專利名稱：用于測(cè)試燃料電池堆的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料電池技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，具體而言，涉及一種用于測(cè)試燃料電池堆的裝直。
背景技術(shù)：
燃料電池是一種環(huán)保、高效、可連續(xù)工作的發(fā)電裝置。以質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)為例，燃料氣體從陽極側(cè)進(jìn)入，氫原子在陽極失去電子變成質(zhì)子，質(zhì)子穿過質(zhì)子交換膜到達(dá)陰極，電子同時(shí)經(jīng)由外部回路到達(dá)陰極，在陰極質(zhì)子、電子與氧氣結(jié)合生成水。燃料電池采用非燃燒的方式將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，不受卡諾循環(huán)的限制，直接發(fā)電效率高達(dá)45%。燃料電池系統(tǒng)以電池堆為核心發(fā)電裝置，集成了電源管理，熱管理等模塊，具有熱、電、水、氣統(tǒng)籌管理的特征，廣泛應(yīng)用于電站、移動(dòng)式電源、電動(dòng)汽車、航天飛船、軍用裝備、以及民用產(chǎn)品等領(lǐng)域。在質(zhì)子膜燃料電池運(yùn)行過程中，氫氣和空氣的流量、溫度和濕度對(duì)于燃料電池的性能和效率有很大影響。為了縮短燃料電池研發(fā)周期，提高質(zhì)量和降低成本，需要測(cè)試負(fù)載條件下空氣、氫氣和燃料電池堆的物理參數(shù)對(duì)燃料電池性能的影響，這對(duì)于優(yōu)化燃料電池運(yùn)行參數(shù)，評(píng)估燃料電池使用壽命以及研究燃料電池運(yùn)行及破壞機(jī)理均具有重要意義。而現(xiàn)有技術(shù)中，還未研發(fā)出一種用于測(cè)試燃料電池堆在運(yùn)行過程中氫氣和空氣的流量對(duì)燃料電池性能的參數(shù)影響關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種用于測(cè)試燃料電池堆的裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中無法測(cè)試燃料電池堆在負(fù)載條件下氫氣和空氣流量對(duì)于燃料電池堆性能參數(shù)的對(duì)比數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于測(cè)試燃料電池堆的裝置，包括工作氣體供給系統(tǒng)，與燃料電池相連，工作氣體供給系統(tǒng)包括氫氣管路和空氣管路；氫氣管路上設(shè)有第一流量控制單元，第一流量控制單元用于檢測(cè)和控制氫氣的流量；空氣管路上設(shè)有第二流量控制單元，第二流量控制單元用于檢測(cè)和控制空氣的流量；控制系統(tǒng)，與第一流量控制單元和第二流量控制單元分別電連接，控制系統(tǒng)用于收集第一流量控制單元和第二流量控制單元發(fā)出的檢測(cè)信號(hào)，以記錄氫氣管路中的氫氣流量和空氣管路的空氣流量。進(jìn)一步地，用于測(cè)試燃料電池堆的裝置還包括加濕系統(tǒng)，加濕系統(tǒng)設(shè)置在燃料電池與工作氣體供給系統(tǒng)之間。進(jìn)一步地，加濕系統(tǒng)包括第一加濕器，設(shè)置在第一流量控制單元與燃料電池之間；第二加濕器，設(shè)置在第二流量控制單元與燃料電池之間。進(jìn)一步地，用于測(cè)試燃料電池堆的裝置還包括氮?dú)獯祾吖苈罚獨(dú)獯祾吖苈肪哂械谝怀隹诤偷诙隹?，第一出口連接至第一流量控制單元與第一加濕器之間，第二出口連接至第二流量控制單元與第二加濕器之間。進(jìn)一步地，第一出口的管路上和第二出口的管路上均設(shè)置有氮?dú)饬髁靠刂茊卧?br> 進(jìn)一步地，用于測(cè)試燃料電池堆的裝置還包括輔助液體管路，輔助液體管路的出口端與第一加濕器和第二加濕器均連接。
