CN101252198A - 质子交换膜燃料电池测试平台 - Google Patents

质子交换膜燃料电池测试平台 Download PDF

Info

Publication number
CN101252198A
CN101252198A CNA2008100361466A CN200810036146A CN101252198A CN 101252198 A CN101252198 A CN 101252198A CN A2008100361466 A CNA2008100361466 A CN A2008100361466A CN 200810036146 A CN200810036146 A CN 200810036146A CN 101252198 A CN101252198 A CN 101252198A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fuel cell
hydrogen
links
air
transducer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2008100361466A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101252198B (zh
Inventor
刘义成
田作华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taizhou sontone Amperex Technology Limited
Original Assignee
Shanghai Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Jiaotong University filed Critical Shanghai Jiaotong University
Priority to CN2008100361466A priority Critical patent/CN101252198B/zh
Publication of CN101252198A publication Critical patent/CN101252198A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101252198B publication Critical patent/CN101252198B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

一种燃料电池技术领域的质子交换膜燃料电池测试平台,包括:燃料电池辅助系统、监控系统、人机交互部分,其中:燃料电池辅助系统用于辅助燃料电池组产生电能及取出燃料电池组产生的电能;监控系统依据设定测试条件及燃料电池的工艺要求,控制燃料电池组及燃料电池辅助系统,产生电能;人机交互部分用于设定测试条件及根据监控系统送来的燃料电池系统的状态。本发明目的是测试燃料电池组在不同条件下的运行状况,从而得到燃料电池组的性能以及运行的最佳条件。

