具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的标记包括：发动机模块1、加热模块2、冷却模块3、冷却液泵4、膨胀水箱5、去离子器6、冷源进口7、冷源出口8、燃料电池发动机11、发动机进口阀12、发动机出口阀13、进口温度传感器14、出口温度传感器15、加热器21、加热器进口阀组22、加热器进口高流量阀22A、加热器进口低流量阀22B、加热器出口阀23、液冷换热器31、风冷换热器32、液冷进口阀组33、液冷进口高流量阀33A、液冷进口低流量阀33B、液冷出口阀34、风冷进口阀35、风冷出口阀36、冷源进口阀组37、冷源进口高流量阀37A、冷源进口低流量阀37B、冷源出口阀38。

实施例基本如附图1所示：包括通过导管连通的发动机模块1、加热模块2、冷却模块3，发动机模块1包括被测的燃料电池发动机，发动机的进口端设有发动机进口阀12和进口温度传感器14，出口端设有发动机出口阀13和出口温度传感器15，燃料电池发动机11的出口端与冷却液泵4进口端连通，导管出冷却液泵4出口端后，分为两条支路L1和L2，L1支路与加热模块2连通后与燃料电池发动机11进口端连通形成加热回路。支路L2与冷却模块3连通后与燃料电池发动机11进口端连通形成冷却回路。

加热模块包括加热装置、加热回路控制装置、加热回路流量装置，加热装置用于为进入加热模块2的冷却液加热，在本实施例中，加热装置为加热器21，其进口端与冷却液泵4连通，出口端与燃料电池发动机11的进口端连通；加热回路控制装置用于控制加热回路的通断，在本实施例中，加热回路控制装置为加热器出口阀23，具体为电磁阀，设于加热装置的出口端，加热回路流量装置用于控制冷却液进入加热模块的冷却液流量，在本实施例中，加热回路流量装置为加热器进口阀组22，设于加热器21的进口端，包括并联的加热器进口高流量阀22A、加热器进口低流量阀22B，加热器进口高流量阀22A的可调流量和量程范围大于加热器进口低流量阀22B的可调流量和量程范围。

冷却模块3包括风冷模块和液冷模块，导管在冷却模块3中再分为两条支路L21和L22，支路L21与风冷模块连通后与燃料电池发动11的进口端连通形成风冷回路，支路L22与液冷模块连通后与燃料电池发动11的进口端连通形成液冷回路，风冷回路和液冷回路并联。

风冷模块包括风冷装置、风冷控制装置和风冷流量装置、风冷控制装置和风冷流量装置，在本实施例中，风冷装置用于为冷却液进行风冷降温，为风冷换热器32，具体包括可调节风速的风扇，风冷控制装置为风冷出口阀36，具体为电磁阀，设于风冷换热器32的出口端，用于控制风冷回路的通断，风冷流量装置为风冷进口阀35，具体为单个调节阀，用于控制冷却液流入风冷装置的流量。

液冷模块包括液冷装置、液冷控制装置、液冷流量装置。在本实施例中，液冷装置为液冷换热器31，包括热测、冷侧、冷源控制装置、冷源流量装置，其中热侧连通在液冷回路中，液冷控制装置用于为液冷出口阀34，具体为电磁阀，设于热侧的出口端，用于控制液冷回路的通断，液冷流量装置为液冷进口阀组33，用于控制冷却液在液冷回路中的流量，设于热侧的进口端，包括并联的液冷进口高流量阀33A和液冷进口低流量阀33B，液冷进口高流量阀33A的可调流量和量程范围大于液冷进口低流量阀33B的可调流量和量程范围。

冷侧的进口端通过导管连通有冷源进口7，出口端连通有冷源出口8，外部的冷源从冷源进口7流入冷侧，经冷侧换热后从冷源出口8流出，形成冷源支路。液冷控制装置用于控制冷源支路的开断，在本实例中，冷源控制装置为冷源出口阀38，设于冷侧的出口端，为电磁阀。冷源流量装置用于控制冷源支路中的冷源流量，在本实施例中，冷源流量装置为冷源进口阀组37，设于冷源的进口端，包括并联的冷源进口高流量阀37A以及冷源进口低流量阀37B，冷源进口高流量阀37A的可调流量和量程范围大于冷源进口低流量阀22B的可调流量和量程范围。

燃料电池发电机的进口端还连接有膨胀水箱5，用于对回路中的冷却液进行补给，并平衡冷却液因温度、压力等因素发生的体积变化；以及去离子器6，用于对各个回路及管道阀门的金属离子析出产生的离子杂质进行吸附脱除，使冷却液导电率处于合理范围。

还包括有上位机，上位机与发动机进口温度传感器14、出口温度传感器15、加热器21、加热器进口阀组22、加热器出口阀23、风冷换热器32、液冷进口阀组33、液冷出口阀组34、风冷进口阀35、冷风出口阀36、冷源进口阀组37、冷源出口阀38均电连接。