進(jìn)一步地，氫氣管路、空氣管路和輔助液體管路均設(shè)置有常閉電磁閥，氮?dú)獯祾吖苈吩O(shè)置有常開電磁閥，常閉電磁閥和常開電磁閥與控制系統(tǒng)電連接。進(jìn)一步地，用于測(cè)試燃料電池堆的裝置還包括廢氣排放系統(tǒng)，廢氣排放系統(tǒng)包括氫氣尾氣管路，連接至燃料電池堆的陽極反應(yīng)尾氣出口，用于接通燃料電池堆陽極產(chǎn)生的尾氣；空氣尾氣管路，連接至燃料電池堆的陰極反應(yīng)尾氣出口，用于接通燃料電池堆陰極產(chǎn)生的尾氣；第一換熱器，入口與空氣尾氣管路連接；第二換熱器，入口與氫氣尾氣管路連接；排水管路，分別與第一換熱器的出口和第二換熱器的出口連接；第一氣水分離器，與第一換熱器的出口連接，第一氣水分離器的水路出口與排水管路連接；第二氣水分離器，與第二換熱器的出口連接，第二氣水分離器的水路出口與排水管路連接；第一氣水分離器還包括空氣排放出口，空氣排放出口連接有空氣排放管路；第二氣水分離器還包括氫氣排放出口，氫氣排放出口連接有氫氣排放管路。進(jìn)一步地，用于測(cè)試燃料電池堆的裝置還包括氫氣質(zhì)量流量控制器，設(shè)置在氫氣管路上，并位于第一流量控制單元下游；空氣質(zhì)量流量控制器，設(shè)置在空氣管路上，并位于第二流量控制單元下游；氫氣質(zhì)量流量控制器和空氣質(zhì)量流量控制器分別與控制系統(tǒng)電連接。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，用于測(cè)試燃料電池堆的裝置，包括工作氣體供給系統(tǒng)，與燃料電池相連，工作氣體供給系統(tǒng)包括氫氣管路和空氣管路；氫氣管路上設(shè)有第一流量控制單元，第一流量控制單元用于檢測(cè)和控制氫氣的流量；空氣管路上設(shè)有第二流量控制單元，第二流量控制單元用于檢測(cè)和控制空氣的流量；控制系統(tǒng)，與第一流量控制單元和第二流量控制單元分別電連接，控制系統(tǒng)用于收集第一流量控制單元和第二流量控制單元發(fā)出的檢測(cè)信號(hào)，以記錄氫氣管路中的氫氣流量和空氣管路的空氣流量。該裝置通過記錄燃料電池運(yùn)行過程中氫氣和空氣的流量和對(duì)燃料電池堆工作時(shí)的性能參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量并獲得性能測(cè)試數(shù)據(jù)，根據(jù)裝置的各數(shù)據(jù)可提供在燃料電池堆最佳工作狀態(tài)時(shí)的氫氣與空氣比值，以及其他的性能數(shù)據(jù)對(duì)照，方便測(cè)試人員進(jìn)行更加深入的數(shù)據(jù)分析。


構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說明書附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖I示出了本發(fā)明的用于測(cè)試燃料電池堆的裝置的實(shí)施例的管路連接示意圖；圖2示出了圖I的用于測(cè)試燃料電池堆的裝置的控制系統(tǒng)的控制過程示意圖；圖3示出了圖I的用于測(cè)試燃料電池堆的裝置的氫氣管路的管路連接示意圖；圖4示出了圖I的用于測(cè)試燃料電池堆的裝置的空氣管路的管路連接示意圖；圖5示出了圖I的用于測(cè)試燃料電池堆的裝置的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6示出了圖I的用于測(cè)試燃料電池堆的裝置的廢氣排放系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖7示出了圖I的用于測(cè)試燃料電池堆的裝置的內(nèi)部分區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。