Description

质子交换膜燃料电池测试平台
技术领域
本发明涉及一种燃料电池技术领域的测试平台,尤其涉及一种针对家用的1-10KW级质子交换膜燃料电池测试平台。
背景技术
质子交换膜燃料电池(即PEMFC),以全氟磺酸型固体聚合物作为电解质、Pt/C为催化剂,使用氢气或重整氢作为燃料,空气或氧气为氧化剂,将化学能转化为电能,是一种高效清洁的新型能源。氢气的流量,温度及湿度,空气的流量,温度及湿度,以及燃料电池反应堆本身的温度及其它物理参数对于燃料电池的正常运行和效率有着重要的影响。因此如何根据燃料电池反应过程的要求以及负载的变化,调节氢气,空气的输入,控制燃料电池堆的温度,并且在较宽的范围内测试空气,氢气以及燃料电池堆的一些物理参数对于燃料电池的影响对于燃料电池的开发有着重要意义。
经对现有技术的公开文献检索发现,针对家用的质子交换膜燃料电池,莫志军等在《计算机测量与控制》2005年13卷3期287-290页上发表的“质子交换膜燃料电池实时监测系统软件实现”,该文提出的采用PLC和VC来监测燃料电池的方法,具体方法为下位机采用PLC控制继电器和鼓风机,上位机采用VC来编制软件。其不足在于灵活性差,即只能使燃料电池堆运行起来,可调节的参数少;可监测的量少,该文中仅检测水温和压力,不能全面反映燃料电池堆的运行状况及各参数与燃料电池堆性能之间的关系;成本较高,PLC比本发明中使用的模拟量采集卡昂贵得多。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足和缺陷,提出一种质子交换膜燃料电池测试平台,使其可以测试1-10KW燃料电池堆的性能及相关参数与燃料电池堆性能之间的关系,同时测试燃料电池堆在不同的交直流负载情况下的运行状况。利用485总线的易扩展性和抗干扰性,全面地监测燃料电池堆及辅助系统的状态,具有测试量全面,测试数据精确,扩展性好,人机交互方便,成本低等优点。
本发明是通过以下技术方案来实现的,本发明包括:燃料电池辅助系统、监控系统、人机交互部分。其中:
所述的燃料电池辅助系统为1-10kW级燃料电池组提供产生电能的条件,取出1-10kW级燃料电池组产生的电能;
所述的监控系统,在燃料电池堆启动时,依据燃料电池运行的工艺条件,控制燃料电池辅助系统,为燃料电池组提供氢气和氧气,并取出燃料电池组产生的电能,在燃料电池堆运行时,依据人机交互部分设定的测试条件调整燃料电池辅助系统的各种参数,并采集燃料电池组的状态,测试燃料电池组在不同的条件的性能;在燃料电池堆停止时,依据燃料电池运行的条件,控制燃料电池辅助系统按照设定的顺序依次关闭燃料电池堆,保证燃料电池堆的安全停止;监控系统监控燃料电池组的状态,采用485总线进行数据传输,当燃料电池堆不正常时发出报警,在紧急情况下可自行关闭燃料电池堆,起到保护燃料电池堆的作用;
所述人机交互部分,提供友好的人机界面,设定监控系统的各种参数,从而设定燃料电池组运行的条件,从监控系统通过485总线得到燃料电池堆及辅助系统的状态并显示出来。
所述的燃料电池辅助系统,包括空气过滤器,高压鼓风机,空气增湿器,空气加热器,储氢瓶,氢气稳压阀,氢气入口电磁阀,氢气增湿器,氢气加热器,尾气出口电磁阀,水箱,水泵,水路加热器,换热器及冷却风扇,交流负载,直流负载。空气过滤器通过塑料管与高压鼓风机相连,高压鼓风机与空气增湿器相连,空气增湿器与空气加热器相连,空气增湿器通过塑料管与燃料电池堆相连,以上构成空气路。氢气稳压阀通过钢管与储氢瓶相连,氢气稳压阀与氢气入口电磁阀相连,电磁阀与氢气增湿器相连,氢气增湿器通过塑料管与燃料电池堆相连,电堆尾气出口电磁阀通过塑料管与燃料电池堆相连,以上构成氢气路。水箱通过塑料管与水泵相连,水泵与水路加热器相连,加热器通过塑料管与燃料电池堆相连,燃料电池堆通过塑料管与换热器及冷却风扇电池相连,换热器与水箱相连,以上构成水冷却回路。燃料电池堆电极接有两组导线,一组与直流负载相连,另一组通过DC/DC变压器及DC/AC逆变器与交流负载相连。
所述的监控系统包括蓄电池,继电器,DC/DC变压器及DC/AC逆变器,空气压力传感器,空气湿度传感器,空气温度传感器,氢气压力传感器,氢气湿度传感器,氢气温度传感器,变频器,入口水温度传感器,出口水温度传感器,直流输出电压传感器,直流输出电流传感器,交流输出电压传感器,交流输出电流传感器,模拟量采集模块,开关量输出模块,PWM驱动器,PWM输出卡,工控机。
蓄电池通过继电器与DC/DC变压器、DC/AC逆变器相连,蓄电池给DC/DC变压器供电,DC/DC变压器产生310V的电压输出变频器,变频器与上述燃料电池辅助系统中的高压鼓风机相连,根据工控机发出的控制信号控制鼓风机转速,从而调节上述燃料电池辅助系统中空气路中空气压力。空气压力传感器安装在上述燃料电池辅助系统空气路中的高压鼓风机出口处,空气湿度传感器安装在空气路中增湿器的出口处,空气温度传感器安装在空气路中加热器的出口处。氢气压力传感器安装在上述燃料电池辅助系统氢气路中的稳压阀的入口处,氢气湿度传感器安装在氢气路中增湿器的出口处,氢气温度传感器安装在氢气路中加热器的出口处。入口水温度传感器安装在上述燃料电池辅助系统水冷却回路中的燃料电池堆入口处,出口水温度传感器安装在水冷却回路中的燃料电池堆出口处,直流输出电压传感器和直流输出电流传感器安装在电堆的输出电极上。