一种燃料电池发动机双系统多工况的测试台架及方法与流程

文档序号:24384817发布日期:2021-03-23 11:19阅读:91来源:国知局
一种燃料电池发动机双系统多工况的测试台架及方法与流程

本发明涉及工业测试设备,更具体涉及一种燃料电池发动机双系统多工况的测试台架及方法。



背景技术:

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置,又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能,不受卡诺循环效应的限制,因此效率高;另外,燃料电池用燃料和氧气作为原料;同时没有机械传动部件,故没有噪声污染,排放出的有害气体极少。由此可见,从节约能源和保护生态环境的角度来看,燃料电池是最有发展前途的发电技术。

随着燃料电池技术的不断成熟,燃料电池在汽车行业的应用逐步实现产业化,并且应用范围不断拓宽,除了燃料电池在汽车上的应用,在其他车型上的应用也进展迅速,比如重卡、客车等。在财政补贴方面,国家也加大了在重卡等车型上的补贴力度,而适配于这些车型,要求燃料电池发动机的功率往往在100kw甚至更高功率等级以上。考虑到目前燃料电池发动机大功率应用有两个功率发展途径,一个方向是设计更大功率的单机燃料电池发动机;另一方向是采用两个燃料电池发动机并联扩容的方案。这就要求燃电发动机的测试设备既可以兼容单机大功率的测试需求,同时又能满足燃电发动机的并机测试需求。目前通用的燃电发动机测试系统无法同时满足上述要求。

中国专利申请号cn201922143731.2,公开了一种燃料电池测试平台,包括用于通过管道输送氢气的氢气回路、水冷回路,所述氢气回路、水冷回路均与燃料发动机相连;其中,所述氢气回路包括第一手动截止阀、一级减压阀、第二截止阀、过滤器、二级减压阀、第一防爆电池阀、第一流量计、第一止回阀,该实用新型中,多支路的氢气回路、水冷回路与燃料电池发动机相连,在不同支路上选用不同量程、不同流量等级的流量计,每条支路独立工作且互锁关系,不仅满足大功率燃料电池发动机测试需要,且同样能满足功率等级向下兼容的测试需要。但是该实用新型不能同时满足单机大功率的测试需求以及并机测试需求。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题在于现有技术的燃料电池发动机测试台架不能同时满足单机大功率的测试需求以及并机测试需求的问题。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的:一种燃料电池发动机双系统多工况的测试台架,包括第一测试系统、第一上位控制系统、第二测试系统、第二上位控制系统、双通道可回馈式电子负载、双通道高压电源、双通道辅助冷却系统以及总上位机控制系统,所述第一上位控制系统分别与第一测试系统、双通道可回馈式电子负载以及总上位机控制系统连接,所述第二上位控制系统分别与第二测试系统、双通道可回馈式电子负载以及总上位机控制系统连接,所述双通道辅助冷却系统分别与第一测试系统以及第二测试系统连接,第一测试系统与第二测试系统连接并接双通道高压电源;

第一测试系统和第二测试系统非并机模式下,第一上位控制系统控制第一测试系统完成测试,第二上位控制系统控制第二测试系统完成测试;第一测试系统和第二测试系统并机模式下,第一测试系统和第二测试系统并机测试,通过控制双通道可回馈式电子负载实现同步平衡带载和不平衡带载测试;第一测试系统和第二测试系统单机模式下,第一上位控制系统控制第一测试系统完成测试,第二测试系统不进行测试,或者,第二上位控制系统控制第二测试系统完成测试,第一测试系统不进行测试,测试单台发动机扩容。

本发明第一测试系统和第二测试系统非并机模式下,第一测试系统和第二测试系统独立完成测试需求,第一测试系统和第二测试系统单机模式下能够测试单台发动机扩容,满足单机大功率的测试需求,第一测试系统和第二测试系统并机模式下,第一测试系统和第二测试系统并机测试,通过控制双通道可回馈式电子负载实现同步平衡带载和不平衡带载测试,完成并机测试需求,因此本发明能够同时满足单机大功率的测试需求以及并机测试需求。