如圖I和圖2所示，本實(shí)施例的用于測(cè)試燃料電池堆的裝置包括工作氣體供給系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；工作氣體供給系統(tǒng)與燃料電池相連，工作氣體供給系統(tǒng)包括氫氣管路和空氣管路；氫氣管路上設(shè)有第一流量控制單元，第一流量控制單元用于檢測(cè)和控制氫氣的流量；空氣管路上設(shè)有第二流量控制單元，第二流量控制單元用于檢測(cè)和控制空氣的流量；控制系統(tǒng)與第一流量控制單元和第二流量控制單元分別電連接，控制系統(tǒng)用于收集第一流量控制單元和第二流量控制單元發(fā)出的檢測(cè)信號(hào)，以記錄氫氣管路中的氫氣流量和空氣管路的空氣流量。本實(shí)施例的裝置通過記錄燃料電池運(yùn)行過程中氫氣和空氣的流量和對(duì)燃料電池堆工作時(shí)的性能參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量并獲得性能測(cè)試數(shù)據(jù)，根據(jù)裝置的各數(shù)據(jù)可提供在燃料電池堆最佳工作狀態(tài)時(shí)的氫氣與空氣比值，以及其他的性能數(shù)據(jù)對(duì)照，方便測(cè)試人員進(jìn)行更加深入的數(shù)據(jù)分析。優(yōu)選地，本實(shí)施例的用于測(cè)試燃料電池堆的裝置還包括加濕系統(tǒng)，加濕系統(tǒng)設(shè)置在燃料電池與工作氣體供給系統(tǒng)之間。加濕系統(tǒng)用于對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行加濕，控制反應(yīng)氣體的相對(duì)濕度在設(shè)定范圍內(nèi)。優(yōu)選地，如圖3和圖4所示，加濕系統(tǒng)包括第一加濕器31和第二加濕器32 ;第一加濕器31設(shè)置在第一流量控制單元21與燃料電池之間；第二加濕器32設(shè)置在第二流量控制單元22與燃料電池之間。這樣設(shè)置有助于加濕系統(tǒng)針對(duì)不同流量的反應(yīng)氣體或者不同的反應(yīng)氣體選擇不同的加濕器，更加精確的控制反應(yīng)氣體的相對(duì)濕度。通過控制加濕器內(nèi)水的溫度和流量精確控制反應(yīng)氣體進(jìn)入燃料電池堆10的相對(duì)濕度，通過檢測(cè)加濕器內(nèi)的水位并控制電磁閥給加濕器補(bǔ)水。在反應(yīng)氣體管路外壁包覆加熱帶和保溫材料使加濕后的反應(yīng)氣體在輸送過程中相對(duì)濕度保持穩(wěn)定。優(yōu)選地，本實(shí)施例的用于測(cè)試燃料電池堆的裝置還包括氮?dú)獯祾吖苈罚獨(dú)獯祾吖苈肪哂械谝怀隹诤偷诙隹?，第一出口連接至第一流量控制單元21與第一加濕器31之間，第二出口連接至第二流量控制單元22與第二加濕器32之間。氮?dú)獯祾吖苈贩謩e接入了氫氣管路和空氣管路，在測(cè)試前或者測(cè)試結(jié)束后對(duì)氮?dú)獯祾吖苈吠ㄈ氲獨(dú)?，進(jìn)而對(duì)氫氣管路和空氣管路進(jìn)行氮?dú)獯祾?，并?qiáng)制設(shè)定吹掃時(shí)間，確保燃料電池的反應(yīng)過程不受外界雜質(zhì)的影響，提高燃料電池性能測(cè)試結(jié)果的精確性，保證測(cè)試裝置和測(cè)試電池堆的安全。優(yōu)選地，氮?dú)獯祾吖苈返牡谝怀隹诘墓苈飞虾偷诙隹诘墓苈飞暇O(shè)置有氮?dú)饬髁靠刂茊卧?0，氮?dú)饬髁靠刂茊卧?0與控制系統(tǒng)電連接。氮?dú)饬髁靠刂茊卧?0用于調(diào)節(jié)氮?dú)獾牧髁?，這樣設(shè)置可以對(duì)通入氫氣管路和空氣管路的氮?dú)膺M(jìn)行流量控制。優(yōu)選地，本實(shí)施例的用于測(cè)試燃料電池堆的裝置還包括輔助液體管路，輔助液體管路的出口端與第一加濕器31和第二加濕器32均連接。本實(shí)施例中的輔助液體管路向加濕系統(tǒng)中通入去離子水，用于供應(yīng)加濕系統(tǒng)的用水，滿足加濕的需要。優(yōu)選地，如圖3和圖4所示，氫氣管路、空氣管路和輔助液體管路均設(shè)置有常閉電磁閥81，氮?dú)獯祾吖苈吩O(shè)置有常開電磁閥82，常閉電磁閥81和常開電磁閥82與控制系統(tǒng) 電連接。