交流输出电压传感器和交流输出电流传感器安装在DC/AC逆变器的交流输出电极上。上述所有的传感器与模拟量采集模块相连,模拟量采集模块通过485总线与工控机相连。工控机通过485总线与开关量输出模块相连,开关量输出模块将控制信号送给与蓄电池,空气加热器,氢气加热器,冷却风扇相连的继电器,以及氢气入口电磁阀,电堆尾气出口电磁阀。工控机通过PWM输出卡产生PWM信号送给PWM驱动器,PWM驱动器与空气增湿器,氢气增湿器相连,控制增湿器的转速,从而控制空气和氢气的湿度。燃料电池堆发出的直流电与DC/DC变压器,DC/AC逆变器相连,DC/DC变压器与蓄电池相连给蓄电池充电,DC/AC逆变器与负载相连,给负载供电。
所述人机交互部分包括运行在工控机上的软件,该软件用组态软件开发,该软件从与上述监控系统中的485总线相连的串口上读取数据,得到燃料电池堆的状态信息,进行滤波处理,存储到数据库,并以文字和曲线图的形式表现出来,同时允许用户设定上述监控系统中各个继电器的开关,变频器的频率以及PWM的占空比。该软件还允许用户设定燃料电池各个物理参数的范围,如果测量值不在该范围内则进行报警。
与现有技术相比,本发明将影响燃料电池性能的各个物理量通过485总线传送到工控机,工控机根据这些物理量的值以及用户的指令控制继电器,逆变器以及增湿器,从而使燃料电池堆启动起来,并且调节空气的压力,温度和湿度,氢气的压力,温度和湿度以及燃料电池堆的温度,监测上述各个物理参数对燃料电池堆的输出电压,输出电流的影响。同时将上述所有的数据保存在数据库中供后续的数据挖掘使用。
附图说明
图1是本发明燃料电池辅助系统结构示意图
图中,1为空气过滤器,2为高压鼓风机,3为空气压力传感器,4为空气增湿器,5为空气湿度传感器,6为空气加热器,7为空气温度传感器,8为燃料电池堆,9为储氢瓶,10为稳压阀,11为氢气压力传感器,12为电磁阀,13为氢气增湿器,14为氢气湿度传感器,15为氢气加热器,16为氢气温度传感器,17为尾气出口电磁阀,18为水箱,19为水泵,20为水路加热器,21为入口水温度传感器,22为出口水温度传感器,23为换热器及冷却风扇,24为蓄电池,25为继电器,26为DC/DC变压器及DC/AC逆变器,27为交流负载,28为直流负载,29为直流电压传感器,30为直流电流传感器,31为交流电压传感器,32为交流电流传感器。
图2是燃料电池测试平台监控系统结构的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示,本实施例包括:燃料电池辅助系统、监控系统、人机交互部分。所述的燃料电池辅助系统为1-10kW级燃料电池组提供产生电能的条件,取出1-10kW级燃料电池组产生的电能;
所述的监控系统,在燃料电池堆启动时,依据燃料电池运行的工艺条件,控制燃料电池辅助系统,为燃料电池组提供氢气和氧气,并取出燃料电池组产生的电能,在燃料电池堆运行时,依据人机交互部分设定的测试条件调整燃料电池辅助系统的各种参数,并采集燃料电池组的状态,测试燃料电池组在不同的条件的性能;在燃料电池堆停止时,依据燃料电池运行的条件,控制燃料电池辅助系统按照设定的顺序依次关闭燃料电池堆,保证燃料电池堆的安全停止;监控系统监控燃料电池组的状态,采用485总线进行数据传输,当燃料电池堆不正常时发出报警,在紧急情况下可自行关闭燃料电池堆,起到保护燃料电池堆的作用;
所述人机交互部分,提供友好的人机界面,设定监控系统的各种参数,从而设定燃料电池组运行的条件,从监控系统通过485总线得到燃料电池堆及辅助系统的状态并显示出来。
所述的燃料电池辅助系统,包括空气过滤器1,高压鼓风机2,空气增湿器4,空气加热器6,储氢瓶9,氢气稳压阀10,氢气入口电磁阀12,氢气增湿器13,氢气加热器15,尾气出口电磁阀17,水箱18,水泵19,水路加热器20,换热器及冷却风扇23,交流负载27,直流负载28。连接关系为:空气过滤器1通过塑料管与高压鼓风机2入口相连,高压鼓风机2出口与空气增湿器4入口相连,空气增湿器4出口与空气加热器5入口相连,空气加热器出口通过塑料管与燃料电池堆8相连,以上构成空气路。氢气稳压阀10入口通过钢管与储氢瓶9相连,氢气稳压阀出口与氢气入口电磁阀12入口相连,氢气入口电磁阀12出口与氢气增湿器13入口相连,氢气增湿器13出口通过塑料管与燃料电池堆8相连,电堆尾气出口电磁阀17通过塑料管与燃料电池堆8相连,以上构成氢气路。水箱18通过塑料管与水泵19入口相连,水泵19出口与水路加热器20入口相连,水路加热器20出口通过塑料管与燃料电池堆8相连,燃料电池堆8水路出口通过塑料管与换热器及冷却风扇23入口相连,换热器及冷却风扇23出口与水箱18入口相连,以上构成水冷却回路。燃料电池堆8的电极接有两组导线,一组与直流负载28相连,另一组与DC/DC变压器及DC/AC逆变器26相连,DC/DC变压器及DC/AC逆变器26与交流负载27相连。
所述的高压鼓风机2为三相交流电机,功率为720W,压缩比为1.2,可通过调节输入频率来调节转速,从而调节风压。
