燃料电池车热平衡测试装置及测试方法

摘要

本发明涉及一种燃料电池车热平衡测试装置及测试方法。所述测试装置采用整车控制器CAN总线、解析器、电流传感器、电压传感器、温度传感器、压力传感器、流量传感器、风速传感器和数采模块，同步采集车辆乘员舱、电堆、冷却水泵、散热器、加热器、电池、电机及控制器等关键部件的电流、电压、温度、压力、流量、风速等关键信号，同时还可采集环境仓和底盘测功机的信号，信号采集全面可靠，可用于燃料电池车高温热平衡测试与研发验证。该测试装置采用CAN数据，有效解决了车辆某些热管理测试关键信号获取困难的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及新能源车领域，具体而言，涉及一种燃料电池车热平衡测试装置及测试方法。

背景技术

燃料电池车由于其节能、低碳环保等优点，已成为当前研究的热点，燃料电池车的高温环境适应性已成为车辆开发和测试的关键性能之一，尤其是燃料电池车在高温、低温等恶劣环境下的热平衡性能对于车辆的性能、安全和寿命具有决定性影响。如果开发设计不合理，会造成燃料电池部件损坏，影响车辆驾乘舒适性，甚至出现安全隐患。燃料电池车热平衡测试部件涉及范围广，需求信号多，包含燃料电池系统、动力电池系统、驱动系统、空调系统等部件，并且燃料电池车系统结构复杂，整车布置紧凑，传感器布置难度高，关键信号获取困难，因此急需开发一种可靠的燃料电池车高温热平衡测试装置，从而为分析整车热平衡性能提供重要参考。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池车热平衡测试装置及测试方法，以解决现有技术中存在的无法可靠地对燃料电池车进行热平衡测试和分析的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种燃料电池车热平衡测试装置，包括整车控制器CAN总线、解析器、电流传感器、电压传感器、温度传感器、压力传感器、流量传感器、风速传感器、数采模块、上位机、环境仓和底盘测功机，所述环境仓用于提供测试环境，所述底盘测功机用于提供模拟道路行驶工况；

所述解析器分别与所述整车控制器CAN总线和所述数采模块相连，所述解析器用于获取并解析整车控制器CAN总线上的信号，然后将解析信号输出到数采模块；

所述解析器采用模拟车辆诊断仪获取数据的方式，访问整车控制器，获取整车控制器CAN总线上的信号，然后与车辆诊断仪获取的整车控制器CAN总线上的信号进行对比，确定解析系数和偏移量，经过计算得到解析信号；

所述数采模块还分别与所述电流传感器、电压传感器、温度传感器、压力传感器、流量传感器、风速传感器、环境仓和底盘测功机相连，所述数采模块用于获取所述电流传感器、电压传感器、温度传感器、压力传感器、风速传感器、环境仓和底盘测功机的信号；

所述数采模块还与所述上位机相连，所述数采模块用于将采集到的数据上传至上位机，所述上位机用于显示接收到的数据，并对接收到的数据进行处理。

作为进一步优选的技术方案，所述整车控制器CAN总线包括以下信号：车速、加速踏板开度、制动踏板开度、挡位、电机转速、电机扭矩、电池SOC、空压机转速、空压机温度、氢罐温度、氢罐压力、剩余氢气状态、供氢阀开关状态、电堆启停状态、电堆水泵转速和冷却风扇转速。

作为进一步优选的技术方案，所述数采模块上平行设置有CAN接口、电压接口、电流接口、温度接口、压力接口、流量接口和风速接口。

作为进一步优选的技术方案，所述电流传感器设置于电堆输出端、动力电池输出电缆、DCDC高压端输出电缆、MCU输入电缆、BPCU输入电缆、冷却风扇输入电缆、电堆加热器电缆或空调压缩机输入电缆中的至少一处，所述电流传感器与所述电流接口相连；