當(dāng)裝置停止供電時(shí)，長(zhǎng)期供應(yīng)氣體的工作氣體供應(yīng)系統(tǒng)中，氫氣管路和空氣管路的常閉電磁閥81此時(shí)為常閉狀態(tài)，使氫氣和空氣停止通入到燃料電池堆10或其他管路中，氮?dú)獯祾吖苈返某ｉ_電磁閥82為常開狀態(tài)，繼續(xù)通入氮?dú)?，把在管路中剩余的反?yīng)氣體排出到裝置外，確保了本裝置和測(cè)試電池堆的安全。當(dāng)裝置開始運(yùn)作時(shí)，可通過控制系統(tǒng)對(duì)常閉電磁閥81和常開電磁閥82發(fā)出信號(hào)，控制常閉電磁閥81和常開電磁閥82的開閉狀態(tài)。優(yōu)選地，如圖5所示 ，本實(shí)施例的用于測(cè)試燃料電池堆的裝置還包括冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，冷卻水循環(huán)系統(tǒng)包括散熱器51、冷卻風(fēng)扇52、水箱53、冷卻水泵54、溫度傳感器和循環(huán)管道；循環(huán)管道兩端分別連接至燃料電池堆10，循環(huán)管道由第一端至第二端依次設(shè)置有散熱器51、水箱53、冷卻水泵54，溫度傳感器的溫度采集端55分別設(shè)置在第一端和第二端與燃料電池堆10相接的位置上，冷卻風(fēng)扇52安裝在散熱器51上，冷卻水泵54和溫度傳感器均與控制系統(tǒng)電連接。冷卻水循環(huán)系統(tǒng)用于確保被測(cè)燃料電池堆10在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。水箱53中的去離子水經(jīng)由冷卻水泵54送入燃料電池堆10，與燃料電池發(fā)生熱交換后流出電池堆進(jìn)入風(fēng)冷散熱器51，將熱量交換至實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，最后流回冷卻水箱53。本裝置的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)采用一個(gè)冷卻水泵54為被測(cè)燃料電池堆10提供精確的冷卻水流量控制。溫度傳感器將溫度采集端55檢測(cè)的溫度信息并傳輸給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過控制冷卻水泵54的泵速調(diào)節(jié)冷卻水的流量，保證測(cè)試過程中燃料電池堆10在設(shè)定溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。由于不同功率的燃料電池堆10產(chǎn)生熱量的變化范圍很大，冷卻水循環(huán)系統(tǒng)可根據(jù)具體需要選擇一個(gè)或多個(gè)不同流量范圍的冷卻水泵54的組合，為測(cè)試過程中不同功率的燃料電池堆提供精確的冷卻水流量控制，通過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)扇52的轉(zhuǎn)速來精確控制冷卻換熱量，從而保證燃料電池堆10在測(cè)試過程中處于設(shè)定的工作溫度范圍內(nèi)。優(yōu)選地，如圖6所示，本實(shí)施例的用于測(cè)試燃料電池堆的裝置還包括廢氣排放系統(tǒng)，廢氣排放系統(tǒng)包括氫氣尾氣管路、空氣尾氣管路、第一換熱器61、第二換熱器62、排水管路、第一氣水分離器63和第二氣水分離器64 ;氫氣尾氣管路連接至燃料電池堆10的陽極反應(yīng)尾氣出口，氫氣尾氣管路用于接通燃料電池堆10陽極產(chǎn)生的尾氣；空氣尾氣管路連接至燃料電池堆10的陰極反應(yīng)尾氣出口，空氣尾氣管路用于接通燃料電池堆10陰極產(chǎn)生的尾氣；第一換熱器61的入口與空氣尾氣管路連接；第二換熱器62的入口與氫氣尾氣管路連接；排水管路分別與第一換熱器61的出口和第二換熱器62的出口連接；第一氣水分離器63與第一換熱器61的出口連接，第一氣水分離器63的水路出口與排水管路連接；第二氣水分離器64與第二換熱器62的出口連接，第二氣水分離器64的水路出口與排水管路連接；第一氣水分離器63還包括空氣排放出口，空氣排放出口連接有空氣排放管路；第二氣水分離器64還包括氫氣排放出口，氫氣排放出口連接有氫氣排放管路。