所述的空气增湿器4,氢气增湿器13的电机为直流无刷电机,额定电压为24V,额定功率为120W,可通过PWM来调节电机转速,从而调节增湿效果。
所述的换热器及冷却风扇23中的冷却器为不锈钢列管式换热器,冷却风扇为6个24V直流风扇,每个风扇额定功率为25W,风扇的开关可通过继电器控制。
如图1-2所示,所述的监控系统包括空气压力传感器3,空气湿度传感器5,空气温度传感器7,氢气压力传感器11,氢气湿度传感器14,氢气温度传感器16,变频器,入口水温度传感器21,出口水温度传感器22,直流输出电压传感器29,直流输出电流传感器30,交流输出电压传感器31,交流输出电流传感器32,模拟量采集模块,开关量输出模块,PWM驱动器,PWM输出卡,工控机(以上末尾带有数字的表示的是在图1对应的编号)。连接关系为:上述所有的传感器与模拟量采集模块相连,模拟量采集模块通过485总线与工控机相连。工控机通过485总线与开关量输出模块相连,开关量输出模块将控制信号送给与蓄电池,空气加热器5,氢气加热器15,换热器及冷却风扇23相连的继电器,以及氢气入口电磁阀12,电堆尾气出口电磁阀17。工控机通过PWM输出卡产生PWM信号送给PWM驱动器,PWM驱动器与空气增湿器4、氢气增湿器13相连,控制增湿器的转速,从而控制空气和氢气的湿度。燃料电池堆产生的直流电与DC/DC变压器及DC/AC逆变器26相连,DC/DC变压器及DC/AC逆变器26通过继电器25与蓄电池相连给蓄电池充电,DC/DC变压器及DC/AC逆变器26的交流输出端与交流负载27相连,给负载供电。
所述空气压力传感器3安装在上述燃料电池辅助系统空气路中的高压鼓风机出口处,空气湿度传感器5安装在空气路中增湿器的出口处,空气温度传感器7安装在空气路中加热器的出口处。氢气压力传感器11安装在上述燃料电池辅助系统氢气路中的稳压阀的入口处,氢气湿度传感器14安装在氢气路中增湿器的出口处,氢气温度传感器16安装在氢气路中加热器的出口处。入口水温度传感器21安装在上述燃料电池辅助系统水冷却回路中的燃料电池堆入口处,出口水温度传感器22安装在水冷却回路中的燃料电池堆出口处,直流输出电压传感器29和直流输出电流传感器30安装在电堆的输出电极上。交流输出电压传感器31和交流输出电流传感器32安装在DC/DC变压器及DC/AC逆变器26的交流输出电极上。
所述的传感器(包括空气压力传感器3,空气湿度传感器5,空气温度传感器,氢气压力传感器11,氢气湿度传感器14,氢气温度传感器16,入口水温度传感器21,出口水温度传感器22,直流输出电压传感器29,直流输出电流传感器30,交流输出电压传感器31和交流输出电流传感器32)输出均为4-20mA的电流信号,与模拟量采集模块相连,具有传输距离远,抗干扰能力强的特点。
所述的模拟量采集模块工作电压为24V,输入为4-20mA的电流信号,将采集到的信号通过485总线传到工控机。
所述的开关量输出模块工作电压为24V,输出为电压开关信号,通过485总线与工控机相连,根据收到的控制指令控制与它相连的尾气出口电磁阀17,氢气入口电磁阀12,继电器25和冷却风扇继电器的通断。
所述的PWM驱动器额定电压为24V,输入信号为5V的PWM信号,输出为24V,功率为500W。
所述的堆尾气出口电磁阀17每隔一段时间(38秒左右)接通一下(1秒左右),从而排出燃料电池堆中的废气。
所述的蓄电池24充电电压24V-27V,放电电压为24V左右,通过继电器25与DC/DC变压器及DC/AC逆变器26相连,系统启动时给DC/DC变压器及DC/AC逆变器26供电,当燃料电池堆产生电后,DC/DC变压器及DC/AC逆变器26给蓄电池24充电。
所述的DC/DC变压器及DC/AC逆变器26包括DC/DC变压器和DC/AC逆变器两个部分,工作电压为24V,有三路端子,即24V直流,310V直流,220V交流。
所述人机交互部分包括运行在工控机上的软件,该软件用组态软件开发,该软件从与上述监控系统中的485总线相连的串口上读取数据,得到系统的状态信息,进行滤波处理,存储到数据库,并以文字和曲线图的形式表现出来,同时允许用户设定上述监控系统中各个继电器的开关,变频器的频率以及PWM的占空比。该软件还允许用户设定燃料电池各个物理参数的范围,如果测量值不在该范围内则进行报警。
上述结构的测试平台工作时,首先启动开关打开,系统中所有的设备上电,工控机通过开关量输出模块使继电器25接通,蓄电池24给DC/DC变压器及DC/AC逆变器26供电,DC/DC变压器及DC/AC逆变器26产生310V的电压输出给变频器,变频器使鼓风机2启动从而给燃料电池堆提供空气。氢气入口电磁阀12接通,给燃料电池堆提供氢气,系统启动起来,燃料电池堆产生直流电,经DC/DC变压器及DC/AC逆变器26逆变出310V直流电送给变频器,220V交流电送给水泵19,24V直流电给蓄电池24充电。系统运行起来后,模拟量模块将影响燃料电池性能的各个物理量通过485总线传送到工控机,工控机根据这些物理量的值以及用户的指令控制继电器,逆变器以及增湿器,并且调节空气的压力,温度和湿度,氢气的压力,温度和湿度以及燃料电池堆的温度,监测上述各个物理参数对燃料电池堆的输出电压,输出电流的影响。同时将上述所有的数据保存在数据库中供后续的数据挖掘使用。

