一种用于燃料电池发动机的多功能监测系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种用于燃料电池发动机的多功能监测系统及其控制方法；本发明专利技术通过氮气模块和空气模块的设置，能够用于完成对测试的燃料电池发动机进行吹扫、气密性测试和窜气试验改善了目前多为子系统测试平台的单一试验能力；得益于各个子系统的整合，本发明专利技术提供的技术方法对于燃料电池发动机的测试和研发标定均具有高灵活性和多功能性，在外部条件允许的情况下，可随时进行如：气密性试验，窜气试验，氢氧气浓度耐受性等燃料电池发动机性能试验。燃料电池发动机性能试验。燃料电池发动机性能试验。

【技术实现步骤摘要】
一种用于燃料电池发动机的多功能监测系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，具体涉及一种用于燃料电池发动机的多功能监测系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]燃料电池发动机是多个子系统相互组合构成的发电装置，是由氢气系统、空气系统和冷却系统构成。当前氢燃料电池技术发展迅速，车用燃料电池发动机也进入商业化阶段，对燃料电池发动机的研发能力需求也逐渐提高。在系统研发过程中，使用合理的验证方法对燃料电池发动机对获取各个子系统影响参数与发动机整体性能高精度数据具有重要意义。
[0003]因此，需要寻求一款多功能燃料电池发动机测试台，能够满足燃料电池集成系统不同子系统的运行需求，数据采集，并能有效对燃料电池发动机的各个设备进行性能验证或标定工作。
[0004]现有的测试系统技术方案主要有两类。第一种如：CN105807233氢气系统测试平台(参照图1)、CN211427169燃料电池热管理测试系统(参照图2)，主要是针对燃料电池系统某一子系统的测试，应用场景局限于燃料电池单一子系统的初期研发或标定阶段，同时也没有考虑到不同子系统之间相互的耦合。
[0005]此外，也有一部分现有技术同样是适用由燃料电池子系统，如CN210243168(参照图3)，但是不引入燃料电池电堆，仅对实际工作过程进行模拟，同时进行性能验证或标定。
[0006]但是现有技术中存在如下问题：
[0007]1、现有技术主要针对特定子系统的性能，测试或验证能力单一，无法涉及到发动机层面的验证；
[0008]2、通过不引入电堆的方式对实际工况进行模拟和数据采集，导致研发效率低，数据精准度较低；
[0009]3、现有技术未考虑各个子系统之间的影响，最终得到的数据对燃料电池发动机研发有明显局限性；
[0010]4、现有技术未考虑将燃料电池气密性、窜气试验等类型的可快速完成的发动机性能测试引入燃料电池发动机测试平台。