进一步地,所述第一测试系统包括第一燃料电池发动机测试台架和第一燃料电池发动机,所述第二测试系统包括第二燃料电池发动机测试台架和第二燃料电池发动机,所述第一燃料电池发动机测试台架与第一燃料电池发动机连接,所述第一上位控制系统分别与第一燃料电池发动机、双通道辅助冷却系统以及总上位机控制系统连接,所述第二燃料电池发动机测试台架与第二燃料电池发动机连接,所述第二上位控制系统分别与第二燃料电池发动机、双通道辅助冷却系统以及总上位机控制系统连接,所述双通道辅助冷却系统分别与第一燃料电池发动机以及第二燃料电池发动机连接,第一燃料电池发动机与第二燃料电池发动机连接并接双通道高压电源。

更进一步地,所述第一燃料电池发动机测试台架与第二燃料电池发动机测试台架结构相同,工作功率不同,所述第一燃料电池发动机测试台架包括第一供气装置、第一冷却散热装置、第一辅助低压供电装置以及第一尾排装置,所述第一供气装置、第一冷却散热装置、第一辅助低压供电装置以及第一尾排装置均与第一燃料电池发动机连接;所述第二燃料电池发动机测试台架包括第二供气装置、第二冷却散热装置、第二辅助低压供电装置以及第二尾排装置,所述第二供气装置、第二冷却散热装置、第二辅助低压供电装置以及第二尾排装置均与第二燃料电池发动机连接。

更进一步地,所述第一供气装置包括第一手动球阀、第一压力传感器、第一过滤器、第一减压阀、第一电磁阀、第一流量计、第一止回阀、第二手动球阀、第二压力传感器、第二过滤器、第二减压阀、第二电磁阀、第二流量计以及第二止回阀,氢气通过气体管道输入到第一手动球阀,第一手动球阀、第一过滤器、第一减压阀、第一电磁阀、第一流量计、第一止回阀顺次通过气体管道连接,第一压力传感器安装在第一手动球阀与第一过滤器之间的气体管道上;氮气通过气体管道输入到第二手动球阀,第二手动球阀、第二过滤器、第二减压阀、第二电磁阀、第二流量计、第二止回阀顺次通过气体管道连接,第二压力传感器安装在第二手动球阀与第二过滤器之间的气体管道上,第一止回阀与第二止回阀通过气体管道连通并与第一燃料电池发动机的阳极入口连通。

更进一步地,所述第一冷却散热装置包括第三压力传感器、第一温度传感器、第三流量计、板式换热器、三通比例调节阀、第四压力传感器、第二温度传感器以及电导率传感器,所述第一燃料电池发动机的冷却回路出口经第三流量计与板式换热器的一个入口通过液体管道连通,所述第一燃料电池发动机的冷却回路入口与板式换热器的一个出口通过液体管道连通,第三压力传感器和第一温度传感器设置在第三流量计与板式换热器的一个入口之间的液体管道上,第四压力传感器、第二温度传感器以及电导率传感器设置在第一燃料电池发动机的冷却回路入口与板式换热器的一个出口之间的液体管道上,板式换热器的另一个出口与三通比例调节阀的一个接口连通,三通比例调节阀的另一个接口以及板式换热器的另一个入口均与冷却塔通过液体管道连通,三通比例调节阀的再一个接口与冷却塔通过液体管道连通。

更进一步地,所述第一辅助低压供电装置包括第一低压辅助电源,所述第一低压辅助电源通过航插端子与第一燃料电池发动机的供电接口电连接。

更进一步地,所述第一尾排装置包括水气分离装置、第五压力传感器以及第三温度传感器,所述水气分离装置的入口与第一燃料电池发动机的尾气排放出口通过气体管道连通,所述水气分离装置的出口通过气体管道连接到室外,所述第五压力传感器和第三温度传感器均设置在水气分离装置的入口与第一燃料电池发动机的尾气排放出口之间的气体管道上。