Claims (10)

1、一种质子交换膜燃料电池测试平台,其特征在于,包括:燃料电池辅助系统、监控系统、人机交互部分,其中:
所述的燃料电池辅助系统提供1-10kW级燃料电池组产生电能的条件,进一步取出1-10kW级燃料电池组产生的电能;
所述的监控系统,在燃料电池堆启动时,依据燃料电池运行的工艺条件,控制燃料电池辅助系统,为燃料电池组提供氢气和氧气,并取出燃料电池组产生的电能,在燃料电池堆运行时,依据人机交互部分设定的测试条件调整燃料电池辅助系统的各种参数,并采集燃料电池组的状态,测试燃料电池组在各种条件的性能;在燃料电池堆停止时,依据燃料电池运行的条件,控制燃料电池辅助系统按照设定的顺序依次关闭燃料电池堆,保证燃料电池堆的安全停止;监控系统监控燃料电池组的状态,采用485总线进行数据传输,当燃料电池堆不正常时发出报警,在紧急情况下自行关闭燃料电池堆;
所述人机交互部分,提供友好的人机界面,设定监控系统的各种参数,从而设定燃料电池组运行的条件,从监控系统通过485总线得到燃料电池堆及燃料电池辅助系统的状态并显示出来。
2、根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池测试平台,其特征是,所述的燃料电池辅助系统,包括空气过滤器、高压鼓风机、空气增湿器、空气加热器、储氢瓶、氢气稳压阀、氢气入口电磁阀、氢气增湿器、氢气加热器、尾气出口电磁阀、水箱、水泵、水路加热器、换热器及冷却风扇电池、交流负载、直流负载,其中:空气过滤器通过塑料管与高压鼓风机相连,高压鼓风机与空气增湿器相连,空气增湿器与空气加热器相连,空气增湿器通过塑料管与燃料电池堆相连,以上构成空气路;氢气稳压阀通过钢管与储氢瓶相连,氢气稳压阀与电磁阀相连,电磁阀与氢气增湿器相连,氢气增湿器通过塑料管与燃料电池堆相连,电堆尾气出口电磁阀通过塑料管与燃料电池堆相连,以上构成氢气路;水箱通过塑料管与水泵相连,水泵与加热器相连,加热器通过塑料管与燃料电池堆相连,燃料电池堆通过塑料管与换热器,换热器与水箱相连,以上构成水冷却回路;燃料电池堆电极接有两组导线,一组与直流负载相连,另一组通过DC/DC变压器及DC/AC逆变器与交流负载相连。
3、根据权利要求2所述的质子交换膜燃料电池测试平台,其特征是,所述的高压鼓风机为三相交流电机,功率为720W,压缩比为1.2,通过调节输入频率来调节转速,从而调节风压。
4、根据权利要求2所述的质子交换膜燃料电池测试平台,其特征是,所述的空气增湿器、氢气增湿器的电机为直流无刷电机,额定电压为24V,额定功率为120W,通过PWM来调节电机转速;
所述的换热器及冷却风扇中的冷却器为不锈钢列管式换热器,冷却风扇为6个24V直流风扇,每个风扇额定功率为25W,风扇的开关通过继电器控制。
5、根据权利要求6所述的质子交换膜燃料电池测试平台,其特征是,所述的蓄电池充电电压24V-27V,放电电压为24V左右,通过继电器与DC/DC变压器及DC/AC逆变器相连,系统启动时给DC/DC变压器及DC/AC逆变器供电,当燃料电池堆产生电后,DC/DC变压器及DC/AC逆变器给蓄电池充电;
所述的DC/DC变压器及DC/AC逆变器包括DC/DC变压器和DC/AC逆变器,工作电压为24V,有三路端子,即24V直流,310V直流,220V交流。
6、根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池测试平台,其特征是,所述的监控系统包括蓄电池、继电器、DC/DC变压器及DC/AC逆变器、空气压力传感器、空气湿度传感器、空气温度传感器、氢气压力传感器、氢气湿度传感器、氢气温度传感器、变频器、入口水温度传感器、出口水温度传感器、直流输出电压传感器、直流输出电流传感器、交流输出电压传感器、交流输出电流传感器、模拟量采集模块、开关量输出模块、PWM驱动器、PWM输出卡、工控机,其中:蓄电池通过继电器与DC/DC变压器、DC/AC逆变器相连,蓄电池给DC/DC变压器供电,DC/DC变压器产生310V的电压输出变频器,变频器与燃料电池辅助系统中的高压鼓风机相连,根据工控机发出的控制信号控制鼓风机转速,从而调节燃料电池辅助系统中空气路中空气压力;上述所有传感器采集相应的信号,并与模拟量采集模块相连,模拟量采集模块通过485总线与工控机相连,工控机通过485总线与开关量输出模块相连,开关量输出模块将控制信号送给与蓄电池、空气加热器、氢气加热器、冷却风扇相连的继电器、以及氢气入口电磁阀、电堆尾气出口电磁阀,工控机通过PWM输出卡产生PWM信号送给PWM驱动器,PWM驱动器与空气增湿器,氢气增湿器相连,控制增湿器的转速,从而控制空气和氢气的湿度。
7、根据权利要求6所述的质子交换膜燃料电池测试平台,其特征是,所述空气压力传感器安装在燃料电池辅助系统空气路中的高压鼓风机出口处,空气湿度传感器安装在空气路中增湿器的出口处,空气温度传感器安装在空气路中加热器的出口处,氢气压力传感器安装在燃料电池辅助系统氢气路中的稳压阀的入口处,氢气湿度传感器安装在氢气路中增湿器的出口处,氢气温度传感器安装在氢气路中加热器的出口处,入口水温度传感器安装在燃料电池辅助系统水冷却回路中的燃料电池堆入口处,出口水温度传感器安装在水冷却回路中的燃料电池堆出口处,直流输出电压传感器和直流输出电流传感器安装在电堆的输出电极上,交流输出电压传感器和交流输出电流传感器安装在DC/AC逆变器的交流输出电极上。
8、根据权利要求6或7所述的质子交换膜燃料电池测试平台,其特征是,所述的空气压力传感器、空气湿度传感器、空气温度传感器、氢气压力传感器、氢气湿度传感器、氢气温度传感器、入口水温度传感器、出口水温度传感器、直流输出电压传感器、直流输出电流传感器、交流输出电压传感器和交流输出电流传感器,它们的输出均为4-20mA的电流信号,与模拟量采集模块相连;
所述的模拟量采集模块工作电压为24V,输入为4-20mA的电流信号。
9、根据权利要求6所述的质子交换膜燃料电池测试平台,其特征是,所述的开关量输出模块工作电压为24V,输出为电压开关信号,通过485总线与工控机相连,根据收到的控制指令控制与它相连的继电器的通断;
所述的PWM驱动器额定电压为24V,输入信号为5V的PWM信号,输出为24V,功率为500W。
10、根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池测试平台,其特征是,所述人机交互部分包括运行在工控机上的软件,该软件用组态软件开发,该软件从与监控系统中的485总线相连的串口上读取数据,得到系统的状态信息,进行滤波处理,存储到数据库,并以文字和曲线图的形式表现出来,同时允许用户设定监控系统中各个继电器的开关,变频器的频率以及PWM的占空比,该软件还允许用户设定燃料电池各个物理参数的范围,如果测量值不在该范围内则进行报警。
CN2008100361466A 2008-04-17 2008-04-17 质子交换膜燃料电池测试装置 Expired - Fee Related CN101252198B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008100361466A CN101252198B (zh) 2008-04-17 2008-04-17 质子交换膜燃料电池测试装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008100361466A CN101252198B (zh) 2008-04-17 2008-04-17 质子交换膜燃料电池测试装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101252198A true CN101252198A (zh) 2008-08-27
CN101252198B CN101252198B (zh) 2010-04-07

