本发明属于燃料电池发动机技术领域，涉及一种测试验证台架，特别是一种客车车载燃料电池系统测试验证台架。
背景技术：
燃料电池系统是将外部供应的燃料和氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转化为电能、热能和其他反应产物的发电装置。现阶段随着燃料电池汽车尤其是燃料电池客车的快速发展，燃料电池系统以及燃料电池产品不断增多，目前燃料电池产品的性能、可靠性和集成度难以判断，因此需要通过燃料电池动力系统测试技术对燃料电池产品进行验证测试，而现有燃料电池动力系统测试台架在实际建造和运行时不完善。
经检索，如中国专利文献公开了一种燃料电池汽车动力系统的测试台架【申请号：cn201810065974.6；公开号：cn108089084a】。这种燃料电池汽车动力系统的测试台架，其特征在于，包括机械传动系统、燃料电池系统、电控系统以及散热系统；所述机械传动系统包括依次同轴连接设置的电机、变速箱、飞轮以及测功机；所述燃料电池系统包括按实车连接设置的燃料电池，电能分配模块以及电能存储模块；所述电控系统包括按实车连接设置的整车控制单元、燃料电池控制单元以及电池管理系统；所述散热系统包括按照实车散热口朝向所述燃料电池、电能存储模块以及电机设置的散热风扇，所述散热风扇的控制器连接至所述整车控制单元。
该专利中公开的燃料电池汽车动力系统的测试台架虽然可以实现对燃料电池汽车动力系统的测试，但是，该燃料电池汽车动力系统的测试台架安装麻烦、噪音大，并且存在测试工况与整车状态还原度差的问题，因此，设计出一种客车车载燃料电池系统测试验证台架是很有必要的。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种客车车载燃料电池系统测试验证台架，解决了现有测试台架测试工况与整车状态还原度差等问题。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种客车车载燃料电池系统测试验证台架，包括测试验证平台车身骨架、电子负载和直流电源，直流电源与电子负载电相连，其特征在于，所述的测试验证平台车身骨架上通过路面状态模拟系统设置有燃料电池系统，燃料电池系统与电子负载电相连，所述的测试验证平台车身骨架上设置有车载氢系统和散热系统。
采用以上结构，车载氢系统为燃料电池系统提供氢气燃料，散热系统对燃料电池系统进行散热，路面状态模拟系统模拟路面颠簸及倾斜状态，并通过程序加速测试燃料电池系统车载的可靠性，并将车载氢系统、散热系统和燃料电池系统安装在测试验证平台车身骨架上，模拟实车的状态，具有测试工况与整车状态还原度高的优点。
所述的散热系统包括顶置散热器和侧置散热器，顶置散热器设置在测试验证平台车身骨架的上端，侧置散热器设置在测试验证平台车身骨架的下端，测试验证平台车身骨架上还设置有用于模拟车辆行驶过程中风量的风机，风机位于顶置散热器的正前方。
采用以上结构，顶置散热器设置在测试验证平台车身骨架的上端，侧置散热器设置在测试验证平台车身骨架的下端，测试验证平台车身骨架上还设置有用于模拟车辆行驶过程中风量的风机，风机位于顶置散热器的正前方，可准确反映实车布置状态对测试的影响，同时设置顶置散热器和侧置散热器，用于验证测试不同位置布置对散热能力的影响。
所述的车载氢系统包括储氢容器、调压系统和加氢口装置，储氢容器、调压系统和加氢口装置均固定在测试验证平台车身骨架上，且储氢容器、调压系统、加氢口装和燃料电池系统之间通过管路相连通，储氢容器上设置有集成瓶口阀和瓶尾阀。
采用以上结构，车载氢系统包括储氢容器、调压系统和加氢口装置，通过调压系统可对燃料电池系统进行供应一定压强的氢气，同时储氢容器可存储一定量的氢气，储氢容器上设置有集成瓶口阀和瓶尾阀，在过温过压时对储氢容器具有一定的保护功能。
所述的测试验证平台车身骨架上设置有储能系统，储能系统包括电池管理系统和电池组，电池管理系统和电池组均设置在测试验证平台车身骨架上。
采用以上结构，通过设置储能系统，可储存多余的电能，当负载需求功率较大时，储能系统和燃料电池系统会同时输出电能。
