一种可无人值守的燃料电池测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种可无人值守的燃料电池测试系统，包括与燃料电池堆相连的氢气供应系统、空气供应系统、散热系统、电子负载及燃料电池单体电压巡检单元，以及管理氢气供应系统的氢气管理单元、管理空气供应系统的空气管理单元、管理散热系统的散热器驱动单元，以及一与人机接口单元相连，协调以上管理单元工作的燃料系统控制单元。本实用新型专利技术可在无人值守的状况下自动完成测试工作，具备完善的测试资源、控制管理单元和测试功能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种燃料电池测试技术，更具体地说，是ー种可无人值守的燃料电池测试系统。
技术介绍
为应对全球日益严峻的能源形势和环境问题，各国都在积极探索，寻求清洁、高效的新能源解决方案，而氢燃料电池因其燃料来源广、能量转换效率高、污染物零排放、可再生等特点，成为最有希望的技术之一。目前许多企业机构、科研院所都在进行燃料电池技术的研究开发，并逐步向产品化、产业化方向发展。测试是进行燃料电池研究的重要手段，通过测试可以找出影响燃料电池系统性能的因素，为系统优化、性能的改进提供依据，也是进行燃料电池系统产品化的重要工作基 础，而功能齐全、界面友好的测试系统无疑会给测试工作带来很大的便利。
技术实现思路
本技术的目的在于提供ー种燃料电池测试系统，利用该测试系统，可以对燃料电池系统进行全方位测试，并可在无人值守的状况下自动完成测试工作。该测试系统具备完善的测试资源、控制管理単元和测试功能。为实现上述目的，本技术提出一种可无人值守的燃料电池测试系统，包括与燃料电池堆相连的氢气供应系统、空气供应系统、散热系统、电子负载及燃料电池单体电压巡检单元，以及管理氢气供应系统的氢气管理単元、管理空气供应系统的空气管理単元、管理散热系统的散热器驱动单元，以及一与人机接ロ単元相连，协调以上所述管理単元工作的燃料系统控制単元。作为本技术的进ー步特征，所述燃料电池单体电压巡检单元、氢气管理単元、空气管理単元、散热器驱动单元及燃料系统控制単元之间通过CAN通信网络进行信息传输。作为本技术的进ー步特征，所述氢气供应系统由高压储氢装置提供高压氢气，经过高压减压阀、中压减压阀后再经氢进阀、氢气增湿器后为燃料电池系统提供氢气供应作为本技术的进ー步特征，所述氢气供应系统内部还集成有温度传感器、氢气压カ传感器、氢气浓度传感器。作为本技术的进ー步特征，所述空气供应系统包含风机、空气增湿器、温度传感器。作为本技术的进ー步特征，所述散热系统包含冷却水循环系统、水泵、散热器、温度传感器、压カ传感器。由于采用以上技术方案，利用本技术的测试系统，可以对燃料电池系统进行全方位测试，并可在无人值守的状况下自动完成测试工作。附图说明下面根据附图和具体实施例对本技术作进ー步说明图I为本技术的结构图。具体实施方式如图I所示，本技术的一种可无人值守的燃料电池测试系统，包括与燃料电池堆I相连的氢气供应系统2、空气供应系统5、散热系统3、电子负载4及燃料电池单体电压巡检単元(CVM) 9，以及管理氢气供应系统2的氢气管理単元(HMU)6、管理空气供应系统 5的空气管理单元(AMU) 10、管理散热系统3的散热器驱动单元(DCU) 8，以及一与人机接ロ単元(HMI) 11相连，协调以上所述管理単元工作的燃料系统控制単元(SCT) 7。其中氢气供应系统2、空气供应系统5、散热系统3、电子负载4为测试资源；氢气管理単元(HMU) 6、空气管理単元(AMU) 10、散热器驱动单元(D⑶)8、燃料电池单体电压巡检单元(CVM) 9、燃料电池系统控制单元(SOT) 7以及人机接ロ单元(HMI) 11为控制管理单元；测试功能包括执行器控制功能、数据采集、通信功能、数据存储、报表生成，及故障报警、故障自处理和自保护功能，并可在人机接ロ预设测试需求，测试系统即可在无人职守的状况下自动完成测试工作。所述燃料电池单体电压巡检单元(CVM)9、氢气管理単元(HMU)6、空气管理単元(AMU) 10、散热器驱动单元(DCU) 8及燃料系统控制单元(SCU) 7之间通过CAN通信网络进行信息传输。