[实用新型]一种适用于全功率燃料电池发动机的测试系统

说明书

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种适用于全功率燃料电池发动机的测试系统。包括电控单元、氢气供应单元、空气供应单元、负载单元，负载单元的电力输入端与燃料电池发动机正负极电连接，负载单元包括一个主负载和多个从负载，主负载和多个从负载并联设置在负载单元的电力输入端，主负载的控制信号输入端与电控单元的控制信号输出端电连接，主负载的控制信号输出端分别与各个从负载的控制信号输入端电连接，主负载和从负载均为电子负载。采用多个电子负载代替传统单个负载，可以根据发动机需求功率选择单个负载工作或多个负载同时工作，其调节精度高，能够保证低功率测试的精度。

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种适用于全功率燃料电池发动机的测试系统。

背景技术

质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)是目前最接近商业化的燃料电池，具有环境友好性和能量转换效率高等优点，在交通运输、潜艇、电站与移动电源等领域有巨大的应用前景。在不同的应用场景，燃料电池发动机的功率需求不同。例如潜艇用燃料电池发动机功率达500kW，有轨电车用燃料电池功率高于200kW。虽然国内车用燃料电池发动机功率大多在30KW到60KW，但是随车技术的发展，车用燃料电池发动机也朝着大功率化发展。

随着燃料电池技术的快速发展，燃料电池发动机的性能测试越来越重要，目前不同功率级别的燃料电池发动机性能评价采用不同功率级别的测试台，主流功率级别从50kW到300kW不等。由于现有的测试系统各部件均采用单通道满足最大功率需求进行供应，每个功率级别的测试台需要配置与该功率级别对应的氢气供应单元和负载，为了满足全功率的高精度测试需求，同一家燃料电池发动机研发或生产机构，需要配置多台不同功率级别的测试台，加大了发动机的开发成本。且在开发和生产燃料电池发动机时需要在发动机的全功率下研究各个零部件的工作参数，在大功率发动机进行低功率测试研究时，由于精度不够往往会加大开发时间，降低开发效率。

为了自由调节功耗负载的大小，使一个测试台能够实现全功率测试，公告号为CN101453024 B的中国专利“一种燃料电池测试用负载的控制方法”公开了一种负载控制系统，其采用电阻+开关的形式，通过CPU控制各个负载的接入与否，从而实现自由调节功耗负载的大小。但该种方式受限于电阻式负载阻值不能灵活调节的特性，要实现全功率可调则需要采用大量的负载进行调节，负载数量少则几百，多则上千，且全部只能通过CPU进行控制，其控制复杂，且对CPU的运算能力要求极高，成本高昂。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种适用于全功率燃料电池发动机的测试系统，它通过少量的负载和简单的控制既能实现全功率燃料电池发动机的测试，且能实现高精度控制。

本实用新型技术方案为：包括电控单元和与电控单元控制信号输出端电连接的氢气供应单元、空气供应单元、负载单元，所述氢气供应单元的氢气输出端、所述空气供应单元的压缩空气输出端用于连接燃料电池发动机的进气端，所述负载单元的电力输入端与燃料电池发动机的正负极电连接，所述负载单元包括一个主负载和多个从负载，所述主负载和多个从负载并联设置在负载单元的电力输入端，所述主负载的控制信号输入端与电控单元的控制信号输出端电连接，所述主负载的控制信号输出端分别与各个从负载的控制信号输入端电连接，所述主负载和从负载均为电子负载。

较为优选的，所述主负载与从负载的功率相同。

较为优选的，所述主负载与从负载之间通过CAN线和SYN线连接。

较为优选的，所述氢气供应单元包括第一开关阀、第二开关阀、减压阀、氢气传输管路，以及并联设置的多个流量控制器，所述第一开关阀、减压阀、流量控制器、第二开关阀通过氢气传输管路依次连接，所述第一开关阀进气端连接氢气源，所述第二开关阀出气端连接发动机入口，各个所述流量控制器的流量供应区间互不重叠，且形成的区间集合覆盖PEM燃料电池发动机测试台全功率需求。