更进一步地,所述第一上位控制系统与第二上位控制系统结构相同,第一上位控制系统包括第一控制器以及第一上位机,第二上位控制系统包括第二控制器以及第二上位机,所述第一控制器的io端口分别与第一减压阀、第一电磁阀、第一止回阀、第二减压阀、第二电磁阀、第二止回阀、板式换热器、三通比例调节阀、水气分离装置连接,第一控制器的采样端口分别与第一压力传感器、第一流量计、第二压力传感器、第二流量计、第三流量计、第三压力传感器、第一温度传感器、第四压力传感器、第二温度传感器、电导率传感器、第五压力传感器以及第三温度传感器连接。

更进一步地,所述第一控制器与第一低压辅助电源通过rs485通讯连接;第一控制器通过lan总线与第一上位机连接,第一上位机通过lan总线与双通道辅助冷却系统的通道a连接,第一上位机通过usb与第一通讯转换盒连接,第一通讯转换盒通过can总线与第一燃料电池发动机的通讯接口连接,第一上位机通过lan总线与双通道高压电源的通道a连接,第一上位机通过lan总线与双通道可回馈式电子负载的通道a连接;第二控制器与第二低压辅助电源通过rs485通讯连接;第二控制器通过lan总线与第二上位机连接,第二上位机通过lan总线与双通道辅助冷却系统的通道b连接,第二上位机通过usb与第二通讯转换盒连接,第二通讯转换盒通过can总线与第二燃料电池发动机的通讯接口连接,第二上位机通过lan总线与双通道高压电源的通道b连接,第二上位机通过lan总线与双通道可回馈式电子负载的通道b连接,第一上位机以及第二上位机与总上位机控制系统通讯连接。

更进一步地,所述第一燃料电池发动机的输出直流电接口与双通道可回馈式电子负载的通道a直流电输出接口电连接,双通道高压电源的通道a与第一燃料电池发动机的内置空压设备供电接口电连接,双通道辅助冷却系统的通道a与第一燃料电池发动机的bop辅助冷却进出口通过液体管道连通,双通道辅助冷却系统与冷却塔通过液体管道连通;第二燃料电池发动机的输出直流电接口与双通道可回馈式电子负载的通道b直流电输出接口电连接,双通道高压电源的通道b与第二燃料电池发动机的内置空压设备供电接口电连接,双通道辅助冷却系统的通道b与第二燃料电池发动机的bop辅助冷却进出口通过液体管道连通。

本发明还提供一种燃料电池发动机双系统多工况的测试台架的方法,所述方法包括:

第一测试系统和第二测试系统非并机模式下,第一上位控制系统控制第一测试系统完成测试,第二上位控制系统控制第二测试系统完成测试;

第一测试系统和第二测试系统并机模式下,第一测试系统和第二测试系统并机测试,通过控制双通道可回馈式电子负载实现同步平衡带载和不平衡带载测试;

第一测试系统和第二测试系统单机模式下,第一上位控制系统控制第一测试系统完成测试,第二测试系统不进行测试,或者,第二上位控制系统控制第二测试系统完成测试,第一测试系统不进行测试,测试单台发动机扩容。

进一步地,所述第一上位控制系统包括第一控制器以及第一上位机,第一控制器分别与第一上位机以及第一燃料电池发动机测试台架连接,第二上位控制系统包括第二控制器以及第二上位机,第二控制器分别与第二上位机以及第二燃料电池发动机测试台架连接,所述第一燃料电池发动机测试台架包括第一供气装置、第一冷却散热装置、第一辅助低压供电装置以及第一尾排装置,所述第一供气装置、第一冷却散热装置、第一辅助低压供电装置以及第一尾排装置均与第一燃料电池发动机连接;所述第二燃料电池发动机测试台架包括第二供气装置、第二冷却散热装置、第二辅助低压供电装置以及第二尾排装置,所述第二供气装置、第二冷却散热装置、第二辅助低压供电装置以及第二尾排装置均与第二燃料电池发动机连接。

更进一步地,第一测试系统和第二测试系统非并机模式下,总上位机控制系统显示第一上位机以及第二上位机上传的数据并且向第一上位机以及第二上位机下发非并机测试指令,第一上位机显示第一控制器采集的传感器数据并且向第一控制器下发控制指令控制第一燃料电池发动机测试台架工作或停止工作;第二上位机显示第二控制器采集的传感器数据并且向第二控制器下发控制指令控制第二燃料电池发动机测试台架工作或停止工作。

