一种氢燃料电池的尾排性能测试系统的制作方法

1.本发明涉及氢燃料电池性能测试领域，具体地说，是一种氢燃料电池的尾排性能测试系统。


背景技术：

2.随着国内电动车发展需求，近年氢燃料电池系统的发展逐步走入人们的视野，其通过空压机将空气压缩到电堆内，电堆内膜电极将氢气及氧气进行反应，产生水；并通过多余的氮气及空气将反应的水及水蒸气通过排气管路排出系统内；由于多余空气及氮气的吹气过程存在空压机的噪声及一些阀门的噪声，该噪声会通过管路传播到大气，造成噪声污染。目前对于该排气系统的设计研发处于刚刚起步，而对于该排气中的多物理场状态（液体水、水蒸气、其他气体、温度及噪声等）直接对排气系统中的水分离器及消音器的设计及性能测试提出新的挑战；目前根据国内外的专利及论文查找，具备同时可对水分离器及尾排消音器产品测试的设备还未出现。


技术实现要素：

3.发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种氢燃料电池的尾排性能测试系统。
4.技术方案：本发明所述一种氢燃料电池的尾排性能测试系统，包括管路、气源、水分离性能检测模块、消音性能检测模块、探测模块和终端处理模块，所述水分离性能检测模块包括水雾发生组件和分离水计量组件；所述消音性能检测模块包括声源装置、待测消音器和噪声测试传感器组；所述气源包括低噪音气源；所述探测模块包括集成在管路内的温度传感器、压力和流量测试传感器；所述终端处理模块连接水分离性能检测模块、消音性能检测模块和探测模块。
5.作为优选的，所述声源装置包括带有功率放大器的封闭式扬声器，所述带有功率放大器的封闭式扬声器上连接有连通管路的声波导管。
6.作为优选的，所述音量传感器组包括设置在待测消音器前端的前置音量传感器和设置在待测消音器后端的后置音量传感器。
7.作为优选的，所述管路末端连接有末端消音器。
8.作为优选的，所述末端消音器包括带有流阻抗管装置的消音末端。
9.作为优选的，所述水雾发生组件包括加热水雾发生器，所述加热水雾发生器和管路间连接有定量计量阀。
10.作为优选的，所述低噪音气源包括带有降噪装置的风机装置或带有降噪装置的气瓶装置。
11.作为优选的，所述管路包括有机玻璃管路及其他材质的金属管路。
12.作为优选的，所述探测模块还包括连接在温度传感器、压力和流量测试传感器上
的采集卡。
13.作为优选的，所述终端处理模块包括分别连接采集卡和功率放大器的pc终端。
14.本发明相比于现有技术具有以下有益效果：相比于传统的尾排性能测试装置及检测方法，本发明提出的技术方案集成度有着显著的进步，提供了一种高度集成式氢燃料电池系统尾排检测系统，用于解决对氢燃料电池尾排系统中的水分离器及消音器性能进行同时测试标定。
附图说明
15.图1为本发明一种氢燃料电池的尾排性能测试系统的系统结构示意图。
具体实施方式
16.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是通讯连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介的间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
18.下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
19.一种氢燃料电池的尾排性能测试系统，包括管路、气源、水分离性能检测模块、消音性能检测模块、探测模块和终端处理模块，水分离性能检测模块包括水雾发生组件和分离水计量组件；消音性能检测模块包括声源装置、待测消音器和噪声测试传感器组；气源包括低噪音气源；探测模块包括集成在管路内的温度传感器、压力和流量测试传感器；终端处理模块连接水分离性能检测模块、消音性能检测模块和探测模块。这一技术方案的优点在于相比于传统的尾排性能测试装置及检测方法，本发明提出的技术方案集成度有着显著的进步，提供了一种高度集成式氢燃料电池系统尾排检测系统，用于解决对氢燃料电池尾排系统中的水分离器及消音器性能进行同时测试标定。探测模块中集成在管路内的温度传感器、压力和流量测试传感器，以及消音性能检测模块中的噪声测试传感器组，可以实时检测管路内的流体、气体的物理状态及管内噪声数据。分离水计量组件一般可采用量杯等计量方案，从而实现对一定时间内的水量进行记录，获取水分离其的分离效率。
20.声源装置包括带有功率放大器的封闭式扬声器，带有功率放大器的封闭式扬声器上连接有连通管路的声波导管。采用带有功率放大器的封闭式扬声器作为声源装置可以有效避免外界环境的背景杂音影响音量传感器组的测试效果。
21.音量传感器组包括设置在待测消音器前端的前置音量传感器和设置在待测消音器后端的后置音量传感器。采用两个前置音量传感器和两个后置音量传感器获取消音器上
下游的噪声数据，将获取的噪音数据经过基于双声源或双负载测试程序处理进而获取待测消音器的传递损失特性。
22.管路末端连接有末端消音器。设置末端消音器可以使噪声在宽频范围内实现全频消音，从而辅助程序实现消音器的性能测试，防止回波对消音器测试精度的影响。具体的，末端消音器包括带有流阻抗管装置的消音末端。
23.水雾发生组件包括加热水雾发生器，加热水雾发生器和管路间连接有定量计量阀。考虑到水雾发生装置在工作过程中会对声源、电子器件、传感器等产生一定的影响，在进行测试过程中需要对噪声测试传感器位置采用防水透声膜进行处理，用于减少水及水雾对噪声测试传感器的损坏，提升产品可靠性。加热水雾发生器采用加热水进行水雾发生，使得喷出的水雾具备一定温度，同时水雾发生量及比例可通过蓄水装置及定量计量阀控制来实现。
24.低噪音气源包括带有降噪装置的风机装置和带有降噪装置的气瓶装置。
25.为满足硬件内部水、气观测需求管路包括有机玻璃管路，有机玻璃管路同时为了满足消音器声学测试中的管体隔声要求，该有机玻璃选择可采用一定厚度的有机玻璃进行制作，具体实施时，管体壁面隔声效果可以达到40db以上。
26.具体的，探测模块还包括连接在温度传感器、压力和流量测试传感器上的采集卡，终端处理模块包括分别连接采集卡和功率放大器的pc终端。
27.通过该氢燃料电池系统尾排性能测试装置的研发，可以使得在该测试系统中实现对水分离性能和待测消音器进行一次性集成化检测，并通过水雾发生组件、低噪音气源及声源装置模拟管路内部氢燃料电池的尾排系统内部的物理状态对水分离器及消音器性能的影响；由于内部自带末端消音装置，该台架工作情况下对外部的辐射噪声有限，不造成对工作人员及周边产生不必要的噪声环境污染问题，考虑到该产品可选材质较为广泛，从而使得产品重量方面变动较大；目前考虑到管路内部状态的观测性，主要以有机玻璃为主，后期在非关键部件上可以采用铝合金代替，进一步增强结构的牢靠性。
28.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一特征和第二特征直接接触，或第一特征和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。 第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。
29.而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任意一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
30.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分或者全部技术特征进行
等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。