其中氢气供应系统2由高压储氢装置提供高压氢气，经过高压减压阀、中压减压阀后转化为合适的压力，并经氢进阀、氢气增湿器后为燃料电池系统提供氢气供应，经燃料电池堆后的少量剰余氢气经过氢气预处理装置后排放，氢气供应系统2内部还集成了温度传感器、氢气压カ传感器、氢气浓度传感器等；空气供应系统5主要由风机、空气增湿器构成，为燃料电池提供空气，经燃料电池堆后经过空气预处理装置后排出，空气供应系统10内部集成了温度传感器等；散热系统3主要由冷却水循环系统、水泵、散热器构成，为燃料电池堆的正常工作保持合适的工作温度，其内部还集成了温度传感器、压カ传感器等；燃料电池堆外部连接电子负载，用于模拟各种实时エ况，测试燃料电池的带载输出能力。氢气管理単元(HMU)6用于对氢气供应系统2进行管理，主要功能包括对各氢阀控制、氢气压カ采集、氢气浓度检测等；空气管理単元(AMU) 10用于对空气供应系统5进行管理，主要功能包括调节风机转速，根据带载状况控制风量等；散热器驱动单元(D⑶)8用于对散热系统3进行管理，主要功能包括调节散热装置的实时エ况，使循环冷却水保持合适的温度，为燃料电池系统提供最佳运行条件；燃料电池堆电压巡检单元(CVM) 9用于检测燃料电池堆实时单体电压，具备良好的可扩展性，根据测试电堆的不同要求，可适用于几十片单体至上千片单体；燃料电池系统控制単元(SCT) 7用于协调整个测试平台的运行，是整个测试平台的核心控制部件，其主要功能包括响应人机接ロ的指令，协调各控制管理単元的工作，并将各控制管理単元反馈的实时信息发送至人机接ロ単元(HMI) 11 ；人机接ロ単元(HMI) 11用于人机交互，通过人机接ロ可以操控燃料电池系统控制单元(SOT) 7，并实时显示燃料电池系统的エ况及參数；人机接ロ单元(HMI) 11是进行测试工作的主要接ロ，由控制面板和监控界面构成，其中控制面板由测试系统供电接ロ、运行指示灯、报警装置、急停按钮等构成；监控界面是测试人员的主要操作接ロ，其主要功能有设定测试參数、エ况要求；显示燃料电池系统实时数据；自动数据存储及报表生成。本技术测试系统的主要工作过程为测试人员通过人机接ロ単元(HMI) 11的控制面板为测试系统供电，并通过监控界面设置测试參数及エ况要求，可选择人工测试或自动测试功能，人工测试方式下，可以人为手动控制系统实时工作状况，完成相关测试エ作；在自动测试方式下，测试系统可根据人机接ロ単元(HMI) 11的预设运行參数自动完成测试工作，人机接ロ单元(HMI) 11将指令发送至CAN通信网络，燃料系统控制单元(S⑶)7响应人机接ロ命令并协调控制HMU氢气管理、AMU空气管理、DCU散热器驱动等控制单元，使燃料电池系统处于运行状态，完成测试任务后自动关闭测试系统，并自动保存测试数据。当系统发生异常状况时，系统会有故障指示及报警，若属于可自恢复的轻微故障， 燃料系统控制単元(SCU) 7进行自诊断、自修复，并解除报警；若发生无法自恢复的严重故障吋，系统会有故障指示及报警，并自动关闭测试系统，停止测试工作，记录故障信息。开启人机接ロ単元(HMI) 11控制面板上的供电单元，为控制単元、监测界面供电；根据测试需求选择人工测试或自动测试，需要进行人工测试时，在监控界面上手动设置测试參数，包括开启供氢系统、空气供应系统、散热系统，设置电子负载エ况，可在监测界面上实时查看燃料电池系统运行状况及主要參数，完成测试后手动关闭各系统；需要进行自动测试时，在监控界面上设置好测试要求及エ况參数(如测试时间，负载加载要求等)，并开启自动测试功能，燃料系统控制単元(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可无人值守的燃料电池测试系统，其特征在于：包括与燃料电池堆相连的氢气供应系统、空气供应系统、散热系统、电子负载及燃料电池单体电压巡检单元，以及管理氢气供应系统的氢气管理单元、管理空气供应系统的空气管理单元、管理散热系统的散热器驱动单元，以及一与人机接口单元相连，协调以上所述管理单元工作的燃料系统控制单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：顾荣鑫，马天才，徐先朝，吴伟，徐加忠，卞磊，金秀龙，左琳琳，
申请(专利权)人：昆山弗尔赛能源有限公司，
类型：实用新型
国别省市：