控制燃料电池测试设备的系统和方法技术方案

提供数据处理器中的一种经由控制设备控制燃料电池的可控制条件的方法和系统。该系统和方法包括（ａ）提供包括控制命令类型的脚本语言，控制命令类型具有用于接收控制设备的选择操作水平的操作水平字段；（ｂ）通过将控制设备的选择操作水平插入控制命令的操作水平字段从控制命令类型得到控制命令；（ｃ）利用脚本语言编写测试脚本使得测试脚本包括控制命令；（ｄ）编译测试脚本以提供测试程序；和（ｅ）按照测试程序控制控制设备。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料电池测试系统。更具体而言，本专利技术涉及一种控制燃料电池测试系统的操作和使燃料电池测试自动化的系统。
技术介绍
近些年，燃料电池的研发显著增强。预期这些努力最终会产生商业上可行的、几乎不造成污染的电源系统。燃料电池将存储在燃料中的化学能转化成电能。燃料电池具有一个阳极和一个阴极。在一些类型的燃料电池中，氢原子被引入阳极。在燃料电池内，氢原子被分离成电子和质子(氢离子)。氢离子通过膜到达阴极，在阴极它们与氧化合生成水。电子不能流过膜，结果在阳极与阴极之间产生一个电压。电子流经外部负载到达阴极。这样，外部负载消耗由电池产生的电压。在阴极，氢离子被氧化生成水。理论上，燃料电池仅有的产物是负载所消耗的电能、热和水。实际上，氢燃料中的混杂物、环境条件和其它条件能显著影响燃料电池的效率，导致副产物以及除了热和水以外的废弃产物。一个典型的燃料电池仅能在它的阳极与阴极之间产生一个小电压-一般约1伏。为了产生有用电压，各个电池被串联装配成为燃料电池组。一般来说，测试是在这样一个燃料电池组上进行的。燃料电池组必须在不同的、变化的条件下进行测试，以反映它们用于诸如机动车辆之类的实际装置时的条件。这包括在其测试过程中条件会发生变化的长期测试。燃料电池的发展要求实质测试，数个测试系统或“测试站”已经被开发用于该目的。这些测试站提供一个燃料电池组的许多条件它的环境、燃料来源和其它待控制的条件。已知的测试站允许对这些条件进行手动控制-设定每个条件的目标值，并且测试站内的自动化设备设法达到该目标值。例如，在一个特定的测试中，与燃料电池的阳极燃料供应中的氢气供应有关的三个目标条件可以是氢气应该在300kPa的压力、83℃的温度和300lpm(公升每分)的流速下供应。典型的燃料电池测试站包括泵和流量控制器以获得所要求的压力和流速，并包括加热和/或冷却装置以获得所要求的温度进而控制流速。阴极气体混合物的类似特性、施加到燃料电池的负载以及其它条件是类似地可控制的。一般来说，燃料电池测试站具有软件控制系统。优选的是，软件具有简单、灵活的结构，该结构允许容易地对控制系统进行改变和配置。另外，必要的是，控制系统使燃料电池组能基本自动化地进行测试。此外，控制系统优选地允许测试或控制系统本身被容易地更改-优选地甚至在测试过程中通过对自动化测试的修改和/或通过手动改变测试条件来进行更改。
技术实现思路
本专利技术提供了一种监视和控制燃料电池测试系统的操作的控制系统。该控制系统本身包括一个服务器，服务器包括一个系统管理器和一组驱动程序应用软件。每个驱动程序应用软件与对应的控制模块通信。控制模块又与燃料电池测试系统的元件通信。每个这样的元件可以通过它所连接的控制模块进行控制或进行监视或者进行控制和监视。例如，流量控制元件可以被监视以确定当前流经它们的液体量或气体量，还可以被控制以设定它将抽取的液体量或气体量。驱动程序应用软件由系统管理器创建和启动，它们通过一个由系统管理器创建并且系统管理器使之可使用的映射文件与该系统管理器通信。映射文件包含对燃料电池测试系统中每个可控制或可监视元件的记录。既可控制又可监视元件被当作具有独立的可控制特性和可监视特性来对待，每个上述特性在映射文件中都有一个单独的记录。在映射文件中对元件的每个可控制特性或可监视特性的记录用一个唯一的标签名称来识别。与可控制元件有关的标签被称作控制标签。与可监视元件有关的标签被称作数据标签。根据被控制或被监视设备的性质标签可以与不同的信号类型有关。例如，一个可以简单地关闭或打开的阀或者开关接收数字控制值以将其打开或关闭。阀或开关还能被询问以确定一个数字数据值从而确定它是打开的还是关闭的。开关具有一个用来传输数字控制值的控制标签和一个用来询问它的当前状态的数据标签。