优选地，所述电压传感器设置于动力电池输出端、DCDC高压输出端或电堆电压输出端中的至少一处，所述电压传感器与所述电压接口相连；

优选地，所述温度传感器设置于电堆系统、动力系统或乘员舱中的至少一处，所述温度传感器与所述温度接口相连；

优选地，电堆系统中设置温度传感器的位置包括：电堆进水口、电堆出水口、电堆加热器出水口、空压机进水口、空压机出水口、去离子器进水口、去离子器出水口、电堆水泵进水口、电堆水泵出水口、电堆散热器进水口、电堆散热器出水口、风冷电池进水口、风冷电池出水口、液冷电池进水口、液冷电池出水口或电池外壳中的至少一个；

优选地，动力系统中设置温度传感器的位置包括：电机进水口、电机出水口、MCU进水口、MCU出水口、动力电池进水口、动力电池出水口、空调压缩机进水口、空调压缩机出水口、水泵进水口、水泵出水口、散热器进水口或散热器出水口中的至少一个；

优选地，乘员舱中设置温度传感器的位置包括：蒸发器、冷凝器、主副驾驶空调出风口、副驾驶空调出风口、后排空调出风口、主驾驶头部左右两侧、主驾驶脚部、副驾驶、后排座椅头部左右两侧、后排座椅胸部或后排座椅脚部中的至少一个。

作为进一步优选的技术方案，所述压力传感器设置于电堆系统和/或动力系统中，所述温度传感器与所述压力接口相连；

优选地，电堆系统中设置压力传感器的位置包括：电堆进水口、电堆出水口、电堆加热器出水口、空压机进水口、空压机出水口、去离子器进水口、去离子器出水口、电堆水泵进水口、电堆水泵出水口、电堆散热器进水口或电堆散热器出水口中的至少一个；

优选地，动力系统中设置压力传感器的位置包括：MCU进水口、MCU出水口、动力电池进水口、动力电池出水口、空调压缩机进水口、空调压缩机出水口、水泵进水口、水泵出水口、散热器进水口或散热器出水口中的至少一个；

优选地，所述流量传感器设置于电堆冷却水泵出水口、电堆出水口、电堆散热器出水口、电堆加热器出水口、空调芯体出水口、动力系统冷却水泵出水口、MCU出水口、动力电池出水口或DCDC出水口中的至少一处，所述流量传感器与所述流量接口相连；

优选地，所述风速传感器设置于电堆散热器或动力系统散热器处，所述风速传感器与所述风速接口相连。

作为进一步优选的技术方案，所述环境仓内设有温度传感器、湿度传感器和氢气浓度传感器；

优选地，所述底盘测功机上设置有扭矩传感器和车速传感器；

优选地，所述上位机设置于后排座上。

第二方面，本发明提供了一种燃料电池车热平衡测试方法，采用上述的燃料电池车热平衡测试装置进行热平衡测试，包括以下步骤：

S1、根据燃料电池车型特征，制定各传感器的布置方案，制定测试大纲；

S2、布置各传感器，进行数据联调；

S3、根据测试大纲开展整车热平衡试验；

S4、试验数据审查，若出现数据异常，则停止试验，重新调试测试装置，直至试验数据审查正常；

S5、若试验数据审查正常，则进行热平衡性能分析和预测。

作为进一步优选的技术方案，所述测试大纲包括：在高温环境或低温环境下充分浸车后，进行怠速测试0.5h～1.5h，进行140km/h或最大车速匀速测试0.5h～1.5h，在100-120km/h车速和3°～5°坡度下匀速测试0.5h～1.5h，在40-60km/h车速和10°～15°坡度下测试0.5h～1.5h，连续多组急加速减速测试，典型循环工况测试，每次测试之间应至间隔1h以上，以保证车辆浸车。