Family

ID=39955459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008100361466A Expired - Fee Related CN101252198B (zh) 2008-04-17 2008-04-17 质子交换膜燃料电池测试装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101252198B (zh)

Cited By (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101672898B (zh) * 2009-08-14 2011-09-14 新源动力股份有限公司 一种燃料电池发电系统模拟工况测试装置
CN102593488A (zh) * 2012-02-17 2012-07-18 昆山弗尔赛能源有限公司 一种可无人值守的燃料电池测试系统
CN102830359A (zh) * 2012-08-13 2012-12-19 宁波拜特测控技术有限公司 一种直接甲醇燃料电池测试系统
CN103207084A (zh) * 2012-01-16 2013-07-17 同济大学 用于燃料电池汽车动力系统的动态性能测试系统
WO2013155881A1 (zh) * 2012-04-16 2013-10-24 中国东方电气集团有限公司 液流电池测试平台
CN104064787A (zh) * 2014-06-17 2014-09-24 昆山弗尔赛能源有限公司 一种燃料电池备用电源系统用氢气压力控制系统及其方法
CN104409754A (zh) * 2014-11-05 2015-03-11 北京工业大学 燃料电池内部湿度-电流密度联测传感器
CN104466210A (zh) * 2014-11-05 2015-03-25 北京工业大学 燃料电池内部湿度-电流密度分布测量插片
CN105372599A (zh) * 2015-11-19 2016-03-02 东莞氢宇新能源科技有限公司 一种具有可拓展模块的电堆自动化综合测试平台
CN105572602A (zh) * 2016-03-17 2016-05-11 上海新源动力有限公司 一种燃料电池冷却系统的测试平台
CN105807233A (zh) * 2016-03-17 2016-07-27 上海新源动力有限公司 一种燃料电池氢气系统的测试平台
CN105911474A (zh) * 2016-04-12 2016-08-31 北京航空航天大学 一种基于几何特征提取方法和马氏距离相结合的质子交换膜燃料电池健康状态评估方法
CN107202961A (zh) * 2017-06-05 2017-09-26 北京建筑大学 一种车用燃料电池测试系统及其工作方法
CN107394231A (zh) * 2017-05-31 2017-11-24 中国东方电气集团有限公司 采用燃料电池的动力系统及具有其的整车系统
CN107394230A (zh) * 2017-05-31 2017-11-24 中国东方电气集团有限公司 采用燃料电池的动力系统及具有其的整车系统
CN107681177A (zh) * 2017-08-14 2018-02-09 中国东方电气集团有限公司 一种燃料电池系统及包括其的交通工具
CN107968234A (zh) * 2017-11-06 2018-04-27 西安工程大学 一种微生物燃料储电器
CN108023102A (zh) * 2017-12-01 2018-05-11 厦门大学 一种适用于7.0T/60mm口径磁共振成像仪的燃料电池实时检测系统及方法
CN109346749A (zh) * 2018-09-28 2019-02-15 武汉长海高新技术有限公司 一种燃料电池电堆尾气检测模块
CN109808550A (zh) * 2019-03-15 2019-05-28 常州港华燃气有限公司 一种氢燃料电池模型车的动力控制系统
CN109860667A (zh) * 2019-04-03 2019-06-07 南京机电职业技术学院 燃料电池电动汽车启停过程智能控制装置及控制方法
CN110053495A (zh) * 2019-05-09 2019-07-26 深圳国氢新能源科技有限公司 氢燃料电池动力系统及工业车辆
CN110212221A (zh) * 2019-05-16 2019-09-06 苏州市华昌能源科技有限公司 燃料电池、其湿度控制方法
CN110676491A (zh) * 2019-12-04 2020-01-10 浙江纽联科技有限公司 一种运用于大功率燃料电池电堆检测方法及其系统
CN110673669A (zh) * 2019-10-11 2020-01-10 上海唐锋能源科技有限公司 适用于燃料电池测试设备的温度调节系统
CN111082108A (zh) * 2019-12-30 2020-04-28 上海神力科技有限公司 一种燃料电池启停加速寿命测试的装置及方法
CN111882957A (zh) * 2020-08-19 2020-11-03 天津中德应用技术大学 一种质子交换膜燃料电池控制系统教具
CN112448460A (zh) * 2019-08-13 2021-03-05 张家港氢云新能源研究院有限公司 一种小微轻型深冷高压储氢供电系统
CN112519613A (zh) * 2020-11-26 2021-03-19 哈尔滨工业大学 一种基于车载燃料电池供能的移动充电桩
CN112526358A (zh) * 2021-02-07 2021-03-19 佛山市格美清洁设备有限公司 应用于扫地车燃料电池环境测试的测试设备及控制方法
CN113027745A (zh) * 2021-03-09 2021-06-25 柳州易舟汽车空调有限公司 一种氢气循环泵耐久测试装置
CN113224347A (zh) * 2021-04-07 2021-08-06 武汉船用电力推进装置研究所(中国船舶重工集团公司第七一二研究所) 一种燃料电池系统换热加湿装置及换热加湿方法
CN113285102A (zh) * 2021-05-21 2021-08-20 张家港清研检测技术有限公司 一种用于燃料电池电堆多参数的控制系统
CN113884899A (zh) * 2021-09-28 2022-01-04 中汽创智科技有限公司 一种基于数字孪生的燃料电池仿真标定系统及方法
CN115084588A (zh) * 2022-05-31 2022-09-20 安徽明天氢能科技股份有限公司 一种多功能分体式燃料电池测试系统