上位机包括模式选择模块、温度获取模块、温度判断模块、系统控制模块，系统控制模块包括通断控制模块、装置控制模块以及流量控制模块。

模式选择模块用于选择工作模式，并发送出该工作模式的操作指令，工作模式包括中高功率冷机启动测试模式、中高功率热机启动测试模式、低功率稳态测试模式、低功率快速加减载测试模式以及高功率快速加减载测试模式；

温度获取模块用于获取进口温度传感器和出口温度传感器检测到的进口温度和出口温度；

温度判断模块预设有各个工作模式下的进口温度的进口阈值，出口温度的出口阈值，并判断当前工作模式的进口温度与进口阈值的关系，出口温度与出口阈值的关系；

通断控制模块用于根据所选择的工作模式，对加热器出口阀23、液冷出口阀34、风冷出口阀36以及冷源出口阀38发送控制指令，通过控制各个出口阀的开闭，在不同的工作模式下控制加热回路、风冷回路、液冷回路、冷源支路的通断。

装置控制模块用于根据当前工作模式进口阈值与进口温度的关系，出口阈值与出口温度的关系，向加热器21、风冷换热器32以及液冷换热器31发送控制指令，具体的，通过控制加热器21的开启与关闭，控制是否对冷却液进行加热；控制风冷换热器32中风速的转速，控制风冷回路中对冷却液进行冷却的效率，控制液冷换热器中，冷源出口阀38的开闭，控制是否对液冷回路中的冷却液进行液冷冷却，控制冷源进口阀组的开启控制外部的冷源流入冷侧的流量从而控制对液冷回路中冷却液进行液冷冷却的效率。

流量控制模块，用于根据当前工作模式的进口阈值与进口温度的关系，出口阈值与出口温度的关系，加热器进口阀组22、液冷进口阀组33、风冷进口阀35、冷源进口阀组37发送控制指令，通过控制各个进口阀组或进口阀的开度，控制冷却液在加热回路、风冷回路、液冷回路、冷源支路中的流量。

加热器进口阀组22、液冷进口阀组33、冷源进口阀组37通过两个并联的调节阀，能精准地对流量进行宽范围的调节，其具体的工作逻辑如图2所示：

高流量阀主要用于对大流量进行粗调，由于高流量阀的可调流量大，量程范围大，使得在交底流量区(在本实施中，对应开度D﹤20％)和加高流量区(在本实施例中，对应开度D﹥80％)调节时的精度收到限制，因此此时通过低流量阀配合高流量阀进行流量全范围的精确调控，当对流量进行调控时，高流量阀根据检测到的出口温度或进口温度与对应的出口阈值或进口阈值的关系，控制开度在20％至80％的范围内调节，当高流量阀的开度D﹤20％时，调节低流量阀开度减小，否则低流量阀的开度维持，当高流量阀的开度D﹥80％，调节低流量阀开度增大，否则低流量调节阀的开度维持，并在未收到关机指令前维持该流程。从而实现了对流量的精准调控。

系统控制模块在各个工作模式下的运行情况具体如下：

模式一：中高功率冷机启动测试模式

该工作模式的控制方法具体逻辑如图3所示，该模式所测试的燃料电池发动机的热负荷为中高功率，并不对发动机做热机启动要求，即发动机启动过程由发动机自身产热自然升温，不需要借助于外界补充热量，因此在冷机启动的过程中，加热模块2、风冷模块、液冷模块均不工作，因此控制加热器出口阀23关闭、加热器21关闭，保证加热回路中没有冷却液流通；风冷出口阀36关闭、风冷换热器32关闭，保证风冷回路中无冷却液流通；液冷出口阀34开启，冷源出口阀38关闭，保证液冷回路中有冷却液流通，冷源支路中没有外部冷源流通，此时虽然液冷回路中有冷却液流通，但是冷源支路没有外部冷源流通，即液冷换热器31并未工作，所以并未对液冷回路中的冷却液进行冷却处理，燃料电池发动机11自然升温，出口温度传感器15实时检测出流出燃料电池发动机11的冷却液的出口温度，并反馈给上位机。而当出口温度等于出口阈值时，则说明燃料电池发动机11启动完成，此时开启冷源出口阀38，使冷源支路中有外部冷源中有冷源流通，即液冷换热器31开始对液冷回路中冷却液进行冷却处理。而当出口温度大于出口阈值时，控制冷源进口阀组37的开度增大，从而使冷源支路中的外部冷源流量更大，使得冷却效率更高，因此检测到的出口温度会逐渐降低，而当检测到的出口温度小于出口阈值时，控制冷源进口阀组37的开度减小，从而使冷源支路中的外部冷源流量更小，使得冷源效率更低，因此检测到的出口温度也会逐渐上升，并在未收到关机指令前持续循环。通过控制外部冷源的流量保证了燃料电池发动机11在冷机启动后的工作温度处于合理范围内。