作为进一步优选的技术方案，所述高温环境的温度为35～60℃；

优选地，所述低温环境的温度为-30～-10℃；

优选地，所述急加速减速测试为：车辆从车速0急加速到100km/h再急减速至0；

优选地，所述急加速减速测试进行10组以上；

优选地，所述典型循环工况测试包括CLTC-P工况测试和/或NEDC工况测试。

作为进一步优选的技术方案，S5中，采用BP神经网络算法进行热平衡性能分析和预测；

优选地，所述BP神经网络算法包括建立热平衡温度与测量参数的BP神经网络模型，设定神经网络模型的输入层节点数为M，M为热平衡温度相关因素的数量，所述热平衡温度相关因素包括车速、加速踏板开度、环境温度或道路坡度；设定输出节点数为L，L为热平衡温度以及相关控制因素数量，所述相关控制因素包括散热量、风扇转速或水泵转速；设定隐含层层数为N1，N1为1或2，每层的节点数N2，N2为5或6；利用MATLAB建立三层或四层BP神经网络模型并进行训练，设置训练目标为0.01；选择正切S形tansig函数作为输入层到隐含层的激励函数，选择purelin函数作为隐含层到输出层的激励函数，设定训练次数为100次，学习速率为0.01；经过训练后，网络模型成功收敛至所述训练目标，此时BP神经网络模型训练完成。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的燃料电池车热平衡测试装置采用整车控制器CAN总线、解析器、电流传感器、电压传感器、温度传感器、压力传感器、流量传感器、风速传感器和数采模块，同步采集车辆乘员舱、电堆、冷却水泵、散热器、加热器、电池、电机及控制器等关键部件的电流、电压、温度、压力、流量、风速等关键信号，同时还可采集环境仓和底盘测功机的信号，信号采集全面可靠，可用于燃料电池车高温热平衡测试与研发验证。

该测试装置采用CAN数据，有效解决了车辆某些热管理测试关键信号获取困难的问题。通过同步采集动力CAN数据、各传感器数据、电压传感器数据、底盘测功机数据和环境仓数据，有利于车辆测试数据综合分析，分析关键涉氢部件的运行状态和发热量的瞬态过程。上位机能够自动计算各部件的实时电耗、发热量、散热量，提高了数据分析效率。

现有的车辆诊断仪仅能够从外部获取车辆数据，无法将数据传递到数采模块，本发明创造性的采用解析器模拟车辆诊断仪获取数据的方式，来获取并解析整车控制器CAN总线上的信号，并进一步将解析后的信号输出到数采模块，方便、快捷、准确。

本发明提供的燃料电池车热平衡测试方法采用上述测试装置进行测试，首先根据燃料电池车的车型特征，制定相应的各传感器的布置方案，制定试验大纲，然后按布置方案和大纲进行相应组件的布置和试验，开展试验后，先进行试验数据审查，出现数据异常现象则停止试验，重新调试测试装置，直至试验数据审查正常，若试验数据审查正常，则进行热平衡性能分析和预测。该测试方法至少具有与上述测试装置相同的优势，可全面监控燃料电池车的热平衡状态，提高燃料电池车热平衡测试的可靠性。

进一步地，常规的热平衡性能测试中由于测试装置的限制，所采集的数据种类和数据量均较少，采用BP神经网络算法会导致较大的误差。而本发明中由于采用了特定的测试装置，能够采集到的种类多样且数据量较大的数据，再采用BP神经网络算法进行热平衡性能分析和预测，准确性和可靠性均较高。

进一步地，本发明中BP神经网络模型的构建科学合理，模型准确可靠，在上述BP神经网络模型训练完成后，可根据此模型，输入预测工况的相关参数，预测此时的热平衡温度以及相关部件的控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例1中燃料电池车热平衡测试装置的结构示意图；