所述的储能系统放置在测试验证平台车身骨架的下半部分。
所述的测试验证平台车身骨架上设置有整车控制器和智能配电装置，整车控制器分别与智能配电装置、电子负载、储能系统和路面状态模拟系统电相连。
采用以上结构，设置整车控制器和智能配电装置，方便对整车进行控制测试，模拟整车开机、运行、关闭，控制智能配电装置、电子负载、储能系统和路面状态模拟系统。
所述的测试验证平台车身骨架上还设置有操作控制平台。
采用以上结构，方便模拟参数输入，同时可对数据进行监测。
所述的燃料电池系统上设置有智能电源变换装置和燃料电池控制器。
采用以上结构，燃料电池控制器可接受can总线信息，控制燃料电池系统工作，控制智能电源变换装置工作，智能电源变换装置可将燃料电池系统输出的电压提升至整车电压平台，同时通过继电器的控制分配，给燃料电池系统中辅助零部件的供电，同时给智能配电装置供电。
所述的燃料电池系统和路面状态模拟系统位于测试验证平台车身骨架的后端。
所述的车载氢系统位于测试验证平台车身骨架的顶端，且车载氢系统上还设置有氢系统管理控制器。
采用以上结构，更加接近车辆的实际布置情况，具有更好的还原度。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、车载氢系统为燃料电池系统提供氢气燃料，散热系统对燃料电池系统进行散热，路面状态模拟系统模拟路面颠簸及倾斜状态，并通过程序加速测试燃料电池系统车载的可靠性，并将车载氢系统、散热系统和燃料电池系统安装在测试验证平台车身骨架上，模拟实车的状态，具有测试工况与整车状态还原度高的优点。
2、顶置散热器设置在测试验证平台车身骨架的上端，侧置散热器设置在测试验证平台车身骨架的下端，测试验证平台车身骨架上还设置有用于模拟车辆行驶过程中风量的风机，风机位于顶置散热器的正前方，可准确反映实车布置状态对测试的影响，同时设置顶置散热器和侧置散热器，用于验证测试不同位置布置对散热能力的影响。
3、结合整车状态和布置进行测试，安装简单、适应性强，且建设周期短，维护成本低。
附图说明
图1是本发明的原理图。
图2是本发明的平面结构示意图。
图中，1、车载氢系统；101、储氢容器；102、调压系统；103、加氢口装置；2、燃料电池系统；3、路面状态模拟系统；4、智能电源变换装置；5、智能配电装置；6、储能系统；601、电池管理系统；602、电池组；7、电子负载；8、电网；9、整车控制器；10、燃料电池控制器；11、氢系统管理控制器；12、风机；1301、顶置散热器；1302、侧置散热器；14、操作控制平台；15、直流电源；16、测试验证平台车身骨架。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1-2所示，本客车车载燃料电池系统2测试验证台架，包括测试验证平台车身骨架16、电子负载7和直流电源15，直流电源15与电子负载7电相连，在本实施例中，测试验证平台车身骨架16上通过路面状态模拟系统3设置有燃料电池系统2，燃料电池系统2与电子负载7电相连，测试验证平台车身骨架16上设置有车载氢系统1和散热系统。
采用以上结构，车载氢系统1为燃料电池系统2提供氢气燃料，散热系统对燃料电池系统2进行散热，路面状态模拟系统3模拟路面颠簸及倾斜状态，并通过程序加速测试燃料电池系统2车载的可靠性，并将车载氢系统1、散热系统和燃料电池系统2安装在测试验证平台车身骨架16上，模拟实车的状态，具有测试工况与整车状态还原度高的优点。
散热系统包括顶置散热器1301和侧置散热器1302，顶置散热器1301设置在测试验证平台车身骨架16的上端，侧置散热器1302设置在测试验证平台车身骨架16的下端，测试验证平台车身骨架16上还设置有用于模拟车辆行驶过程中风量的风机12，风机12位于顶置散热器1301的正前方，在本实施例中，顶置散热器1301倾斜设置，顶置散热器1301、侧置散热器1302和燃料电池系统2之间通过水管相连通。