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108528234B (zh) * 2018-02-28 2021-08-13 深圳国氢新能源科技有限公司 一种燃料电池保护系统及其充电方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1680822A (zh) * 2004-04-07 2005-10-12 上海神力科技有限公司 一种适合大规模集成式燃料电池的电压检测与监控装置
CN201203663Y (zh) * 2008-05-26 2009-03-04 刘义成 质子交换膜燃料电池测试平台

Cited By (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101672898B (zh) * 2009-08-14 2011-09-14 新源动力股份有限公司 一种燃料电池发电系统模拟工况测试装置
CN103207084A (zh) * 2012-01-16 2013-07-17 同济大学 用于燃料电池汽车动力系统的动态性能测试系统
CN103207084B (zh) * 2012-01-16 2015-08-19 同济大学 用于燃料电池汽车动力系统的动态性能测试系统
CN102593488A (zh) * 2012-02-17 2012-07-18 昆山弗尔赛能源有限公司 一种可无人值守的燃料电池测试系统
WO2013155881A1 (zh) * 2012-04-16 2013-10-24 中国东方电气集团有限公司 液流电池测试平台
CN102830359A (zh) * 2012-08-13 2012-12-19 宁波拜特测控技术有限公司 一种直接甲醇燃料电池测试系统
CN104064787A (zh) * 2014-06-17 2014-09-24 昆山弗尔赛能源有限公司 一种燃料电池备用电源系统用氢气压力控制系统及其方法
CN104064787B (zh) * 2014-06-17 2016-06-15 苏州弗尔赛能源科技股份有限公司 一种燃料电池备用电源系统用氢气压力控制方法
CN104466210B (zh) * 2014-11-05 2017-01-11 北京工业大学 燃料电池内部湿度-电流密度分布测量插片
CN104409754A (zh) * 2014-11-05 2015-03-11 北京工业大学 燃料电池内部湿度-电流密度联测传感器
CN104466210A (zh) * 2014-11-05 2015-03-25 北京工业大学 燃料电池内部湿度-电流密度分布测量插片
CN105372599A (zh) * 2015-11-19 2016-03-02 东莞氢宇新能源科技有限公司 一种具有可拓展模块的电堆自动化综合测试平台
CN105572602A (zh) * 2016-03-17 2016-05-11 上海新源动力有限公司 一种燃料电池冷却系统的测试平台
CN105807233A (zh) * 2016-03-17 2016-07-27 上海新源动力有限公司 一种燃料电池氢气系统的测试平台
CN105911474A (zh) * 2016-04-12 2016-08-31 北京航空航天大学 一种基于几何特征提取方法和马氏距离相结合的质子交换膜燃料电池健康状态评估方法
CN105911474B (zh) * 2016-04-12 2018-12-28 北京航空航天大学 一种质子交换膜燃料电池健康状态评估方法
CN107394231A (zh) * 2017-05-31 2017-11-24 中国东方电气集团有限公司 采用燃料电池的动力系统及具有其的整车系统
CN107394230A (zh) * 2017-05-31 2017-11-24 中国东方电气集团有限公司 采用燃料电池的动力系统及具有其的整车系统
CN107202961A (zh) * 2017-06-05 2017-09-26 北京建筑大学 一种车用燃料电池测试系统及其工作方法
CN107681177A (zh) * 2017-08-14 2018-02-09 中国东方电气集团有限公司 一种燃料电池系统及包括其的交通工具
CN107968234A (zh) * 2017-11-06 2018-04-27 西安工程大学 一种微生物燃料储电器
CN108023102A (zh) * 2017-12-01 2018-05-11 厦门大学 一种适用于7.0T/60mm口径磁共振成像仪的燃料电池实时检测系统及方法
CN109346749A (zh) * 2018-09-28 2019-02-15 武汉长海高新技术有限公司 一种燃料电池电堆尾气检测模块
CN109346749B (zh) * 2018-09-28 2021-11-26 武汉长海高新技术有限公司 一种燃料电池电堆尾气检测模块
CN109808550A (zh) * 2019-03-15 2019-05-28 常州港华燃气有限公司 一种氢燃料电池模型车的动力控制系统
CN109860667A (zh) * 2019-04-03 2019-06-07 南京机电职业技术学院 燃料电池电动汽车启停过程智能控制装置及控制方法
CN110053495A (zh) * 2019-05-09 2019-07-26 深圳国氢新能源科技有限公司 氢燃料电池动力系统及工业车辆
CN110212221A (zh) * 2019-05-16 2019-09-06 苏州市华昌能源科技有限公司 燃料电池、其湿度控制方法
CN110212221B (zh) * 2019-05-16 2020-06-05 苏州市华昌能源科技有限公司 燃料电池、其湿度控制方法
CN112448460A (zh) * 2019-08-13 2021-03-05 张家港氢云新能源研究院有限公司 一种小微轻型深冷高压储氢供电系统
CN112448460B (zh) * 2019-08-13 2023-03-17 张家港氢云新能源研究院有限公司 一种小微轻型深冷高压储氢供电系统
CN110673669A (zh) * 2019-10-11 2020-01-10 上海唐锋能源科技有限公司 适用于燃料电池测试设备的温度调节系统
CN110676491A (zh) * 2019-12-04 2020-01-10 浙江纽联科技有限公司 一种运用于大功率燃料电池电堆检测方法及其系统
CN111082108A (zh) * 2019-12-30 2020-04-28 上海神力科技有限公司 一种燃料电池启停加速寿命测试的装置及方法
CN111882957A (zh) * 2020-08-19 2020-11-03 天津中德应用技术大学 一种质子交换膜燃料电池控制系统教具
CN112519613A (zh) * 2020-11-26 2021-03-19 哈尔滨工业大学 一种基于车载燃料电池供能的移动充电桩