其中，第一換熱器61和第二換熱器62均采用水冷換熱型，冷卻介質(zhì)為自來水。廢氣排放系統(tǒng)用于燃料電池堆10廢氣的安全回收和排放，反應(yīng)后的氫氣尾氣進(jìn)入氫氣尾氣管路，經(jīng)過第二換熱器62進(jìn)行冷卻，然后通過第二氣水分離器64，其中尾氣中的水分流入排水管路，尾氣中的氫氣經(jīng)燃?xì)馀欧殴苈放湃氪髿?；反?yīng)后的空氣尾氣進(jìn)入空氣尾氣管路，經(jīng)過第一換熱器61進(jìn)行冷卻，然后通過第一氣水分離器63，其中尾氣中的水分流入排水管路，尾氣中的空氣經(jīng)空氣排放管路排入大氣。優(yōu)選地，本實(shí)施例的用于測(cè)試燃料電池堆的裝置還包括氫氣質(zhì)量流量控制器41和空氣質(zhì)量流量控制器42，氫氣質(zhì)量流量控制器41設(shè)置在氫氣管路上，并位于第一流量控制單元21下游；空氣質(zhì)量流量控制器42設(shè)置在空氣管路上，并位于第二流量控制單元22下游；氫氣質(zhì)量流量控制器41和空氣質(zhì)量流量控制器42分別與控制系統(tǒng)電連接。氫氣質(zhì)量流量控制器41和空氣質(zhì)量流量控制器42用于檢測(cè)進(jìn)行反應(yīng)的氫氣和空氣的質(zhì)量，并發(fā)送信號(hào)至控制系統(tǒng)。
優(yōu)選地，用于測(cè)試燃料電池堆的裝置還包括電子負(fù)載系統(tǒng)，該負(fù)載系統(tǒng)可采用恒流、恒壓和恒定功率三種模式模擬燃料電池系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中終端用戶的用電情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)加載工作狀態(tài)下燃料電池堆的各項(xiàng)性能指標(biāo)的精確測(cè)試。本實(shí)施例的用于測(cè)試燃料電池堆的裝置的控制系統(tǒng)，采用上中下三層架構(gòu)的模塊化設(shè)計(jì)，具體包括上層人機(jī)界面、中層控制器及下層現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試設(shè)備，其中，上層人機(jī)界面采用虛擬儀器(LabVIEW)軟件編寫，主要功能包括輸入控制信息，監(jiān)測(cè)流量、溫度、濕度、節(jié)電壓等參數(shù)信息，報(bào)警故障信息，同時(shí)支持通用接口總線(GPIB)、數(shù)據(jù)采集卡(PXI)等硬件接口和Modbus、CANopen等軟件協(xié)議，提高與多種測(cè)試設(shè)備(如電化學(xué)工作站)的兼容性和擴(kuò)展性。中層控制器采用可編程邏輯控制器(PLC)，與人機(jī)界面通過OPC Server的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交互并執(zhí)行人機(jī)界面發(fā)來的指令。同時(shí)運(yùn)行控制邏輯的PLC可獨(dú)立控制裝置的所有設(shè)備，在上層人機(jī)界面死機(jī)后自動(dòng)保護(hù)裝置和燃料電池堆10的安全穩(wěn)定運(yùn)行。下層現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集系統(tǒng)包括溫度、壓力、流量、液位、電壓、電流傳感器及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，各傳感器由直流電源供電。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)與中層控制器的I/O卡件進(jìn)行通信?？刂葡到y(tǒng)還采用硬接線的方式提供緊急停機(jī)按鈕，保證燃料電池堆10和測(cè)試平臺(tái)的整體安全性。