采用以上结构，顶置散热器1301设置在测试验证平台车身骨架16的上端，侧置散热器1302设置在测试验证平台车身骨架16的下端，测试验证平台车身骨架16上还设置有用于模拟车辆行驶过程中风量的风机12，风机12位于顶置散热器1301的正前方，可准确反映实车布置状态对测试的影响，同时设置顶置散热器1301和侧置散热器1302，用于验证测试不同位置布置对散热能力的影响。
车载氢系统1包括储氢容器101、调压系统102和加氢口装置103，储氢容器101、调压系统102和加氢口装置103均固定在测试验证平台车身骨架16上，且储氢容器101、调压系统102、加氢口装和燃料电池系统2之间通过管路相连通，储氢容器101上设置有集成瓶口阀和瓶尾阀，在本实施例中，车载氢系统1能为燃料电池系统2提供氢气燃料，其中的储氢容器101用于储存高压氢气，其集成瓶口阀和瓶尾阀，具有温度压力采集功能、过温过压泄放保护功能；调压系统102可以将储存在储氢容器101中的高压气体减压至燃料电池系统2所需的低压压力。
采用以上结构，车载氢系统1包括储氢容器101、调压系统102和加氢口装置103，通过调压系统102可对燃料电池系统2进行供应一定压强的氢气，同时储氢容器101可存储一定量的氢气，储氢容器101上设置有集成瓶口阀和瓶尾阀，在过温过压时对储氢容器101具有一定的保护功能。
测试验证平台车身骨架16上设置有储能系统6，储能系统6包括电池管理系统601和电池组602，电池管理系统601和电池组602均设置在测试验证平台车身骨架16上。
采用以上结构，通过设置储能系统6，可储存多余的电能，当负载需求功率较大时，储能系统6和燃料电池系统2会同时输出电能。
储能系统6放置在测试验证平台车身骨架16的下半部分。
测试验证平台车身骨架16上设置有整车控制器9和智能配电装置5，整车控制器9分别与智能配电装置5、电子负载7、储能系统6和路面状态模拟系统3电相连。
采用以上结构，设置整车控制器9和智能配电装置5，方便对整车进行控制测试，模拟整车开机、运行、关闭，控制智能配电装置5、电子负载7、储能系统6和路面状态模拟系统3。
测试验证平台车身骨架16上还设置有操作控制平台14，在本实施例中，操作控制平台14为控制界面，用于信号输入，数据监测，模拟参数输入等。
采用以上结构，方便模拟参数输入，同时可对数据进行监测。
燃料电池系统2上设置有智能电源变换装置4和燃料电池控制器10。
采用以上结构，燃料电池控制器10可接受can总线信息，控制燃料电池系统2工作，控制智能电源变换装置4工作，智能电源变换装置4可将燃料电池系统2输出的电压提升至整车电压平台，同时通过继电器的控制分配，给燃料电池系统2中辅助零部件的供电，同时给智能配电装置5供电。
燃料电池系统2和路面状态模拟系统3位于测试验证平台车身骨架16的后端。
车载氢系统1位于测试验证平台车身骨架16的顶端，且车载氢系统1上还设置有氢系统管理控制器11。
采用以上结构，更加接近车辆的实际布置情况，具有更好的还原度。
在本实施例中，电网8可接受来自电子负载7的电能，供实验室其他设备使用，节约能源。
在本实施例中，通讯网络给予can通讯网络，在测试台上建立于整车相同的canh和canl网络，整车控制器9、燃料电池系统控制器10、氢管理控制器11通过can通讯网络传递信息。
在本实施例中，调压系统102采用电动调压阀，调压压力范围广，适应性强。
在另一实施例中，整车控制器9、燃料电池系统控制器10、氢系统管理控制器11可集成一体。
储能系统6不仅仅局限于高放电倍率锂离子电池、高电量小充放电倍率电池、高充放电倍率镍氢电池等可用于储能的装置。
电子负载7不仅仅局限于回馈式电子负载，也可使用可调负载大小的装置。
本发明的工作原理：整车控制器9发出开机状态命令，氢管理控制器11控制车载氢系统释放氢气燃料，同时燃料电池系统控制器10控制燃料电池系统2运行产生电能，控制智能电源变换装置4转变电压并分配给燃料电池系统2和智能配电装置5；整车控制器9会根据不同试验路况实时调节电子负载所需功率状态。电子负载7需求功率＜燃料电池系统2输出功率时，智能配电装置5会将多余的电量储存在储能系统6中；电子负载7需求功率≥燃料电池系统2输出功率时，燃料电池系统2和储能系统6通过智能配电装置5同时输出电能给电子负载7；燃料电池系统2产生的热量通过散热器13交换到空气中。整车控制器9发出开机状态命令，路面状态模拟系统3会按照预设的不同路况进行加速路面状态模拟。