模式二：中高功率热机启动测试模式

该工作模式的控制方法具体逻辑如图4所示，该模式所测的燃料电池发动机11的热负荷为中高功率，同时要求外部对燃料电池发动机11提供热量，即要求加热器21对冷却液进行加热。因此在该模式下，首先控制加热器出口阀23开启，保证加热回路中有冷却液流通，加热器21开启，保证对加热回路中的冷却液进行加热。风冷出口阀36关闭，保证风冷回路中没有冷却液流通；液冷出口阀34关闭，保证液冷回路中没有冷却液流通。即此时仅加热回路开通，并且加热器21对加热回路中的冷却液加热，从而帮助燃料电池发动机11快速升温。出口温度传感器15实时检测流出燃料电池发动机11的冷却液的出口温度，当出口温度大于出口阈值时，控制加热器21关闭，当出口温度小于出口阈值时控制加热器21开启，进一步循环，直至收到中高功率热机启动完成指令，进入模式一所述的状态，并在未收到关机指令前持续循环。

模式三：低功率稳态测试模式

该工作模式的控制方法具体逻辑如图5所示，当前模式下所处的燃料电池发动机11的热负荷为低功率，并处于稳定测试状态，该模式下控制风冷出口阀36开启，保证风冷回路中有冷却液流通，控制风冷换热器32开启，保证对风冷回路中的冷却液风冷冷却，控制加热器出口阀23关闭，保证加热回路中没有冷却液流通，控制液冷出口阀34和冷源出口阀38关闭，保证液冷回路中没有冷却液流通。从而只有风冷回路形成闭环，由于只开通了风冷回路，使得回路中的冷却液流通量减小，有利于提高冷却液的温度响应速率，增加小功率换热的温度性。出口温度传感器15实施检测冷却液流出燃料电池发动机11后的出口温度，当出口温度小于温度阈值时，控制风冷换热器32中的风扇转速减小，风量减小，因此对风冷回路中的冷却液的冷却效率降低，检测到的出口温度会逐渐上升，趋近于出口阈值。当检测到的出口温度大于出口阈值时，控制风冷换热器32中的风速转速加快，风量增大，因此对风冷回路中的冷却液的冷却效率升高，检测到的出口降低，趋近出口阈值，并在未收到关机指令前持续循环。从而保证燃料电池发动机11在低功率稳态测试时工作温度处于合理范围内。

模式四：低功率快速加减载测试模式

该工作模式的控制方法具体逻辑如图6所示，该模式下所处的燃料电池发动机11的热负荷为低功率，该模式下，需要风冷回路和加热回路同时开通。因为当发动机快速加载或快速降载时，如果只依赖风冷换热器32，冷却液升温或降温容易在变载过程中产生温度响应迟滞，同时会有较大的过冲，造成温度不稳定，因此，在该模式在，控制加热器出口阀23开启，保证加热回路中有冷却液流通。控制风冷出口阀36开启，保证风冷回路中有冷却液流通，然后从两个方面对冷却液的温度进行调控。一方面，出口温度传感器15实时检测流出燃料电池发动机11后的冷却液的出口温度，当检测到的出口温度小于出口阈值时，控制风冷换热器32的风扇转速减小，风量减小，风冷换热器对冷却液的冷却效率降低，检测到的出口温度会逐渐升高，趋近于出口阈值，当检测到的出口温度大于出口阈值，控制风冷换热器32的风扇转速增大，风量增大，风冷换热器对冷却液的冷却效率提高，检测到的出口温度也会提高，趋近于出口阈值。另一方面，进口温度传感器14实时检测流入燃料电池发动机11前的冷却液的进口温度，当进口温度小于进口阈值时，控制加热器21启动，对流经的冷却液加热，检测到的进口温度会逐渐升高，趋于进口阈值，当检测到的进口温度大于进口阈值时，控制加热器21关闭，并在未收到关机指令前持续循环。通过实施调节加热器21和风冷换热器32中的风扇的转速，提高了低功率加减载过程的温度响应速率，避免较大的过冲量，使发动机工作温度较为平稳。