更进一步地,第一测试系统和第二测试系统并机模式下,总上位机控制系统显示第一上位机以及第二上位机上传的数据并且向第一上位机以及第二上位机下发并机测试指令,第一上位机显示第一控制器采集的传感器数据并且向第一控制器下发控制指令控制第一燃料电池发动机测试台架工作或停止工作;第二上位机显示第二控制器采集的传感器数据并且向第二控制器下发控制指令控制第二燃料电池发动机测试台架工作或停止工作,通过第一控制器以及第二控制器控制第一测试系统和第二测试系统并机测试。

更进一步地,第一测试系统和第二测试系统单机模式下,总上位机控制系统显示第一上位机以及第二上位机上传的数据并且向第一上位机以及第二上位机下发单机测试指令,第一上位机显示第一控制器采集的传感器数据并且向第一控制器下发控制指令控制第一燃料电池发动机测试台架执行器工作,第二上位机显示第二控制器采集的传感器数据并且向第二控制器下发控制指令控制第二燃料电池发动机测试台架停止工作,实现第一燃料电池发动机的单机测试;

或者,第一上位机显示第一控制器采集的传感器数据并且向第一控制器下发控制指令控制第一燃料电池发动机测试台架停止工作,第二上位机显示第二控制器采集的传感器数据并且向第二控制器下发控制指令控制第二燃料电池发动机测试台架开始工作,实现第二燃料电池发动机的单机测试。

本发明的优点在于:

(1)本发明第一测试系统和第二测试系统非并机模式下,第一测试系统和第二测试系统独立完成测试需求,第一测试系统和第二测试系统单机模式下能够测试单台发动机扩容,满足单机大功率的测试需求,第一测试系统和第二测试系统并机模式下,第一测试系统和第二测试系统并机测试,通过控制双通道可回馈式电子负载实现同步平衡带载和不平衡带载测试,完成并机测试需求,因此本发明能够同时满足单机大功率的测试需求以及并机测试需求。

(2)第一燃料电池发动机测试台架和第二燃料电池发动机测试台架结构提供2套不同功率的供气装置、冷却散热装置、辅助低压供电装置、尾排装置,能够各自满足第一燃料电池发动机测试台架所属功率等级以下的燃料电池发动机和第二燃料电池发动机测试台架所属功率等级以下的燃料电池发动机测试需求。

(3)本发明的第一供气装置、第一冷却散热装置、第一辅助低压供电装置以及第一尾排装置实现第一燃料电池发动机测试过程中的供气、供水、温度控制、供电以及尾气处理,还通过双通道可回馈式电子负载实现功率拉载。

(4)本发明设置第一供气装置,氢气通过第一手动球阀进入第一过滤器,第一过滤器过滤氢气中的粉尘以及水分后将过滤好的气体通入第一减压阀,第一减压阀进行减压,以满足燃料电池发动机入口氢气压力的要求,将减压后的氢气通过第一电磁阀以及第一止回阀输入到第一燃料电池发动机的阳极入口,同理氮气通过第二电磁阀以及第二止回阀输入到第一燃料电池发动机的阳极入口;为避免氢气和氮气所在两个管路同时工作时会出现不均流,紊流的现象,不能保证测量精度,因此,通过控制第一止回阀以及第二止回阀实现独立工作,避免紊流,同时设置氢气和氮气所在管路中均设置压力传感器以及流量计保证测试精度。

(5)本发明设置结构相同的第一冷却散热装置和第二冷却散热装置,第一冷却散热装置设置板式散热器实现第一燃料电池发动机与冷却塔之间换热,同理,第二冷却散热装置也设置板式散热器实现第二燃料电池发动机与冷却塔之间换热,冷却塔与双通道辅助冷却系统连通,双通道辅助冷却系统分别与第一燃料电池发动机以及第二燃料电池发动机连通,实现辅助散热,因此,第一冷却散热装置和第二冷却散热装置实现同时给两套燃料电池发动机进行换热冷却。