为全面适配燃料电池系统2，本客车车载燃料电池系统测试验证台架做了以下优化：
a、在测试台架上分别布置了顶置及侧置散热系统，为满足不同厂家对于散热系统布置的要求，同时预留固定安装点，方便替换厂家自带产品；
b、车载氢系统1搭载的调压系统102，在本实施例中，调压系统102出口压力分别为2.8±0.5bar和0.8-1.5mpa两种形式，达到减压压力的同时能满足最大功率需求，可适配目前市面上所有的燃料电池产品；
c、用于搭载燃料电池系统的路面状态模拟测试台尽可能大的预留空间，降低不同燃料电池系统2对尺寸敏感的要求，在本实施例中，空气供给系统需与燃料电池模块集成后固定于路面模拟测试台上；
d、测试台搭载和整车状态一致的高压配电系统，配有标准的高压配电平台，满足不同燃料电池系统产品测试需求。
用路面状态模拟测试台模拟燃料电池车行驶运动状态包括颠簸、振动、倾斜等，对燃料电池系统水热管理造成影响，从而在测试中体现出路面状态对燃料电池系统的影响。在本实施例中，还可通过加速测试的方法尽快验证燃料电池系统的可靠性及性能的稳定性。
用回馈式电子负载替换机械动力传动系统，不需要布置整车电机电控、质量飞轮、测功机产品，从而降低测试台架建造难度及施工成本。
使用过程中无机械旋转部件，极大改善测试人员的工作环境。
基于现有的燃料电池车辆进行燃料电池系统2布置，准确反映实车布置状态对燃料电池系统2的影响。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
1.一种客车车载燃料电池系统测试验证台架，包括测试验证平台车身骨架、电子负载和直流电源，直流电源与电子负载电相连，其特征在于，所述的测试验证平台车身骨架上通过路面状态模拟系统设置有燃料电池系统，燃料电池系统与电子负载电相连，所述的测试验证平台车身骨架上设置有车载氢系统和散热系统。
2.根据权利要求1所述的客车车载燃料电池系统测试验证台架，其特征在于，所述的散热系统包括顶置散热器和侧置散热器，顶置散热器设置在测试验证平台车身骨架的上端，侧置散热器设置在测试验证平台车身骨架的下端，测试验证平台车身骨架上还设置有用于模拟车辆行驶过程中风量的风机，风机位于顶置散热器的正前方。
3.根据权利要求1所述的客车车载燃料电池系统测试验证台架，其特征在于，所述的车载氢系统包括储氢容器、调压系统和加氢口装置，储氢容器、调压系统和加氢口装置均固定在测试验证平台车身骨架上，且储氢容器、调压系统、加氢口装和燃料电池系统之间通过管路相连通，储氢容器上设置有集成瓶口阀和瓶尾阀。
4.根据权利要求1所述的客车车载燃料电池系统测试验证台架，其特征在于，所述的测试验证平台车身骨架上设置有储能系统，储能系统包括电池管理系统和电池组，电池管理系统和电池组均设置在测试验证平台车身骨架上。
5.根据权利要求4所述的客车车载燃料电池系统测试验证台架，其特征在于，所述的储能系统放置在测试验证平台车身骨架的下半部分。
6.根据权利要求5所述的客车车载燃料电池系统测试验证台架，其特征在于，所述的测试验证平台车身骨架上设置有整车控制器和智能配电装置，整车控制器分别与智能配电装置、电子负载、储能系统和路面状态模拟系统电相连。
7.根据权利要求1-6所述的客车车载燃料电池系统测试验证台架，其特征在于，所述的测试验证平台车身骨架上还设置有操作控制平台。
8.根据权利要求1-6所述的客车车载燃料电池系统测试验证台架，其特征在于，所述的燃料电池系统上设置有智能电源变换装置和燃料电池控制器。
9.根据权利要求1所述的客车车载燃料电池系统测试验证台架，其特征在于，所述的燃料电池系统和路面状态模拟系统位于测试验证平台车身骨架的后端。
10.根据权利要求3所述的客车车载燃料电池系统测试验证台架，其特征在于，所述的车载氢系统位于测试验证平台车身骨架的顶端，且车载氢系统上还设置有氢系统管理控制器。
技术总结