[发明专利]一种燃料电池空压机耐久性测试系统及方法

权利要求书

1.一种燃料电池空压机耐久性测试系统，其特征在于，所述测试系统包括综合环境试验箱(1)，所述综合环境试验箱(1)内用于放置待检测的空压机(2)，所述综合环境试验箱(1)内设有振动装置、温度控制装置和湿度控制装置；

所述测试系统还包括与所述空压机(2)连接的空压机进气管路、与所述空压机(2)连接的空压机出气管路、第一出气管路、尾气排放管路和控制系统，所述空压机出气管路的出气端通过所述第一出气管路与所述尾气排放管路连通，所述控制系统用于对所述测试系统进行数据采集、存储、处理和通讯；

所述空压机(2)连接有膨胀机(3)，所述空压机(2)设有电机(4)，所述空压机出气管路的出气端并联有与所述电机(4)连通的第二出气管路和与所述膨胀机(3)连通的第三出气管路；所述电机(4)的出气端与所述尾气排放管路之间设有电机出气管路；所述膨胀机(3)的出气端与所述尾气排放管路之间设有膨胀机出气管路，所述膨胀机出气管路设有控制阀(32)；

所述空压机进气管路上依次设有过滤器(5)和第一空气加热器(6)，所述过滤器(5)与所述第一空气加热器(6)之间的管路上设有减压阀；所述空压机出气管路上设有第一中冷器(7)，所述第一中冷器(7)连接有四通阀(8)，所述四通阀(8)分别与所述第一出气管路、第二出气管路连接；所述第一出气管路上依次连接有质量流量计(11)、第一节气门(12)、三通阀(13)和球阀一(14)，所述球阀一(14)与所述四通阀(8)之间连接有电子流阻模拟阀(15)；所述第二出气管路上依次连接有第二中冷器(9)和流量调节阀(10)；所述第三出气管路与所述三通阀(13)连接，所述第三出气管路上依次连接有球阀二(16)和第二空气加热器(17)；所述尾气排放管路上依次设有消音器(18)和背压阀(19)；所述空压机进气管路上、第二出气管路上、第三出气管路、电机出气管路和膨胀机出气管路均设有若干流量计、温度传感器和压力传感器；

所述膨胀机(3)还可以连接一外部气源(20)，通过球阀三(21)并联入第三出气管路，用于对单独的膨胀机进行测试时供气，此时关闭所述控制阀(32)：

所述测试系统还包括与所述电机(4)连接的电机进气管路，所述电机进气管路上依次设有气浮轴承气源(22)、第二节气门(23)和第三空气加热器(24)，所述电机进气管路还设有流量计、温度传感器和压力传感器。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池空压机耐久性测试系统，其特征在于，所述空压机(2)的蜗壳或电机轴中的任意一个上设有位移传感器和加速度传感器，所述位移传感器包括X轴位移传感器和Y轴位移传感器。

3.根据权利要求2所述的一种燃料电池空压机耐久性测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括与所述空压机(2)连接的空压机温控回路，所述空压机温控回路包括依次设置的第一散热器(25)、第一加热水箱(26)和第一水泵(27)，所述第一水泵(27)的出液口与所述空压机(2)的进液口连接，所述空压机(2)的出液口与所述第一散热器(25)的进液口连接，所述空压机温控回路还设有流量计、温度传感器和压力传感器。

4.根据权利要求3所述的一种燃料电池空压机耐久性测试系统，其特征在于，所述第一中冷器(7)与所述第二中冷器(9)之间串联有中冷器温控回路，所述中冷器温控回路包括依次设置的第二散热器(28)、第二加热水箱(29)和第二水泵(30)，所述第二水泵(30)的出液口与所述第二中冷器(9)的进液口连接，所述第二中冷器(9)的出液口与所述第一中冷器(7)的进液口连接，所述第一中冷器(7)的出液口与所述第二散热器(28)的进液口连接；所述中冷器温控回路还设有流量计、温度传感器和压力传感器。

5.根据权利要求4所述的一种燃料电池空压机耐久性测试系统，其特征在于，所述电机(4)与所述空压机(2)之间的主轴上设有噪声计，所述电机(4)还连接有供电电路，所述供电电路上依次设有电源、电流传感器、电压传感器和熔断器(31)。

6.一种燃料电池空压机耐久性测试方法，根据权利要求1-5任意一种燃料电池空压机耐久性测试系统进行空压机耐久性测试，其特征在于，所述测试方法包括以下步骤：

S1.通过综合环境试验箱为空压机耐久性测试提供模拟车载工况的振动源、温度源、湿度源，真实模拟车载恶劣的使用环境，实现加速系数10以上的试验指标；

S2.模拟空气环境进行空压机耐久性测试；空气从空压机进气管路依次流经过滤器、减压阀、空气加热器，经过空气加热器加热的空气进入空压机；

S3.关闭流量调节阀、球阀二和电子流阻模拟阀，打开球阀一，加热空气经过第一中冷器降温后通过四通阀流经质量流量计、第一节气门、三通阀、球阀一、背压阀、消音器排出；可通过质量流量计测得空压机出气总管总流量；

S4.步骤S3中打开电子流阻模拟阀，模拟现实流量衰减情况，进行空压机测试；

S5.打开流量调节阀，对电机进行供气；

S6.打开球阀二，关闭或调小球阀一，对膨胀机进行供气及测试；

S7.当空压机出气管路不提供气源的时候，通过电机进气管路对电机进行供气；

S8.通过测量第一散热器散发的热量值，可以得到空压机散发的热量值；

S9.进行各流量计、温度传感器和压力传感器的数据采集，控制系统将采集的数据进行分析处理后发出指令驱动各管路；通过对噪声计、X轴位移传感器、Y轴位移传感器和加速度传感器的数据进行采集，控制系统将采集的数据与设定好的数据进行实时对比，超过设定数值，即判定空压机损坏或衰减；

S10.进行电流传感器和电压传感器的数据实时采集，控制系统将采集的数据进行分析处理后发出指令，对电机电路进行实时保护及功耗评测。