(6)本发明设置第一尾排装置以及第二尾排装置,第一尾排装置对第一燃料电池发动机的尾气进行处理,第二尾排装置对第二燃料电池发动机的尾气进行处理,满足环保要求。

(7)本发明第一上位控制系统与第二上位控制系统结构相同,第一上位控制系统包括第一控制器以及第一上位机,第一控制器通过采样端口采集第一压力传感器、第一流量计等传感器信号,第一控制器还通过io端口控制第一电磁阀、第二电磁阀等执行器动作,第一控制器采集的数据上传给第一上位机并接收第一上位机的控制指令从而控制执行器动作,通过第一上位控制系统与第二上位控制系统对设备进行数据采集以及控制执行器动作,从而实现不同的工作模式选择。

附图说明

图1为本发明实施例所公开的一种燃料电池发动机双系统多工况的测试台架的总结构框图;

图2为本发明实施例所公开的一种燃料电池发动机双系统多工况的测试台架的总结构框图详细示意图;

图3为本发明实施例所公开的一种燃料电池发动机双系统多工况的测试台架的第一供气装置示意图;

图4为本发明实施例所公开的一种燃料电池发动机双系统多工况的测试台架的第一冷却散热装置示意图;

图5为本发明实施例所公开的一种燃料电池发动机双系统多工况的测试台架的第一辅助低压供电装置的示意图;

图6为本发明实施例所公开的一种燃料电池发动机双系统多工况的测试台架的第一尾排装置的示意图;

图7为本发明实施例所公开的一种燃料电池发动机双系统多工况的测试台架的总结构框图局部视图;

图8为本发明实施例所公开的一种燃料电池发动机双系统多工况的测试台架的单机模式下示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,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作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。

如图1所示,一种燃料电池发动机双系统多工况的测试台架,包括第一测试系统、第一上位控制系统5、第二测试系统、第二上位控制系统8、双通道可回馈式电子负载15、双通道高压电源9、双通道辅助冷却系统6以及总上位机控制系统7,所述第一上位控制系统5分别与第一测试系统、双通道可回馈式电子负载15以及总上位机控制系统7连接,所述第二上位控制系统8分别与第二测试系统、双通道可回馈式电子负载15以及总上位机控制系统7连接,所述双通道辅助冷却系统6分别与第一测试系统以及第二测试系统连接,第一测试系统与第二测试系统连接并接双通道高压电源9。

继续参阅图1,所述第一测试系统包括第一燃料电池发动机测试台架1和第一燃料电池发动机2,所述第二测试系统包括第二燃料电池发动机测试台架3和第二燃料电池发动机4,所述第一燃料电池发动机测试台架1与第一燃料电池发动机2连接,所述第一上位控制系统5分别与第一燃料电池发动机2、双通道辅助冷却系统6以及总上位机控制系统7连接,所述第二燃料电池发动机测试台架3与第二燃料电池发动机4连接,所述第二上位控制系统8分别与第二燃料电池发动机4、双通道辅助冷却系统6以及总上位机控制系统7连接,所述双通道辅助冷却系统6分别与第一燃料电池发动机2以及第二燃料电池发动机4连接,第一燃料电池发动机2与第二燃料电池发动机4连接并接双通道高压电源9。

继续参阅图1,所述第一燃料电池发动机测试台架1与第二燃料电池发动机测试台架3结构相同,工作功率不同,以下以第一燃料电池发动机测试台架1为例进行介绍,第二燃料电池发动机测试台架3内部连接关系以及工作原理过程与第一燃料电池发动机测试台架1相同,只是工作功率不同,本实施例中,第一燃料电池发动机测试台架1的工作功率为100kw,第二燃料电池发动机测试台架3的工作功率为200kw,所述第一燃料电池发动机测试台架1包括第一供气装置11、第一冷却散热装置12、第一辅助低压供电装置13以及第一尾排装置14,所述第一供气装置11、第一冷却散热装置12、第一辅助低压供电装置13以及第一尾排装置14均与第一燃料电池发动机2连接;所述第二燃料电池发动机测试台架3包括第二供气装置31、第二冷却散热装置32、第二辅助低压供电装置33以及第二尾排装置34,所述第二供气装置31、第二冷却散热装置32、第二辅助低压供电装置33以及第二尾排装置34均与第二燃料电池发动机4连接。