图2是实施例1中温度传感器、压力传感器和流量传感器在电堆系统中的安装示意图；

图3是实施例1中温度传感器、压力传感器和流量传感器在动力系统中的安装示意图；

图4是实施例1中温度传感器在乘员舱中的安装示意图；

图5是实施例1中电流传感器和电压传感器的安装示意图；

图6为实施例2中燃料电池车热平衡测试方法流程图。

图标：H2-氢气传感器；T0-环境仓温度传感器；H-湿度传感器；EC-环境仓；D-底盘测功机；T-温度传感器；P-压力传感器；F-流量传感器；W-风速传感器；V-电压传感器；I-电流传感器；C-整车控制器CAN总线；DA-数采模块；PC-上位机；CH-解析器；P1-电堆入水口压力传感器；T1-电堆入水口温度传感器；T2-电堆出水口温度传感器；P2-电堆出水口压力传感器；F2-电堆出水口流量传感器；P3-空气压缩机入水口压力传感器；T3-空气压缩机入水口温度传感器；T4-空气压缩机出水口温度传感器；P4-空气压缩机出水口压力传感器；F4-空气压缩机出水口流量传感器；P5-电堆加热器入水口压力传感器；T5-电堆加热器入水口温度传感器；T6-电堆加热器出水口温度传感器；P6-电堆加热器出水口压力传感器；F6-电堆加热器出水口流量传感器；P7-去离子器入水口压力传感器；T7-去离子器入水口温度传感器；T8-去离子器出水口温度传感器；P8-去离子器出水口压力传感器；F8-去离子器出水口流量传感器；P9-电堆水泵入水口压力传感器；T9-电堆水泵入水口温度传感器；T10-电堆水泵出水口温度传感器；P10-电堆水泵出水口压力传感器；F10-电堆水泵出水口流量传感器；P11-电堆散热器入水口压力传感器；T11-电堆散热器入水口温度传感器；W11-电堆散热器风速传感器；T12-电堆散热器出水口温度传感器；P12-电堆散热器出水口压力传感器；F12-电堆散热器出水口流量传感器；P13-其他电堆相关部件入水口压力传感器；T13-其他电堆相关部件入水口温度传感器；T14-其他电堆相关部件出水口温度传感器；P14-其他电堆相关部件出水口压力传感器；F14-其他电堆相关部件出水口流量传感器；p1-电机入水口压力传感器；t1-电机入水口温度传感器；t2-电机出水口温度传感器；p2-电机出水口压力传感器；f2-电机出水口流量传感器；p3-MCU入水口压力传感器；t3-MCU入水口温度传感器；t4-MCU出水口温度传感器；p4-MCU出水口压力传感器；f4-MCU出水口流量传感器；p5-动力电池入水口压力传感器；t5-动力电池入水口温度传感器；t6-动力电池出水口温度传感器；p6-动力电池出水口压力传感器；f6-动力电池出水口流量传感器；p7-水泵入水口压力传感器；t7-水泵入水口温度传感器；t8-水泵出水口温度传感器；p8-水泵出水口压力传感器；f8-水泵出水口流量传感器；p9-空调压缩机入水口压力传感器；t9-空调压缩机入水口温度传感器；t10-空调压缩机出水口温度传感器；p10-空调压缩机出水口压力传感器；f10-空调压缩机出水口流量传感器；p11-散热器入水口压力传感器；t11-散热器入水口温度传感器；w11-散热器风速传感器；t12-散热器出水口温度传感器；p12-散热器出水口压力传感器；f12-散热器出水口流量传感器；p13-其他动力系统部件入水口压力传感器；t13-其他动力系统部件入水口温度传感器；t14-其他动力系统部件出水口温度传感器；p14-其他动力系统部件出水口压力传感器；f14-其他动力系统部件出水口流量传感器；I1-MCU电流传感器；I2-动力电池电流传感器；I3-电堆电流传感器；I4-电堆加热器电流传感器；I5-冷却风扇电流传感器；I6-电堆水泵电流传感器；I7-空调PTC电流传感器；I8-DCDC电流传感器；U2-动力电池电压传感器；U3-电堆电压传感器；U8-DCDC电压传感器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例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的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种燃料电池车热平衡测试装置，包括整车控制器CAN总线C、解析器CH、电流传感器I、电压传感器V、温度传感器T、压力传感器P、流量传感器F、风速传感器W、数采模块DA、上位机PC、环境仓EC和底盘测功机D；环境仓EC用于提供测试环境，底盘测功机D用于提供模拟道路行驶工况；