測(cè)試過程中人機(jī)界面通過主界面的聲光報(bào)警提示測(cè)試人員系統(tǒng)報(bào)警信息、測(cè)試裝置報(bào)警信息和燃料電池堆10報(bào)警信息；通過系統(tǒng)設(shè)置畫面，測(cè)試人員進(jìn)行相關(guān)系統(tǒng)參數(shù)配置；通過系統(tǒng)流程圖界面查看整個(gè)測(cè)試流程，監(jiān)測(cè)和控制裝置的所有閥門；通過本裝置運(yùn)行參數(shù)界面查看和監(jiān)測(cè)氫氣出入堆溫度、空氣出入堆溫度、冷卻水出入堆溫度等參數(shù)；通過電池堆性能監(jiān)控畫面實(shí)時(shí)對(duì)比燃料電池堆10的節(jié)電壓等性能測(cè)試數(shù)據(jù)，所有采集數(shù)據(jù)保存于本機(jī)，方便測(cè)試人員進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)追溯查詢。如圖7所示，本實(shí)施例的用于測(cè)試燃料電池堆的裝置在結(jié)構(gòu)上采用分區(qū)化設(shè)計(jì)，將整個(gè)裝置分為測(cè)試區(qū)、調(diào)試區(qū)和控制區(qū)三個(gè)獨(dú)立區(qū)域。其中，調(diào)試區(qū)位于測(cè)試區(qū)和控制區(qū)之間。同時(shí)，在測(cè)試區(qū)設(shè)有通風(fēng)系統(tǒng)，保證測(cè)試區(qū)內(nèi)為負(fù)壓，使測(cè)試平臺(tái)內(nèi)的氣體從控制區(qū)流向測(cè)試區(qū)，確保測(cè)試區(qū)內(nèi)可能泄露出的微量氫氣直接排出裝置，避免被控制區(qū)可能產(chǎn)生的電火花引燃。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)試燃料電池堆的裝置，其特征在于，包括 工作氣體供給系統(tǒng)，與燃料電池相連，所述工作氣體供給系統(tǒng)包括氫氣管路和空氣管路；所述氫氣管路上設(shè)有第一流量控制單元，所述第一流量控制單元用于檢測(cè)和控制氫氣的流量；所述空氣管路上設(shè)有第二流量控制單元，所述第二流量控制單元用于檢測(cè)和控制空氣的流量； 控制系統(tǒng)，與所述第一流量控制單元和第二流量控制單元分別電連接，所述控制系統(tǒng)用于收集所述第一流量控制單元和所述第二流量控制單元發(fā)出的檢測(cè)信號(hào)，以記錄所述氫氣管路中的氫氣流量和所述空氣管路的空氣流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于測(cè)試燃料電池堆的裝置，其特征在于，還包括加濕系統(tǒng)，所述加濕系統(tǒng)設(shè)置在所述燃料電池與所述工作氣體供給系統(tǒng)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于測(cè)試燃料電池堆的裝置，其特征在于，所述加濕系統(tǒng)包括 第一加濕器，設(shè)置在所述第一流量控制單元與所述燃料電池之間； 第二加濕器，設(shè)置在所述第二流量控制單元與所述燃料電池之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于測(cè)試燃料電池堆的裝置，其特征在于，還包括氮?dú)獯祾吖苈?，所述氮?dú)獯祾吖苈肪哂械谝怀隹诤偷诙隹?，所述第一出口連接至所述第一流量控制單元與所述第一加濕器之間，所述第二出口連接至所述第二流量控制單元與所述第二加濕器之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于測(cè)試燃料電池堆的裝置，其特征在于，所述第一出口的管路上和所述第二出口的管路上均設(shè)置有氮?dú)饬髁靠刂茊卧?