图1、图2结合图3所示,以下以第一供气装置11为例进行介绍,第二供气装置31的结构以及连接关系同第一供气装置11,因此对第二供气装置31不做赘述,如图3所示,所述第一供气装置11包括第一手动球阀1101、第一压力传感器1102、第一过滤器1103、第一减压阀1104、第一电磁阀1105、第一流量计1106、第一止回阀1107、第二手动球阀1108、第二压力传感器1109、第二过滤器1110、第二减压阀1111、第二电磁阀1112、第二流量计1113以及第二止回阀1114,氢气通过气体管道输入到第一手动球阀1101,第一手动球阀1101、第一过滤器1103、第一减压阀1104、第一电磁阀1105、第一流量计1106、第一止回阀1107顺次通过气体管道连接,第一压力传感器1102安装在第一手动球阀1101与第一过滤器1103之间的气体管道上;氮气通过气体管道输入到第二手动球阀1108,第二手动球阀1108、第二过滤器1110、第二减压阀1111、第二电磁阀1112、第二流量计1113、第二止回阀1114顺次通过气体管道连接,第二压力传感器1109安装在第二手动球阀1108与第二过滤器1110之间的气体管道上,第一止回阀1107与第二止回阀1114通过气体管道连通并与第一燃料电池发动机2的阳极入口连通。

图1、图2结合图4所示,以下以第一冷却散热装置12为例进行介绍,第二冷却散热装置32的结构以及连接关系同第一冷却散热装置12,因此对第二冷却散热装置32不做赘述,如图4所示,所述第一冷却散热装置12包括第三压力传感器1201、第一温度传感器1202、第三流量计1203、板式换热器1204、三通比例调节阀1205、第四压力传感器1206、第二温度传感器1207以及电导率传感器1208,所述第一燃料电池发动机2的冷却回路出口经第三流量计1203与板式换热器1204的一个入口通过液体管道连通,所述第一燃料电池发动机2的冷却回路入口与板式换热器1204的一个出口通过液体管道连通,第三压力传感器1201和第一温度传感器1202设置在第三流量计1203与板式换热器1204的一个入口之间的液体管道上,第四压力传感器1206、第二温度传感器1207以及电导率传感器1208设置在第一燃料电池发动机2的冷却回路入口与板式换热器1204的一个出口之间的液体管道上,板式换热器1204的另一个出口与三通比例调节阀1205的一个接口连通,三通比例调节阀1205的另一个接口以及板式换热器1204的另一个入口均与冷却塔16通过液体管道连通,三通比例调节阀1205的再一个接口与冷却塔16通过液体管道连通。

图1、图2结合图5所示,以下以第一辅助低压供电装置13为例进行介绍,第二辅助低压供电装置33的结构以及连接关系同第一辅助低压供电装置13,因此对第二辅助低压供电装置33不做赘述,如图5,所述第一辅助低压供电装置13包括第一低压辅助电源1301,所述第一低压辅助电源1301通过航插端子与第一燃料电池发动机2的供电接口电连接。

图1、图2结合图6所示,以下以第一尾排装置14为例进行介绍,第二尾排装置34的结构以及连接关系同第一尾排装置14,因此对第二尾排装置34不做赘述,如图6,所述第一尾排装置14包括水气分离装置1401、第五压力传感器1402以及第三温度传感器1403,所述水气分离装置1401的入口与第一燃料电池发动机2的尾气排放出口通过气体管道连通,所述水气分离装置1401的出口通过气体管道连接到室外,所述第五压力传感器1402和第三温度传感器1403均设置在水气分离装置1401的入口与第一燃料电池发动机2的尾气排放出口之间的气体管道上。

以下以第一上位控制系统5为例进行介绍,第二上位控制系统8的结构以及连接关系同第一上位控制系统5,因此对第二上位控制系统8不做赘述,所述第一上位控制系统5包括第一控制器51以及第一上位机52,第二上位控制系统8包括第二控制器81以及第二上位机82,所述第一控制器51的io端口分别与第一减压阀1104、第一电磁阀1105、第一止回阀1107、第二减压阀1111、第二电磁阀1112、第二止回阀1114、板式换热器1204、三通比例调节阀1205、水气分离装置1401连接,第一控制器51的采样端口分别与第一压力传感器1102、第一流量计1106、第二压力传感器1109、第二流量计1113、第三流量计1203、第三压力传感器1201、第一温度传感器1202、第四压力传感器1206、第二温度传感器1207、电导率传感器1208、第五压力传感器1402以及第三温度传感器1403连接。