技术实现思路

[0011]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种引入燃料电池发动机气密性、氢空系统互窜性等性能试验能力的用于燃料电池发动机的多功能监测系统及其控制方法。
[0012]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0013]一种用于燃料电池发动机的多功能监测系统，包括燃料电池发动机、测试系统和上位机；所述上位机控制燃料电池发动机和测试系统的运行；
[0014]所述测试系统包括燃料氢气模块、氮气模块、空气模块相互协作实现对燃料电池
发动机的测试控制和验证；
[0015]所述氮气模块与氢气模块共用一个入口进入燃料电池发动机用于对完成测试的燃料电池发动机进行吹扫、气密性测试和窜气试验。
[0016]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的另一技术方案为：
[0017]一种用于燃料电池发动机的多功能监测系统的控制方法，包括：
[0018]通过上位机对测试系统发出操作试验指令，若各个模块均符合与操作试验指令对应的预期值要求，则监测系统进入与操作试验指令对应的状态或执行相应的操作，若否，则上位机进行故障诊断并记录。
[0019]本专利技术的有益效果在于：通过氮气模块和空气模块的设置，能够用于完成对测试的燃料电池发动机进行吹扫、气密性测试和窜气试验改善了目前多为子系统测试平台的单一试验能力；得益于各个子系统的整合，本专利技术提供的技术方法对于燃料电池发动机的测试和研发标定均具有高灵活性和多功能性，在外部条件允许的情况下，可随时进行如：气密性试验，窜气试验，氢氧气浓度耐受性等燃料电池发动机性能试验。
附图说明
[0020]图1为本专利技术具体实施方式的一种用于燃料电池发动机的多功能监测系统的结构框图；
[0021]图2为本专利技术具体实施方式的一种用于燃料电池发动机的多功能监测系统的开机控制方法；
[0022]图3为本专利技术具体实施方式的一种用于燃料电池发动机的多功能监测系统的关机控制方法；
[0023]图4为本专利技术具体实施方式的一种用于燃料电池发动机的多功能监测系统的窜气控制方法。
具体实施方式
[0024]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0025]请参照图1以及图2，一种用于燃料电池发动机的多功能监测系统，包括燃料电池发动机、测试系统和上位机；所述上位机控制燃料电池发动机和测试系统的运行；
[0026]所述测试系统包括燃料氢气模块、氮气模块、空气模块相互协作实现对燃料电池发动机的测试控制和验证；
[0027]所述氮气模块与氢气模块共用一个入口进入燃料电池发动机用于对完成测试的燃料电池发动机进行吹扫、气密性测试和窜气试验。
[0028]从上述描述可知，通过氮气模块和空气模块的设置，能够用于完成对测试的燃料电池发动机进行吹扫、气密性测试和窜气试验改善了目前多为子系统测试平台的单一试验能力；得益于各个子系统的整合，本专利技术提供的技术方法对于燃料电池发动机的测试和研发标定均具有高灵活性和多功能性，在外部条件允许的情况下，可随时进行如：气密性试验，窜气试验，氢氧气浓度耐受性等燃料电池发动机性能试验。
[0029]进一步的，所述氢气模块包括高压氢气源和第一调压器，所述高压氢气源通过第
一调压器进入燃料电池。
[0030]从上述描述可知，通过第一调压器的设置，能够排出多余的氢气压力，保证燃料电池发动机内的氢气压力精确控制，提升安全性。
[0031]进一步的，所述氮气模块包括对高压氮气进行一级调压主路线和对高压氮气进行二级调压的分支路线，所述分支路线并联在主路线上。
[0032]从上述描述可知，通过对高压氮气进行一级调压主路线和对高压氮气进行二级调压的分支路线，进而实现窜气试验的氮气压力需求。
[0033]进一步的，所述测试系统还包括用于为燃料电池发动机进行冷却的冷却模块，所述冷却模块包括主冷却路和辅冷却路；所述燃料电池发动机内设置有主散热路和辅散热路，所述主冷却路与主散热路连通，所述辅冷却路与辅散热路连通；
[0034]所述主冷却路上还设置有增压水泵。
[0035]从上述描述可知，通过增压水泵的设置，能够提高燃料电池发动机主入水口和回水口的压比、流量。
[0036]进一步的，所述测试系统还包括用于为燃料电池发动机和冷却模块补充冷却液的补水模块；
[0037]所述空气模块还设置有为补水模块增加压力的分支路线；
[0038]所述主冷却路上设置有主换热板，所述主换热板通过主冷却路进行补水换热；
[0039]所述主换热板的冷端入口处设置有三通阀。
[0040]从上述描述可知，通过三通阀的设置，能够方便调调整主冷却路的散热能力。
[0041]进一步的，所述测试系统还包括尾排模块，所述尾排模块上设置有氢气浓度传感器。
[0042]从上述描述可知，通过氢气浓度传感器的设置，能够测试并并记录氢气尾排浓度，发送至上位机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于燃料电池发动机的多功能监测系统，其特征在于，包括燃料电池发动机、测试系统和上位机；所述上位机控制燃料电池发动机和测试系统的运行；所述测试系统包括燃料氢气模块、氮气模块、空气模块相互协作实现对燃料电池发动机的测试控制和验证；所述氮气模块与氢气模块共用一个入口进入燃料电池发动机用于对完成测试的燃料电池发动机进行吹扫、气密性测试和窜气试验。2.根据权利要求1所述的用于燃料电池发动机的多功能监测系统，其特征在于，所述氢气模块包括高压氢气源和第一调压器，所述高压氢气源通过第一调压器进入燃料电池。3.根据权利要求1所述的用于燃料电池发动机的多功能监测系统，其特征在于，所述氮气模块包括对高压氮气进行一级调压主路线和对高压氮气进行二级调压的分支路线，所述分支路线并联在主路线上。4.根据权利要求1所述的用于燃料电池发动机的多功能监测系统，其特征在于，所述测试系统还包括用于为燃料电池发动机进行冷却的冷却模块，所述冷却模块包括主冷却路和辅冷却路；所述燃料电池发动机内设置有主散热路和辅散热路，所述主冷却路与主散热路连通，所述辅冷却路与辅散热路连通；所述主冷却路上还设置有增压水泵。5.根据权利要求3所述的用于燃料电池发动机的多功能监测系统，其特征在于，所述测试系统还包括用于为燃料电池发动机和冷却模块补充冷却液的补水模块；所述空气模块还设置有为补水模块增加压力的分支路线；所述主冷却路上设置有主换热板，所述主换热板通过主冷却路进行补水换热；所述主换热板的冷端入口处设置有三通阀。6.根据权利要求1所述的用于燃料电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈公锦，李飞强，张国强，
申请(专利权)人：北京亿华通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：