一种大功率氢燃料电池发动机测试温控设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种大功率氢燃料电池发动机测试温控设备，包括主循环冷却系统、辅助循环系统和电控系统，所述的主循环冷却系统连接燃料电池电堆，辅助循环系统连接辅助设备，所述的电控系统与主循环冷却系统和辅助循环系统连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术具有测试功率高，温控精度高等优点。温控精度高等优点。温控精度高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种大功率氢燃料电池发动机测试温控设备


[0001]本技术涉及燃料电池发动机
，具体涉及一种大功率氢燃料电池发动机测试温控设备。

技术介绍

[0002]燃料电池发动机作为一种新型的绿色动力源，因其所具有的高效率和低排放等优良特性，正逐渐成为车载发动机的研发重点之一。燃料电池发动机是基于负载的输出，对于整车而言具有良好的控制性；同时，燃料电池发动机的能量输出为电能，简化了传统汽车的传动和调速结构。尽管燃料电池发动机与内燃机相比具有众多优点，但是燃料电池发动机要取代内燃机成为汽车发动机的主流，还有许多问题需要解决。为了使燃料电池发动机更好地应用在汽车上，需要对燃料电池发动机的相关性能参数进行测试。
[0003]目前，大功率燃料电池发动机在测试时，需要控制其在不同功率下运行，以进行测试，其中，燃料电池发动机需要在怠速、额定功率或者超载时都处于恒定温度，但一般控制技术难以实现该目的，或者控制不精准。
[0004]技术专利CN210487274U公开了一种燃料电池发动机的测试台，该测试台包括：第一主循环水路、第二主循环水路和第一热交换板，第一主循环水路与第一热交换板的热通道连通，第二主循环水路与第一热交换板的冷通道连通；该测试台还包括：第一辅助循环水路、第二辅助循环水路和第二热交换板，第一辅助循环水路与第二热交换板的热通道连通，第二辅助循环水路与第二热交换板的热通道连通。在该技术中，通过主循环水路和辅助循环水路，将燃料电池和辅助设备的温度控制回路隔离开来，形成双回路温控，便于控制燃料电池和辅助设备分别处于事宜自身工作的温度下，避免在测试时对燃料电池和辅助设备造成损坏，还可以提高测试的准确性。但是，该技术缺少电子负载和气路检测，和市场上的燃料电池系统测试台相比功能不够完善。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是提供一种大功率氢燃料电池发动机测试温控设备，测试功率高，温控精度高。
[0006]本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种大功率氢燃料电池发动机测试温控设备，其特征在于，包括主循环冷却系统、辅助循环系统和电控系统，所述的主循环冷却系统连接燃料电池电堆，辅助循环系统连接辅助设备，所述的电控系统与主循环冷却系统和辅助循环系统连接。
[0007]进一步地，所述的主循环冷却系统包括主板式换热器，所述的主板式换热器热侧通过管道连通燃料电池电堆，冷侧通过管道连通设备外冷却水。
[0008]更进一步地，所述的主板式换热器热侧和冷侧管道上均设有温度传感器和压力传感器，主板式换热器热侧管道上设置有球阀，冷侧管道上设置有比例阀，所述的温度传感器、压力传感器、球阀和比例阀连接电控系统。主板式换热器通过设备外冷却水冷却燃料电
池电堆，温度传感器测量电堆进出冷却水的温度，压力传感器测量电堆进出冷却水的压力。
[0009]所述的主板式换热器热侧管道上还设置有电导率传感器，所述的电导率传感器连接电控系统。
[0010]所述的主循环冷却系统设置有主补水箱，所述的主补水箱上设置有液位传感器，主补水箱连接有隔膜泵，所述的液位传感器、隔膜泵连接电控系统。
[0011]所述的主循环冷却系统设置有去离子罐和与去离子罐相连的闸阀。
[0012]所述的辅助循环系统包括辅助板式换热器，所述的辅助板式换热器热侧通过管道连通辅助设备，冷侧通过管道连通设备外冷却水。
[0013]进一步地，所述的辅助板式换热器热侧管道上设置有温度传感器，冷侧管道上设置有闸阀，所述的温度传感器连接电控系统。
[0014]所述的辅助循环系统设置有辅补水箱，所述的辅补水箱上设置有液位传感器，辅补水箱连接有隔膜泵和离心泵，所述的液位传感器、隔膜泵和离心泵连接电控系统。
[0015]所述的电控系统包括电源、燃料电池控制器、空气开关和信号转换器；所述的辅助设备包括空压机和DCDC转换器，空压机和DCDC转换器分别连接辅助循环系统。