模式五：高功率快速加减载测试模式

该工作模式的控制方法具体逻辑如图7所示，该模式所测燃料电池发动机11的热负荷为高功率，该模式下，需要风冷制冷回路和液冷回路同时工作，因为当发动机快速加载或减载时，如果只依赖于水冷换热器，冷却液升温或降温容易在变载过程发送温度响应迟滞，同时会有较大的过冲，造成温度不稳定。因此在高功率快速加载或降载的过程中使风冷回路和液冷回路均开通，形成闭环。控制液冷出口阀34开启，保证液冷回路中有冷却液流通，控制风冷出口阀36开启，保证风冷回路中有冷却液流通。并从两个方面对冷却液的温度进行调控，当出口温度传感器15检测到的出口温度小于出口阈值时，控制风冷换热器32的风扇转速减小，风量减小，流经其的冷却液散热量减少，检测到的出口温度会逐渐降低，趋近于出口阈值，当检测到的出口温度大于出口阈值时，控制风冷换热器32的风扇转速增大，风量增大，流经其的冷却液散热量增大，检测到的出口温度会逐渐上升，趋近于出口阈值。另一方面当进口温度传感器14检测到的进口温度小于进口阈值时，控制冷源进口阀组37的开度减小，因此流进液冷换热器31的冷却液的散热率降低，检测到的进口温度会上升，趋近于进口阈值，当检测到的进口温度大于进口阈值时，控制液冷进口阀组33开度增加，流进液冷换热器31的冷却液的散热率增加，检测到的进口温度下降，趋近于设定值，并在未收到关机指令前持续循环。通过实时控制冷源进口阀37的开度和风扇转速，提高加减载过程的温度响应速率，避免较大的过冲量，使得发动机在高功率加减载测试时工作温度处于稳定。

本发明还公开了一种多模式燃料电池测试台热管理系统的控制方法，使用了上述的一种多模式燃料电池测试台热管理系统，包括以下步骤：

模式设定步骤：设定系统的工作模式；

温度获取步骤：获取燃料电池发动机进口端的进口温度和出口端的出口温度；

温度判断步骤：根据当前模式预设的进口阈值和出口阈值，判断进口温度和进口阈值的关系，出口温度和出口阈值的关系；

通断控制步骤：根据所选择的工作模式，控制各个回路的通断；

效率控制步骤：根据进口温度和进口阈值的关系，出口温度与出口阈值的关系，控制加热装置和冷却装置的工作模式以及加热回路和液冷回路中的冷却液流量。

所述通断控制步骤包括以下步骤：

步骤一：确定工作模式，所述工作模式包括中高功率冷机启动测试模式、中高功率热机启动测试模式、低功率稳态测试模式、低功率快速加减载测试模式以及高功率快速加减载测试模式；

步骤二：在工作模式为中高功率冷机启动测试模式时，控制加热回路和风冷回路关闭，液冷回路及冷源支路开通；

步骤三：在工作模式为中高功率热机启动测试模式时，控制风冷回路、液冷回路关闭，加热回路开通；

步骤四：在工作模式为低功率稳态测试模式时，控制液冷回路、冷源支路以及加热回路关闭，风冷回路开通；

步骤五：在工作模式为低功率快速加减载测试模式时，控制液冷回路、冷源支路关闭，加热回路以及风冷回路开通；

步骤六：在工作模式为高功率快速加减载测试模式时，控制液冷回路、风冷回路、冷源支路开通，加热回路关闭。

所述效率控制步骤包括以下步骤：

步骤一：工作模式为中高功率热机启动测试模式，出口温度小于出口阈值时控制冷源在冷源支路中的流量减小，在出口温度大于出口阈值时控制冷源在冷源支路中的流量增大；

步骤二：工作模式为中高功率热机启动测试模式，出口温度小于出口阈值时，控制加热装置开启，在出口温度大于出口阈值时，控制加热装置关闭；

步骤三：工作模式为低功率稳态测试模式，在出口温度小于出口阈值时，控制风冷装置的功率减小，出口温度大于出口阈值时，控制风冷装置功率增大，进口温度小于进口阈值时，控制加热装置开启，进口温度大于进口阈值时，控制加热装置关闭；

步骤四：工作模式为低功率快速加减载测试模式，在出口温度小于出口阈值时，控制风冷装置的功率减小，出口温度大于出口阈值时，控制风冷装置功率增大，进口温度小于进口阈值时，控制加热装置开启，进口温度大于进口阈值时，控制加热装置关闭；

步骤五：工作模式为高功率快速加减载测试模式，在出口温度小于出口阈值时，控制风冷装置的功率减小，出口温度大于出口阈值时，控制风冷装置的功率增大，进口温度小于进口阈值时，控制冷源在冷源支路中的流量减小，进口温度大于进口阈值时，控制冷源在冷源支路中的流量增大。

所述效率控制步骤还包括以下步骤：

步骤一：对加热回路、液冷回路及冷源回路进行流量调控时，获取高流量阀的开度；

步骤二：根据预设的最低开度和最高开度，判断高流量阀与最低开度与最高开度的关系；

步骤三：当高流量阀的开度等于最低开度时，若需继续减小开度，则控制低流量阀开度减小；

步骤四，当高流量阀的开度等于最高开度时，若需继续增大开度，则控制低流量阀开度增大。

以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。