如图7所示,所述第一控制器51与第一低压辅助电源1301通过rs485通讯连接;第一控制器51通过lan总线与第一上位机52连接,第一上位机52通过lan总线与双通道辅助冷却系统6的通道a连接,第一上位机52通过usb与第一通讯转换盒53连接,第一通讯转换盒53通过can总线与第一燃料电池发动机2的通讯接口连接,第一上位机52通过lan总线与双通道高压电源9的通道a连接,第一上位机52通过lan总线与双通道可回馈式电子负载15的通道a连接;第二控制器81与第二低压辅助电源3301通过rs485通讯连接;第二控制器81通过lan总线与第二上位机82连接,第二上位机82通过lan总线与双通道辅助冷却系统6的通道b连接,第二上位机82通过usb与第二通讯转换盒83连接,第二通讯转换盒83通过can总线与第二燃料电池发动机4的通讯接口连接,第二上位机82通过lan总线与双通道高压电源9的通道b连接,第二上位机82通过lan总线与双通道可回馈式电子负载15的通道b连接,第一上位机52以及第二上位机82与总上位机控制系统7通讯连接。

继续参阅图7,所述第一燃料电池发动机2的输出直流电接口与双通道可回馈式电子负载15的通道a直流电输出接口电连接,双通道高压电源9的通道a与第一燃料电池发动机2的内置空压设备供电接口电连接,双通道辅助冷却系统6的通道a与第一燃料电池发动机2的bop辅助冷却进出口通过液体管道连通,双通道辅助冷却系统6与冷却塔16通过液体管道连通;第二燃料电池发动机4的输出直流电接口与双通道可回馈式电子负载15的通道b直流电输出接口电连接,双通道高压电源9的通道b与第二燃料电池发动机4的内置空压设备供电接口电连接,双通道辅助冷却系统6的通道b与第二燃料电池发动机4的bop辅助冷却进出口通过液体管道连通。

本发明还提供一种燃料电池发动机双系统多工况的测试台架的方法,所述方法包括:

如图1所示,第一测试系统和第二测试系统非并机模式下,第一上位控制系统5控制第一测试系统完成测试,第二上位控制系统8控制第二测试系统完成测试;具体的,如图2所示,第一上位机52以及第二上位机82均与总上位机控制系统7通讯连接,总上位机控制系统7显示第一上位机52以及第二上位机82上传的数据并且向第一上位机52以及第二上位机82下发非并机测试指令,第一控制器51控制第一供气装置11、第一冷却散热装置12、第一辅助低压供电装置13以及第一尾排装置14工作,并且第一控制器51与第一上位机52通过lan总线通讯连接,第一上位机52显示第一控制器51采集的传感器数据并且可以向第一控制器51下发控制指令控制第一电磁阀1105等执行器工作或停止工作;第二控制器81控制第二供气装置31、第二冷却散热装置32、第二辅助低压供电装置33以及第二尾排装置34工作,并且第二控制器81与第二上位机82通过lan总线通讯连接,第二上位机82显示第二控制器81采集的传感器数据并且可以向第二控制器81下发控制指令控制各执行器工作或停止工作。