解析器CH分别与整车控制器CAN总线C和数采模块DA相连，所述解析器用于获取并解析整车控制器CAN总线上的信号，然后将解析信号输出到数采模块；

所述解析器采用模拟车辆诊断仪获取数据的方式，访问整车控制器，获取整车控制器CAN总线上的信号，然后与车辆诊断仪获取的整车控制器CAN总线上的信号进行对比，确定解析系数和偏移量，经过计算得到解析信号；

数采模块DA还分别与电流传感器I、电压传感器V、温度传感器T、压力传感器P、流量传感器F、风速传感器W、环境仓EC和底盘测功机D相连，所述数采模块用于获取所述电流传感器、电压传感器、温度传感器、压力传感器、风速传感器、环境仓和底盘测功机的信号；

数采模块DA还与上位机PC相连，所述数采模块用于将采集到的数据上传至上位机，所述上位机用于显示接收到的数据，并对接收到的数据进行处理。

上述测试装置采用整车控制器CAN总线、解析器、电流传感器、电压传感器、温度传感器、压力传感器、流量传感器、风速传感器和数采模块，同步采集车辆乘员舱、电堆、冷却水泵、散热器、加热器、电池、电机及控制器等关键部件的电流、电压、温度、压力、流量、风速等关键信号，同时还可采集环境仓和底盘测功机的信号，信号采集全面可靠，可用于燃料电池车高温热平衡测试与研发验证。

该测试装置采用CAN数据，有效解决了车辆某些热管理测试关键信号获取困难的问题。通过同步采集动力CAN数据、各传感器数据、电压传感器数据、底盘测功机数据和环境仓数据，有利于车辆测试数据综合分析，分析关键涉氢部件的运行状态和发热量的瞬态过程。上位机能够自动计算各部件的实时电耗、发热量、散热量，提高了数据分析效率。

现有的车辆诊断仪仅能够从外部获取车辆数据，无法将数据传递到数采模块，本发明创造性的采用解析器模拟车辆诊断仪获取数据的方式，来获取并解析整车控制器CAN总线上的信号，并进一步将解析后的信号输出到数采模块，方便、快捷、准确。

在一种优选的实施方式中，所述数采模块上平行设置有CAN接口、电压接口、电流接口、温度接口、压力接口、流量接口和风速接口。上述“平行设置”是指数据传输功能方面的平行，各接口之间的功能是区别开来的，相互之间没有干扰，而非各接口位置之间是平行的。

可选地，如图1所示，环境仓EC内设置有氢气传感器H2、环境仓温度传感器T0和湿度传感器H，氢气传感器H2、环境仓温度传感器T0和湿度传感器H分别与数采模块DA相连。

在一种优选的实施方式中，所述整车控制器CAN总线包括以下信号：车速、加速踏板开度、制动踏板开度、挡位、电机转速、电机扭矩、电池SOC、空压机转速、空压机温度、氢罐温度、氢罐压力、剩余氢气状态、供氢阀开关状态、电堆启停状态、电堆水泵转速和冷却风扇转速。

在一种优选的实施方式中，所述电流传感器设置于电堆输出端、动力电池输出电缆、DCDC高压端输出电缆、MCU输入电缆、BPCU输入电缆、冷却风扇输入电缆、电堆加热器电缆或空调压缩机输入电缆中的至少一处，所述电流传感器与所述电流接口相连。如图5所示，数采模块分别与MCU电流传感器I1、动力电池电流传感器I2、电堆电流传感器I3、电堆加热器电流传感器I4、冷却风扇电流传感器I5、电堆水泵电流传感器I6、空调PTC电流传感器I7和DCDC电流传感器I8相连。

在一种优选的实施方式中，所述电压传感器设置于动力电池输出端、DCDC高压输出端或电堆电压输出端中的至少一处，所述电压传感器与所述电压接口相连。如图5所示，数采模块分别与动力电池电压传感器U2、电堆电压传感器U3和DCDC电压传感器U8相连。

在一种优选的实施方式中，如图2-4所示，所述温度传感器设置于电堆系统、动力系统或乘员舱中的至少一处，所述温度传感器与所述温度接口相连。

优选地，电堆系统中设置温度传感器的位置包括：电堆进水口、电堆出水口、电堆加热器出水口、空压机进水口、空压机出水口、去离子器进水口、去离子器出水口、电堆水泵进水口、电堆水泵出水口、电堆散热器进水口、电堆散热器出水口、风冷电池进水口、风冷电池出水口、液冷电池进水口、液冷电池出水口或电池外壳中的至少一个。如图2所示，数采模块分别与电堆入水口温度传感器T1、电堆出水口温度传感器T2、空气压缩机入水口温度传感器T3、空气压缩机出水口温度传感器T4、电堆加热器入水口温度传感器T5、电堆加热器出水口温度传感器T6、去离子器入水口温度传感器T7、去离子器出水口温度传感器T8、电堆水泵入水口温度传感器T9、电堆水泵出水口温度传感器T10、电堆散热器入水口温度传感器t11、电堆散热器出水口温度传感器t12和其他电堆相关部件入水口温度传感器T13相连。

优选地，动力系统中设置温度传感器的位置包括：电机进水口、电机出水口、MCU进水口、MCU出水口、动力电池进水口、动力电池出水口、空调压缩机进水口、空调压缩机出水口、水泵进水口、水泵出水口、散热器进水口或散热器出水口中的至少一个。如图3所示，数采模块分别与电机入水口温度传感器t1、电机出水口温度传感器t2、MCU入水口温度传感器T3、MCU出水口温度传感器T4、动力电池入水口温度传感器t5、动力电池出水口温度传感器t6、水泵入水口温度传感器t7、水泵出水口温度传感器t8、空调压缩机入水口温度传感器t9、空调压缩机出水口温度传感器t10、散热器入水口温度传感器t11、散热器出水口温度传感器t12和其他动力系统部件入水口温度传感器t13相连。

如图4所示，乘员舱中设置温度传感器的位置包括：蒸发器、冷凝器、主副驾驶空调出风口、副驾驶空调出风口、后排空调出风口、主驾驶头部左右两侧、主驾驶脚部、副驾驶、后排座椅头部左右两侧、后排座椅胸部或后排座椅脚部中的至少一个。

在一种优选的实施方式中，如图2-3所示，所述压力传感器设置于电堆系统和/或动力系统中，所述温度传感器与所述压力接口相连。

优选地，电堆系统中设置压力传感器的位置包括：电堆进水口、电堆出水口、电堆加热器出水口、空压机进水口、空压机出水口、去离子器进水口、去离子器出水口、电堆水泵进水口、电堆水泵出水口、电堆散热器进水口或电堆散热器出水口中的至少一个。如图2所示，数采模块分别与电堆入水口压力传感器P1、电堆出水口压力传感器P2、空气压缩机入水口压力传感器P3、空气压缩机出水口压力传感器P4、电堆加热器入水口压力传感器P5、电堆加热器出水口压力传感器P6、去离子器入水口压力传感器P7、去离子器出水口压力传感器P8、电堆水泵入水口压力传感器P9、电堆水泵出水口压力传感器P10、电堆散热器入水口压力传感器p11、电堆散热器出水口压力传感器p12、其他电堆相关部件入水口压力传感器P13和其他电堆相关部件出水口压力传感器P14相连。

优选地，动力系统中设置压力传感器的位置包括：MCU进水口、MCU出水口、动力电池进水口、动力电池出水口、空调压缩机进水口、空调压缩机出水口、水泵进水口、水泵出水口、散热器进水口或散热器出水口中的至少一个。如图3所示，数采模块分别与电机入水口压力传感器p1、电机出水口压力传感器p2、MCU入水口压力传感器P3、MCU出水口压力传感器P4、动力电池入水口压力传感器p5、动力电池出水口压力传感器p6、水泵入水口压力传感器p7、水泵出水口压力传感器p8、空调压缩机入水口压力传感器p9、空调压缩机出水口压力传感器p10、散热器入水口压力传感器p11、散热器出水口压力传感器p12、其他动力系统部件入水口压力传感器p13和其他动力系统部件出水口压力传感器p14相连。

在一种优选的实施方式中，所述流量传感器设置于电堆冷却水泵出水口、电堆出水口、电堆散热器出水口、电堆加热器出水口、空调芯体出水口、动力系统冷却水泵出水口、MCU出水口、动力电池出水口或DCDC出水口中的至少一处，所述流量传感器与所述流量接口相连。如图2和图3所示，数采模块分别与电堆出水口流量传感器F2、空气压缩机出水口流量传感器F4、电堆加热器出水口流量传感器F6、去离子器出水口流量传感器F8、电堆水泵出水口流量传感器F10、电堆散热器出水口流量传感器f12、其他电堆相关部件出水口流量传感器F14、电机出水口流量传感器f2、MCU出水口流量传感器F4、动力电池出水口流量传感器f6、水泵出水口流量传感器f8、空调压缩机出水口流量传感器f10、散热器出水口流量传感器f12和其他动力系统部件出水口流量传感器f14相连。

在一种优选的实施方式中，所述风速传感器设置于电堆散热器或动力系统散热器处，所述风速传感器与所述风速接口相连。

在一种优选的实施方式中，所述环境仓内设有温度传感器、湿度传感器和氢气浓度传感器。环境仓可实现-50℃～60℃的温度调节范围，可以实现湿度0％～99％的湿度调节，环境仓内的氢气浓度传感器可探测环境仓内的氢气浓度，若浓度超过一定限值，则触发报警装置，环境仓强制通风，以上各传感器的信号可传输到数采模块上。

在一种优选的实施方式中，所述底盘测功机上设置有扭矩传感器和车速传感器。扭矩传感器和车速传感器的信号可传输到数采模块上。

优选地，所述上位机设置于后排座上。上位机可实时显示数采模块的数据，并且能够实现实时计算各部件的电耗、发热、散热等数据，显示温度、功率、车速等关键信号的变化曲线，此外所述上位机具有数据存储的功能，并且能实现数据后处理的功能。

实施例2

如图6所示，本实施例提供了一种燃料电池车热平衡测试方法，包括以下步骤：

S1、根据燃料电池车型特征，制定各传感器的布置方案，制定测试大纲；

S2、布置各传感器，进行数据联调；

S3、根据测试大纲开展整车热平衡试验；

S4、试验数据审查，若出现数据异常，则停止试验，重新调试测试装置，直至试验数据审查正常；

S5、若试验数据审查正常，则进行热平衡性能分析和预测。

该燃料电池车热平衡测试方法采用上述测试装置进行测试，首先根据燃料电池车的车型特征，制定相应的各传感器的布置方案，制定试验大纲，然后按布置方案和大纲进行相应组件的布置和试验，开展试验后，先进行试验数据审查，出现数据异常现象则停止试验，重新调试测试装置，直至试验数据审查正常，若试验数据审查正常，则进行热平衡性能分析和预测。该测试方法至少具有与上述测试装置相同的优势，可全面监控燃料电池车的热平衡状态，提高燃料电池车热平衡测试的可靠性。

可选地，S1中，掌握车辆动力系统架构，分析燃料电池系统热管理回路及工作模式，动力系统和动力电池的热管理回路及工作模式，分析各传感器布置的可行性，并制定布置方案，分析车辆工作模式，根据所分析的车辆工作模式，制定试验大纲。

在一种优选的实施方式中，所述测试大纲包括：在高温环境或低温环境下充分浸车后，进行怠速测试0.5H～1.5H，进行140km/H或最大车速匀速测试0.5H～1.5H，在100-120km/H车速和3°～5°坡度下匀速测试0.5H～1.5H，在40-60km/H车速和10°～15°坡度下测试0.5H～1.5H，连续多组急加速减速测试，典型循环工况测试，每次测试之间应至间隔1H以上，以保证车辆浸车。

以上测试时间各自独立地典型但非限制性的为0.5H、0.6H、0.7H、0.8H、0.9H、1H、1.1H、1.2H、1.3H、1.4H或1.5H。较高车速典型但非限制性的为100、105、110、115或120km/H。较小坡度典型但非限制性的为3°、4°或5°。较大坡度典型但非限制性的为10°、11°、12°、13°、14°或15°。较低车速典型但非限制性的为40、45、50、55或60km/H。

优选地，所述高温环境的温度为35～60℃。上述温度典型但非限制性的为35、40、45、50、55或60℃。

优选地，所述低温环境的温度为-30～-10℃。上述温度典型但非限制性的为-30、-25、-20、-15或-10℃。

优选地，所述急加速减速测试为：车辆从车速0急加速到100km/H再急减速至0。

优选地，所述急加速减速测试进行10组以上。

优选地，所述典型循环工况测试包括CLTC-P工况测试和/或NEDC工况测试。上述“CLTC-P工况测试”是指中国轻型车行驶工况-乘用车行驶工况；上述“NEDC工况”是指新标欧洲循环工况。

可选地，在S2中，各传感器安装在相应的测试位置，确保不松动、不脱落；然后使用数采模块同步采集各传感器的数据以及动力CAN信号。

可选地，S4中，可通过实时监控热平衡测试数据以及回放采集的数据，检查所采集的数据中是否存在错误帧、传感器数据是否存在停止上传的状况，若出现类似状况，则需要停止试验，重新联调设备，重新补充相应的测试工况，保证BP神经网络算法所需的训练数据准确、无遗漏。

在一种优选的实施方式中，S5中，采用BP神经网络算法进行热平衡性能分析和预测。常规的热平衡性能测试中由于测试装置的限制，所采集的数据种类和数据量均较少，采用BP神经网络算法会导致较大的误差。而本发明中由于采用了特定的测试装置，能够采集到的种类多样且数据量较大的数据，再采用BP神经网络算法进行热平衡性能分析和预测，准确性和可靠性均较高。

可选地，采用BP神经网络算法进行燃料电池系统与动力系统的热平衡温度与车速、加速踏板开度、环境温度、坡度、电堆输出功率、电机输出功率等相关因素的关联性，分析热平衡散热量与水泵转速、风扇转速等相关因素的关联性；并预测不同工况的热平衡温度与相关部件的控制方法。

优选地，所述BP神经网络算法包括建立热平衡温度与测量参数的BP神经网络模型，设定神经网络模型的输入层节点数为M，M为热平衡温度相关因素的数量，所述热平衡温度相关因素包括车速、加速踏板开度、环境温度或道路坡度；设定输出节点数为L，L为热平衡温度以及相关控制因素数量，所述相关控制因素包括散热量、风扇转速或水泵转速；设定隐含层层数为N1，N1为1或2，每层的节点数N2，N2为5或6；利用MATLAB建立三层或四层BP神经网络模型并进行训练，设置训练目标为0.01；选择正切S形TansIg函数作为输入层到隐含层的激励函数，选择PurelIn函数作为隐含层到输出层的激励函数，设定训练次数为100次，学习速率为0.01；经过训练后，网络模型成功收敛至所述训练目标，此时BP神经网络模型训练完成。

上述模型的构建科学合理，模型准确可靠，在上述BP神经网络模型训练完成后，可根据此模型，输入预测工况的相关参数，预测此时的热平衡温度以及相关部件的控制。

进一步的，热量计算方法如下：

Q＝Cp×q×ΔT

Q为t1时刻到t2时刻的产生的热量，单位为J；Cp为冷却液体的比热容，单位为J/Kg℃；q为t1时刻到t2时刻冷却液流量，单位为kg；ΔT为t1时刻到t2时刻的冷却液温度差，单位为℃。

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，或者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。