[0016]主板式换热器通过冷却水冷却燃料电池电堆，温度传感器测量电堆进出冷却水的温度，压力传感器测量电堆进出冷却水的压力，电导率传感器测量进入电堆冷却水的电导率值，水箱循环系统具有补水和排气的功能，隔膜泵用于对于水箱进行补水，液位传感器用于对水箱液位进行监控，去离子罐具有对系统冷却水进行去离子化的功能，比例阀控制主板式换热器冷侧流量进而实现对进堆水温的精确控制。
[0017]辅助板式换热器通过冷却水冷却燃料电池发动机辅助零部件，包括空压机以及DCDC，离心泵提供冷却水流量和所需扬程。
[0018]电控系统中电源提供各种传感器、离心泵、隔膜泵等电气零件的供电，电控柜内燃料电池控制器、空开、信号转换器等起到电气保护和与燃料电池通讯的功能。
[0019]主循环冷却系统、辅助循环系统和电控系统可集成于一柜体内。
[0020]本技术中主板式换热器和辅助板式换热器均为高效率板翅式换热器，离心泵、隔膜泵等为高性能燃料电池专用水泵，球阀、比例阀等为高精度水流量调节阀，去离子罐为燃料电池专用去离子罐等，且在关键位置安装有相关高精度温度、压力传感器，可实时检测管道内的压力、温度数据，通过对相关传感器反馈参数的采集运算来控制相关控制部件的运行参数，满足200kW及以下燃料电池发动机测试温控的要求。
[0021]与现有技术相比，本技术具有以下优点：
[0022]1.本技术通过主循环冷却系统、辅助循环系统相互配合，同时通过电控系统对两者进行控制，温控测试精度高，辅助设备温度可独立控制；
[0023]2.本技术主循环冷却系统、辅助循环系统和电控系统可集成于一柜体内，结构紧凑；
[0024]3.本技术主板式换热器和辅助板式换热器均为高效率板翅式换热器，离心泵、隔膜泵等为高性能燃料电池专用水泵，球阀、比例阀等为高精度水流量调节阀，去离子罐为燃料电池专用去离子罐等，且在关键位置安装有相关高精度温度、压力传感器，可实时检测管道内的压力、温度数据，通过对相关传感器反馈参数的采集运算来控制相关控制部件的运行参数，可测试200kW级别燃料电池发动机，峰值测试功率可达250kW，温控范围45
‑
90℃，稳态温控精度
±
1℃，温度超调
±
2.5℃；
[0025]4.本技术辅助设备DCDC和空压机分别连接辅助循环系统，可以单独进行温度控制；
[0026]5.本技术设备内重要零部件可实现国内生产，设计周期短，且具有成本低的优势。
附图说明
[0027]图1为实施例1主板式换热器热侧结构示意图；
[0028]图2为实施例1主板式换热器和辅助板式换热器冷侧结构示意图；
[0029]图3为实施例1辅助板式换热器热侧结构示意图；
[0030]图4为实施例1大功率氢燃料电池发动机测试温控设备整体结构示意图；
[0031]图中：1
‑
主板式换热器，2
‑
温度传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大功率氢燃料电池发动机测试温控设备，其特征在于，包括主循环冷却系统、辅助循环系统和电控系统，所述的主循环冷却系统连接燃料电池电堆，辅助循环系统连接辅助设备，所述的电控系统与主循环冷却系统和辅助循环系统连接。2.根据权利要求1所述的大功率氢燃料电池发动机测试温控设备，其特征在于，所述的主循环冷却系统包括主板式换热器(1)，所述的主板式换热器(1)热侧通过管道连通燃料电池电堆，冷侧通过管道连通设备外冷却水。3.根据权利要求2所述的大功率氢燃料电池发动机测试温控设备，其特征在于，所述的主板式换热器(1)热侧和冷侧管道上均设有温度传感器(2)和压力传感器(3)，主板式换热器(1)热侧管道上设置有球阀(4)，冷侧管道上设置有比例阀(5)，所述的温度传感器(2)、压力传感器(3)、球阀(4)和比例阀(5)连接电控系统。4.根据权利要求2或3所述的大功率氢燃料电池发动机测试温控设备，其特征在于，所述的主板式换热器(1)热侧管道上还设置有电导率传感器(6)，所述的电导率传感器(6)连接电控系统。5.根据权利要求1所述的大功率氢燃料电池发动机测试温控设备，其特征在于，所述的主循环冷却系统设置有主补水箱(7)，所述的主补水箱(7)上设置有液位传感器(8)，主补水箱(7)连接有隔膜泵(9)，所述的液位传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：张赛骞，陈新，王永湛，甘全全，戴威，
申请(专利权)人：上海神力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：