相反，一个可以被设定以允许不同的可控制液体量或气体量流过它的流量控制器一般会接收一个模拟控制值，该模拟控制值规定应该流过该流量控制器的气体量或液体量。相应地，流量控制器可以被询问以确定一个模拟数据值，该模拟数据值表明目前流过该流量控制器的液体量或气体量。在本专利技术的一个替代实施例中，一个诸如具有许多设定值的流量控制器之类的设备还可以接收由不止一个比特组成的、规定了该组设定值中的一个特定设定值的数字值。例如，一个8比特字可以被发送作为一个控制值来指示全控制器(fullcontroller)从而允许256个水平中的一个更适合水平的气体流过。连接到系统管理器的是至少一个用户应用软件，该用户应用软件不是本专利技术的第一实施例的一部分，但是可以由用户配备以控制燃料电池测试的操作和程序。系统管理器经由一个映射文件与驱动程序应用软件和一个或者多个用户应用软件通信。系统管理器创建该映射文件并使其可以由每个驱动程序应用软件和每个用户应用软件访问。该映射文件包括标签记录和一些诸如允许系统管理器控制整个测试系统的活动的任务活动标记之类的系统活动信息。驱动程序应用软件读取特定标签的控制值并记录当前控制值。典型地，一个控制模块将使用不同幅度的信号来控制物理设备，于是控制该设备的数字工作幅度。例如，一个控制系统可以被设置传输一个介于0到20伏之间的信号以控制一个能以0到500标准公升每分(slpm)的流速流动的流量控制器。0与20伏输入控制值幅度同0与500slpm操作水平幅度之间的关系可以是线性的，也可以不是线性的。在下面描述的一个实施例中，假设幅度之间的关系是线性的。在另一个实施例中，该关系可以是非线性的，并且映射文件中标签的记录可以包含一个查找表或公式或者两者都包括，它们可以被用来在一个幅度与另一个幅度之间进行转换。每个标签文件的记录包括8个字段以记录控制值或数字值(根据该标签是控制标签还是数据标签)和标签的当前操作水平(对控制标签而言可以是一个所要求的操作水平，或者对数据标签而言可以是一个实际操作水平)。用户应用软件使用操作值，这些值可以被将典型地使用用户应用软件与燃料电池测试系统和本专利技术的控制系统进行交互的人所理解。用户应用软件使用一批读/写方法(MappedFilesTool.dll)来将数据写入标签文件或从标签文件中读取数据。这些读/写方法保证根据每个标签中的信号描述进行数据转换。根据本专利技术的第一方面，提供了一种测试燃料电池的系统。该系统包括(a)测试装置，其具有用于控制燃料电池的可控制条件的控制设备；(b)用于提供包括控制命令类型的脚本语言的用户接口，控制命令类型具有用于接收控制设备的选择操作水平的操作水平字段，其中测试脚本可利用脚本语言编写使得测试脚本包括控制命令类型的控制命令，控制命令通过将控制设备的选择操作水平插入控制命令的操作水平字段而从控制命令类型得到；(c)用于编译测试脚本以提供测试程序的编译器；和(d)按照测试程序控制控制设备的系统管理器。根据本专利技术的第二方面，提供了数据处理器中的一种经由控制设备控制燃料电池的可控制条件的方法。该方法包括(a)提供包括控制命令类型的脚本语言，控制命令类型具有用于接收控制设备的选择操作水平的操作水平字段；(b)通过将控制设备的选择操作水平插入控制命令的操作水平字段从控制命令类型得到控制命令；(c)利用脚本语言编写测试脚本使得测试脚本包括控制命令；(d)编译测试脚本以提供测试程序；和(e)按照本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测试燃料电池的系统，该系统包括：（ａ）测试装置，所述测试装置具有用于控制燃料电池的可控制条件的控制设备；（ｂ）用于提供包括控制命令类型的脚本语言的用户接口，所述控制命令类型具有用于接收所述控制设备的选择操作水平的操作水平 字段，其中测试脚本可利用所述脚本语言编写使得所述测试脚本包括所述控制命令类型的控制命令，通过将所述控制设备的选择操作水平插入所述控制命令的操作水平字段从所述控制命令类型得到所述控制命令；（ｃ）用于编译所述测试脚本以提供测试程序的编译 器；和（ｄ）按照所述测试程序控制所述控制设备的系统管理器。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：R戈帕尔，魏跃辉，
申请(专利权)人：洁能氏公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]