包括依次连接的第四阀、第五阀 及供氢阀；所述第四阀为开关阀；所述第五阀为单向阀；所述第五阀和所述供氢阀之间依次 设置有第三温度传感器、第三压力传感器；所述引射器子单元包括依次连接的第六阀、引射 器及第七阀；所述第六阀为开关阀；所述第七阀为单向阀；所述引射器还设有返气口；所述 喷射器子单元包括依次连接的第八阀、喷射器及第九阀；所述第八阀为开关阀；所述第九阀 为单向阀；所述喷射器还设有返气口；所述第二待测单元包括依次连接的第十阀、循环泵、 第十一阀及第十二阀；所述第十阀为开关阀；所述第十一阀为三通阀；所述第十二阀为开关 阀；所述第十一阀和第十二阀之前依次设置有第四压力传感器和第四温度传感器；所述第 一待测单元的返气口处设置有第十三阀；所述第十三阀为开关阀；所述第五阀还连接有第 十四阀；所述第十四阀为三通阀；所述三通阀的第一口和所述第五阀相连接；所述三通阀的 第二口和所述第十三阀相连接；所述三通阀的第三口和所述第十一阀相连接；所述引射器 7 CN 111578980 A 说　明　书 4/7 页 的返气口和所述第十三阀相连接；所述喷射器的返气口和所述第十三阀相连接；所述第一 阀为背压阀；所述第二阀为开关阀；所述第三阀为背压阀；所述加热装置的加热方式为换 热；所述排空管路上依次设置有第一阀和第二流量计。 本发明中，所述测试台架可选的设有安全保护系统，在台架框架内设有氢气浓度 传感器，在氢气源和排空处安装有阻火器。所述测试台架中流量控制器、开关阀、三通阀、模 拟电堆、湿度传感器、温度传感器、压力传感器及流量传感器均与上位机连接。测试台架可 以调节系统管路中气体的温度、压力、流量和湿度，以在不同工况下测量并记录被测件前后 温度、压力、流量等性能参数。可以满足氢气供给方案例如：氢喷射器、比例调节阀以及共轨 喷射等测试要求；同时可以满足单引射器，多引射器组合，引射器循环泵串联、并联等循环 等方案的测试要求；也可以测试喷射、循环系统的集成方案。 本发明中所述喷射器为将供氢阀和引射器进行串联集成组成即可。 与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果： 本发明提供的测试台架通过模拟电堆的形式模拟氢气系统的零部件的实际工作 情况；同时允许供氢、循环测试部件多种复杂的组合模式，在不改动测试台的基础上，通过 灵活控制满足不同技术路线的测试需求，可以提高测试效率和测试可靠性，测试效率提高 了30-60％。 附图说明 图1是本发明实施例1中燃料电池氢气系统多功能测试台架示意图； 图2是本方面应用例1中燃料电池氢气系统多功能测试台架中供氢阀子单元的测 试示意图； 图3是本发明应用例2中燃料电池氢气系统多功能测试台架中第二待测单元(循环 泵)的测试示意图； 图4是本发明应用例3中燃料电池氢气系统多功能测试台架中单个引射器子单元 的测试示意图； 图5是本发明应用例4中燃料电池氢气系统多功能测试台架中2个引射器子单元的 测试示意图； 图6是本发明应用例5中燃料电池氢气系统多功能测试台架中单个引射器子单元 和循环泵的串联测试示意图； 图7是本发明应用例6中燃料电池氢气系统多功能测试台架中单个引射器子单元 和循环泵的并联测试示意图； 图8是本发明应用例7中燃料电池氢气系统多功能测试台架中喷射器子单元的测 试示意图。 图中：1-氢气源，2-质量流量控制器； 3.1-第四阀，3.2-第五阀，3.3-第三温度传感器，3.4-第三压力传感器，3.5-供氢 阀，3.6-第六阀，3.7-引射器，3.8-第七阀，3.9-第八阀，3.10-喷射器，3.11-第九阀； 4-第一流量计，5-第一温度传感器，6-第一压力传感器； 7-模拟电堆单元，7.1-第三阀，7.2-加湿装置，7.3-加热装置，7.4-第二阀，7.5-第 一阀，7.6-第二流量计； 8 CN 111578980 A 说　明　书 5/7 页 8-湿度传感器，9-第三流量计，10-第二温度传感器，11-第二压力传感器； 12.1-第十三阀，12.2-第十阀，12.3-循环泵，13-第十四阀，14-第十一阀，15-第四 压力传感器，16-第四温度压力传感器，17-第十二阀。 下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代 表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。