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于測(cè)試燃料電池堆的裝置，其特征在于，還包括輔助液體管路，所述輔助液體管路的出口端與所述第一加濕器和所述第二加濕器均連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于測(cè)試燃料電池堆的裝置，其特征在于，所述氫氣管路、所述空氣管路和所述輔助液體管路均設(shè)置有常閉電磁閥，所述氮?dú)獯祾吖苈吩O(shè)置有常開電磁閥，所述常閉電磁閥和所述常開電磁閥與所述控制系統(tǒng)電連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于測(cè)試燃料電池堆的裝置，其特征在于，還包括冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，所述冷卻水循環(huán)系統(tǒng)包括散熱器、冷卻風(fēng)扇、水箱、冷卻水泵、溫度傳感器和循環(huán)管道； 所述循環(huán)管道兩端分別連接至所述燃料電池堆，所述循環(huán)管道由第一端至第二端依次設(shè)置有所述散熱器、所述水箱、所述冷卻水泵，所述溫度傳感器的溫度采集端分別設(shè)置在所述第一端和第二端與所述燃料電池堆相接的位置上，所述冷卻風(fēng)扇安裝在所述散熱器上，所述冷卻水泵和所述溫度傳感器均與所述控制系統(tǒng)電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于測(cè)試燃料電池堆的裝置，其特征在于，還包括廢氣排放系統(tǒng)，所述廢氣排放系統(tǒng)包括 氫氣尾氣管路，連接至所述燃料電池堆的陽極反應(yīng)尾氣出口，用于接通燃料電池堆陽極產(chǎn)生的尾氣； 空氣尾氣管路，連接至所述燃料電池堆的陰極反應(yīng)尾氣出口，用于接通燃料電池堆陰極產(chǎn)生的尾氣； 第一換熱器，入口與所述空氣尾氣管路連接；第二換熱器，入口與所述氫氣尾氣管路連接； 排水管路，分別與所述第一換熱器的出口和所述第二換熱器的出口連接； 第一氣水分離器，與所述第一換熱器的出口連接，所述第一氣水分離器的水路出口與所述排水管路連接； 第二氣水分離器，與所述第二換熱器的出口連接，所述第二氣水分離器的水路出口與所述排水管路連接； 所述第一氣水分離器還包括空氣排放出口，所述空氣排放出口連接有空氣排放管路；所述第二氣水分離器還包括氫氣排放出口，所述氫氣排放出口連接有氫氣排放管路。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于測(cè)試燃料電池堆的裝置，其特征在于，還包括 氫氣質(zhì)量流量控制器，設(shè)置在所述氫氣管路上，并位于所述第一流量控制單元下游； 空氣質(zhì)量流量控制器，設(shè)置在所述空氣管路上，并位于所述第二流量控制單元下游；所述氫氣質(zhì)量流量控制器和所述空氣質(zhì)量流量控制器分別與所述控制系統(tǒng)電連接。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于測(cè)試燃料電池堆的裝置，包括工作氣體供給系統(tǒng)，與燃料電池相連，工作氣體供給系統(tǒng)包括氫氣管路和空氣管路；氫氣管路上設(shè)有第一流量控制單元，第一流量控制單元用于檢測(cè)和控制氫氣的流量；空氣管路上設(shè)有第二流量控制單元，第二流量控制單元用于檢測(cè)和控制空氣的流量；控制系統(tǒng)，與第一流量控制單元和第二流量控制單元分別電連接，控制系統(tǒng)用于收集第一流量控制單元和第二流量控制單元發(fā)出的檢測(cè)信號(hào)，以記錄氫氣管路中的氫氣流量和空氣管路的空氣流量。本發(fā)明有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法測(cè)試燃料電池堆在負(fù)載條件下氫氣和空氣流量對(duì)于燃料電池堆性能參數(shù)的對(duì)比數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G01R31/36GK102621499SQ20121008639
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者張偉明, 楊海玉, 王晶, 練勇, 陶詩涌, 高建龍 申請(qǐng)人:中國(guó)東方電氣集團(tuán)有限公司