CN112526358A (zh) * 2021-02-07 2021-03-19 佛山市格美清洁设备有限公司 应用于扫地车燃料电池环境测试的测试设备及控制方法
CN112526358B (zh) * 2021-02-07 2021-05-14 佛山市格美清洁设备有限公司 应用于扫地车燃料电池环境测试的测试设备及控制方法
CN113027745A (zh) * 2021-03-09 2021-06-25 柳州易舟汽车空调有限公司 一种氢气循环泵耐久测试装置
CN113224347A (zh) * 2021-04-07 2021-08-06 武汉船用电力推进装置研究所(中国船舶重工集团公司第七一二研究所) 一种燃料电池系统换热加湿装置及换热加湿方法
CN113285102A (zh) * 2021-05-21 2021-08-20 张家港清研检测技术有限公司 一种用于燃料电池电堆多参数的控制系统
CN113884899A (zh) * 2021-09-28 2022-01-04 中汽创智科技有限公司 一种基于数字孪生的燃料电池仿真标定系统及方法
CN115084588A (zh) * 2022-05-31 2022-09-20 安徽明天氢能科技股份有限公司 一种多功能分体式燃料电池测试系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN101252198B (zh) 2010-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101252198B (zh) 质子交换膜燃料电池测试装置
CN201203663Y (zh) 质子交换膜燃料电池测试平台
CN102013503B (zh) 燃料电池备用电源控制系统及其控制方法
CN102569854B (zh) 一种便携式pemfc燃料电池电源系统
CN201237636Y (zh) 一种燃料电池测试系统
CN100452512C (zh) 一种燃料电池发电系统功率输出的控制方法和控制系统
CN106450383B (zh) 一种质子交换膜燃料电池水管理系统及其工作方法
CN201590452U (zh) 一种水冷型质子交换膜燃料电池堆控制系统
CN114156502A (zh) 一种燃料电池热电联供系统
CN102460818B (zh) 独立地控制燃料电池堆的操作的系统和方法以及包含该燃料电池堆的燃料电池系统
CN102598380B (zh) 燃料电池系统及其控制方法
CN103855416A (zh) 燃料电池低温快速启动系统及其启动方法
CN101814768A (zh) 一种基于燃料电池的备用电源系统
CN109546185B (zh) 一种甲醇重整燃料电池的控制系统
CN108155404A (zh) 一种便携式固体氧化物燃料电池发电装置及其控制方法
CN113224354B (zh) 一种燃料电池冬季低温储存氢气路除水干燥控制方法
CN107093756A (zh) 一种基于化学制氢的燃料电池系统及其控制方法
CN103887543B (zh) 一种固体氧化物燃料电池装置的热管理方法
CN100583520C (zh) 应用于燃料电池发电系统的can总线双机冗余控制系统
KR100661920B1 (ko) 부하대응 운전이 가능한 연료전지 및 그 운전 방법
CN202444020U (zh) 一种便携式pemfc燃料电池电源系统
CN201821261U (zh) 一种基于燃料电池的备用电源系统
CN200990401Y (zh) 基于can总线的双机冗余控制系统
CN216698447U (zh) 一种燃料电堆测试平台
CN110581293A (zh) 一种基于ht-pem的甲醇水燃料电池控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SHANGHAI HUANSHENG NEW ENERGY TECHNOLOGY CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: SHANGHAI JIAOTONG UNIVERSITY

Effective date: 20110126

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 200240 NO. 800, DONGCHUAN ROAD, MINHANG DISTRICT, SHANGHAI TO: 200241 ROOM 401B, BUILDING 7, NO. 555, DONGCHUAN ROAD, SHANGHAI

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20110126

Address after: 200241 room 7, building 555, Dongchuan Road, Shanghai,

Patentee after: SHANGHAI HUANSHENG NEW ENERGY & TECHNOLOGY CO., LTD.

Address before: 200240 Dongchuan Road, Shanghai, No. 800, No.

Patentee before: Shanghai Jiao Tong University

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20160901

Address after: 225300 Jiangsu province Taizhou City Temple Lane Street office Zhenxing Road North, Wuling Road on the west side (Zone Industrial Park) No. 13 standard workshop of one to two parts

Patentee after: Taizhou sontone Amperex Technology Limited

Address before: 200241 room 7, building 555, Dongchuan Road, Shanghai,

Patentee before: SHANGHAI HUANSHENG NEW ENERGY & TECHNOLOGY CO., LTD.

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100407

Termination date: 20190417

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee