车用燃料电池系统集成匹配平台技术方案

本发明专利技术公开了一种车用燃料电池系统集成匹配平台，其包括控制单元、氢气单元、冷却单元、空气单元和电堆单元，控制单元分别与氢气单元、冷却单元、空气单元、电堆单元连接，氢气单元、冷却单元、空气单元与电堆单元连接，氢气单元、冷却单元、空气单元、电堆单元内均设有检测单元内零件输入或输出特性的传感器，传感器与一检测单元连接。该匹配平台采用柔性的模块化设计，可真实模拟零件在车用燃料电池系统的工作情况，传感器可以将一些不能在燃料电池系统中测量的关键零件的性能在车用燃料电池集成匹配测试平台上测量，得到更多的实验数据，进而可有效提高车用燃料电池系统的开发效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车用燃料电池系统，特别涉及一种车用燃料电池系统的集成匹配平台。
技术介绍
在车用燃料电池系统的开发过程中，首先需要根据系统的需求对零部件进行性能 参数的设计，然后将零部件物理模型根据目标设计参数进行系统级的匹配仿真，接着在得 到重新设计与制造的零部件后，进行单项零部件的性能测试。然后将测试完成的零部件集 成为完整的燃料电池系统，在燃料电池系统中匹配零部件的性能，并对燃料电池系统进行 性能验证。目前的车用燃料电池测试平台功能比较单一，有的仅能测试单一零部件或者子系 统的性能，有的仅能测试燃料电池系统的输出性能，不能马上对单一零部件进行其在系统 上的匹配测试，同时这些测试平台的管路过长和复杂，所以新开发的车用燃料电池系统需 要在所有的零部件制造完成并进行集成匹配后才能验证其真实性能，增加了系统的开发风 险。同时，新开发的燃料电池系统中单一零部件性能对整个系统的性能的影响因为没有合 适的车用状态集成环境和测试环境，所以不能及时由单项零部件实验或者系统性能试验获 得，需要一个不确定的“单项零部件_系统_单项零部件”的反复试验过程，从而在系统特 性的验证过程中增加了大量的工作周期，会增加车用燃料电池系统的开发周期和成本。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术要解决的技术问题是提供一种可快速集成车用 燃料电池系统并匹配优化系统性能的柔性测试平台。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案一种车用燃料电池系统集成匹配平台，其包括控制单元、氢气单元、冷却单元、空 气单元和电堆单元，所述控制单元分别与所述氢气单元、冷却单元、空气单元、电堆单元连 接，所述氢气单元、冷却单元、空气单元与所述电堆单元连接，所述氢气单元、冷却单元、空 气单元、电堆单元内均设有检测单元内零件输入或输出特性的传感器，所述传感器与一检 测单元连接。优选的，所述控制单元、氢气单元、冷却单元、空气单元、电堆单元集成在一平铺的 铝合金框架内。优选的，所述氢气单元、冷却单元、空气单元、电堆单元中的零件相互之间采用柔 性连接。优选的，所述控制单元、氢气单元、冷却单元、空气单元、电堆单元相互之间连接的 线束采用双绞屏蔽线。优选的，所述氢气单元、冷却单元、空气单元、电堆单元相互之间连接的管路为多管径管路。上述技术方案具有如下有益效果该车用燃料电池系统集成匹配平台采用柔性的 模块化设计，将车用燃料电池系统的各个模块集中在一起，集成了车用燃料电池系统所需 的所有零件，可真实模拟车用燃料电池系统的工作情况，该车用燃料电池系统集成匹配平 台在使用时只需将待检测零件与该平台上的零件进行替换，这样就能使该待检测零件处在 完整的车用燃料电池系统中进行检测，使待检测零件处在一个合适的车用状态集成环境和 测试环境中，能真实模拟该零件在车用燃料电池系统中的工作状况，方便对该零件的测试。 而且该匹配平台上还设有用于检测零件输入、输出特性的传感器，传感器可以将一些不能 在燃料电池系统中测量的关键零件的性能在车用燃料电池集成匹配测试平台上测量，同时 又可以测试出单个零件或子系统对整个系统性能的影响，得到更多的实验数据，进而可有 效提高车用燃料电池系统的开发效率。附图说明图1为本专利技术实施例的结构示意图。 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细介绍。