继续参阅图1,第一测试系统和第二测试系统并机模式下,第一测试系统和第二测试系统并机测试,通过控制双通道可回馈式电子负载15实现同步平衡带载和不平衡带载测试;具体的,如图2所示,第一上位机52以及第二上位机82均与总上位机控制系统7通讯连接,总上位机控制系统7显示第一上位机52以及第二上位机82上传的数据并且向第一上位机52以及第二上位机82下发并机测试指令,第一控制器51控制第一供气装置11、第一冷却散热装置12、第一辅助低压供电装置13以及第一尾排装置14工作,并且第一控制器51与第一上位机52通过lan总线通讯连接,第一上位机52显示第一控制器51采集的传感器数据并且可以向第一控制器51下发控制指令控制第一电磁阀1105等执行器工作或停止工作;第二控制器81控制第二供气装置31、第二冷却散热装置32、第二辅助低压供电装置33以及第二尾排装置34工作,并且第二控制器81与第二上位机82通过lan总线通讯连接,第二上位机82显示第二控制器81采集的传感器数据并且可以向第二控制器81下发控制指令控制各执行器工作或停止工作,通过第一控制器51以及第二控制器81控制第一测试系统和第二测试系统并机测试。

如图8所示,第一测试系统和第二测试系统单机模式下,第一上位控制系统5控制第一测试系统完成测试,第二测试系统不进行测试,或者,第二上位控制系统8控制第二测试系统完成测试,第一测试系统不进行测试,测试单台发动机扩容。具体的,如图2所示,第一上位机52以及第二上位机82均与总上位机控制系统7通讯连接,总上位机控制系统7显示第一上位机52以及第二上位机82上传的数据并且向第一上位机52以及第二上位机82下发单机测试指令,第一控制器51控制第一供气装置11、第一冷却散热装置12、第一辅助低压供电装置13以及第一尾排装置14工作,并且第一控制器51与第一上位机52通过lan总线通讯连接,第一上位机52显示第一控制器51采集的传感器数据并且向第一控制器51下发控制指令控制第一电磁阀1105等执行器工作,第二控制器81控制第二供气装置31、第二冷却散热装置32、第二辅助低压供电装置33以及第二尾排装置34工作,并且第二控制器81与第二上位机82通过lan总线通讯连接,第二上位机82显示第二控制器81采集的传感器数据并且向第二控制器81下发控制指令控制各执行器停止工作,实现第一燃料电池发动机2的单机测试;第一控制器51控制第一供气装置11、第一冷却散热装置12、第一辅助低压供电装置13以及第一尾排装置14工作,并且第一控制器51与第一上位机52通过lan总线通讯连接,第一上位机52显示第一控制器51采集的传感器数据并且向第一控制器51下发控制指令控制第一电磁阀1105等执行器停止工作,第二控制器81控制第二供气装置31、第二冷却散热装置32、第二辅助低压供电装置33以及第二尾排装置34工作,并且第二控制器81与第二上位机82通过lan总线通讯连接,第二上位机82显示第二控制器81采集的传感器数据并且向第二控制器81下发控制指令控制各执行器开始工作,实现第二燃料电池发动机4的单机测试。

本实施例中各部件的型号如下:

双通道可回馈式电子负载15:kdlf200-s-800-1000-2;

双通道高压电源9:evd-s-80-800-2;

双通道辅助冷却系统6:mcw-300dwg;

第一低压辅助电源1301:pa50100;

第一控制器51和第二控制器81:cx5130(第一控制器51和第二控制器81的主控芯片均采用这个型号,外配了很多采样通道模块);

第一通讯转换盒53(第二通讯转换盒83与第一通讯转换盒53相同):usbcan-2e-u和a-173;

第一上位机52:fcts-m_2.4.0.0-9;

第二低压辅助电源3301:pa100100;

第二上位机82:fcts-m_2.4.0.0-10;

第一冷却散热装置12可以采用上述介绍的结构,也可采用现有固有型号的结构,如lww130-18f;

第二冷却散热装置32可以采用上述介绍的结构,也可采用现有固有型号的结构,如lww240-27。

通过以上技术方案,本发明提供的一种燃料电池发动机双系统多工况的测试台架及方法,第一测试系统和第二测试系统非并机模式下,第一测试系统和第二测试系统独立完成测试需求,第一测试系统和第二测试系统单机模式下能够测试单台发动机扩容,满足单机大功率的测试需求,第一测试系统和第二测试系统并机模式下,第一测试系统和第二测试系统并机测试,通过控制双通道可回馈式电子负载15实现同步平衡带载和不平衡带载测试,完成并机测试需求,因此本发明能够同时满足单机大功率的测试需求以及并机测试需求。

以上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,或者对其中部分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精神和范围。

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