如图1所示，该车用燃料电池系统集成匹配平台包括控制单元1、氢气单元2、冷却 单元3、空气单元4和电堆单元5，控制单元1分别与氢气单元2、冷却单元3、空气单元4、 电堆单元5连接。氢气单元2、冷却单元3、空气单元4与电堆单元5连接。控制单元1采 用CAN通讯模式，可以选择通讯波特率，从而将零部件控制器的组成一个CAN网络，使其与 实际的车载CAN网络一致。氢气单元2主要零件是不间断供氢子系统、一级减压器、二级减压调压稳压器、 氢气增湿器、氢气循环泵、分水器、尾排电磁阀。冷却单元3的主要零件是冷却水箱、增湿 水水箱、循环水泵、散热器、调压阀。电堆单元5的主要零件是电堆、单电池电压检测子系 统。在上述各单元零部件的两端均设有检测相应零件输入或输出特性的传感器，上述传感 器均与一检测单元连接(图中未显示)，上述各单元中的零件相互之间为柔性连接。各单元 内的零件可根据需要将重新设计的单项零部件或者全部零部件替换原测试平台上的同样 功能的零部件模块，从而快速集成为一个新的燃料电池系统，以方便待检测在该平台上进 行匹配试验，验证零部件和系统的性能。控制单元1、氢气单元2、冷却单元3、空气单元4、电堆单元5相互之间连接的线束 采用双绞屏蔽线，采用双绞屏蔽线可消除实际燃料电池系统和测试系统间信号的干扰特性 差别，提高信号稳定性。控制单元1、氢气单元2、冷却单元3、空气单元4、电堆单元5集成在一平铺的铝合 金框架内，使该车用燃料电池系统集成匹配平台形成一框架结构，这样可非常方便的对各 单元内的零件进行更换。根据设计系统需求功率的大小，各单元的零件可以重新调整、替 换，从而保证零件的性能参数与功率范围相适应。该匹配平台包含了车用燃料电池系统的 所有零件，从而可以满足不同类型和架构的燃料电池系统进行快速集成，使全新系统也可 以替换该匹配平台上对应的零件，组成与实际装车状态相似的燃料电池系统。氢气单元2、冷却单元3、空气单元4、电堆单元5相互之间连接的管路为多管径管4路，可以根据功率的大小选用不同的管路，从而得到更好的流体力学特性和传热特性，管路 的管接头为满足SAE和ISO标准的接头。该车用燃料电池系统集成匹配平台采用柔性的模块化设计，将车用燃料电池系统 的各个模块集中在一起，集成了车用燃料电池系统所需的所有零件，同时这些零部件的性 能参数范围满足了当前车用燃料电池系统性能的需求范围，可真实模拟车用燃料电池系统 的工作情况。为了满足不同性能的需求，在该车用燃料电池系统集成匹配平台上可配备各 种性能工作范围的零件，这样在集成新的燃料电池系统时，可以选择不同工作性能的零部 件，避免单项零部件性能大量超过或低于系统需求的情况出现，使待检测零件或系统处在 完整的车用燃料电池系统中进行检测，进而可使该待检测零件处在一个非常合适的车用状 态集成环境和测试环境中，能真实模拟该零件在车用燃料电池系统中的工作状况，方便对 该零件的测试。而且该匹配平台上还设有用于检测零件输入、输出特性的传感器，传感器可以将 一些不能在燃料电池系统中测量的关键零件的性能在车用燃料电池集成匹配测试平台上 测量，同时又可以测试出单个零件或子系统对整个系统性能的影响，得到更多的实验数据， 进而可有效提高车用燃料电池系统的开发效率，使车用燃料电池系统集成设计的工作周期 大为缩减。以上对本专利技术实施例所提供的车用燃料电池系统集成匹配平台进行了详细介绍， 对于本领域的一般技术人员，依据本专利技术实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均 会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本专利技术的限制，凡依本专利技术设计思想 所做的任何改变都在本专利技术的保护范围之内。权利要求一种车用燃料电池系统集成匹配平台，其特征在于其包括控制单元、氢气单元、冷却单元、空气单元和电堆单元，所述控制单元分别与所述氢气单元、冷却单元、空气单元、电堆单元连接，所述氢气单元、冷却单元、空气单元与所述电堆单元连接，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：税方，胡哲，赵景辉，陈沛，
申请(专利权)人：上海汽车工业集团总公司，
类型：发明
国别省市：31