CN109960299A - 一种大功率燃料电池电堆测试仪加湿模块 - Google Patents
一种大功率燃料电池电堆测试仪加湿模块 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109960299A CN109960299A CN201711339736.1A CN201711339736A CN109960299A CN 109960299 A CN109960299 A CN 109960299A CN 201711339736 A CN201711339736 A CN 201711339736A CN 109960299 A CN109960299 A CN 109960299A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- gas
- flash
- fuel cell
- vapor
- 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
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 36
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 143
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 53
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 47
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 24
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 13
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 5
- 238000007701 flash-distillation Methods 0.000 claims description 5
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 4
- 239000003595 mist Substances 0.000 claims description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 7
- 238000009692 water atomization Methods 0.000 abstract description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 6
- 239000002453 shampoo Substances 0.000 abstract 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 abstract 1
- 239000000306 component Substances 0.000 description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 description 26
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 6
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000006424 Flood reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
- H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
- H01M8/04156—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying with product water removal
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D27/00—Simultaneous control of variables covered by two or more of main groups G05D1/00 - G05D25/00
- G05D27/02—Simultaneous control of variables covered by two or more of main groups G05D1/00 - G05D25/00 characterised by the use of electric means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Air Humidification (AREA)
Abstract
本发明公开了一种大功率燃料电池电堆测试仪加湿模块,包括供水系统、闪蒸系统、水汽混合系统以及控制系统，控制系统与供水系统、闪蒸系统以及水汽混合系统相联的控制部件相联；供水系统中的储水部件通过管道依次联结喷射泵和雾化部件；闪蒸系统包括闪蒸室、加热板，雾化部件固定在加热板的上方；与闪蒸系统联结的水汽混合系统包括混合室及其内部的折流板和位于折流板下方的分流环，分流环与输入待加湿气体的供气管道相联，待加湿气体经分流环进入混合室，与水蒸气混合后流过折流板；本发明可以实现水雾化均匀性高、上位机调节加热板快速蒸发水，降低能耗；实现温度、流量气体增湿精确控制，以及高湿度到低湿度快速转换，响应速度快等优点。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池领域，具体来说，涉及大功率燃料电池电堆测试仪加湿模块。
背景技术
燃料电池是一种具有零排放、转换效率高、噪音低安全性高等优点的能量转换装置。它是由膜电极、双极板、集流板、端板和紧固件组成，其中膜电极为核心部件。质子交换膜在湿润状态下才能发挥其最大的离子传导作用，同时提高电堆整体性能和寿命。所以在测试系统中必须加入气体加湿装置，能实现气体在全湿度范围内的增湿。
燃料电池测试设备气体加湿常用方法有鼓泡增湿、喷淋增湿、膜渗透增湿，也有鼓泡增湿和膜渗透增湿相结合的方法。鼓泡增湿的原理是将气体分散到鼓泡水箱之中，通过加热鼓泡水箱中的水的温度使水蒸发，来加湿气体流经鼓泡水箱的气体，这种方法只适合小功率测试设备使用；喷淋增湿的原理是降水通过喷头喷出，和气体短时间的混合增湿气体；膜渗透增湿原理是通过水的浓度差，使水渗透到膜的另一边和气体混合来实现增湿气体。
传统的气体增湿装置存在的不足之处：①鼓泡增湿方法响应速度慢，气体湿度不易控制和改变，特别是温度降低的过程耗时长；②喷淋法增湿水雾化效果不好，存在一部分液态水，它随气体进入燃料电池，导致膜电极水淹，③膜渗透增湿法制作工艺复杂、成本高，湿度可调范围较窄；④若实现大流量气体增湿，以上增湿方法的系统体积较大，结构也复杂，能耗大。
为了测试燃料电池性能和使用寿命等技术参数，必须模拟测试燃料电池的实际使用工况，就要测试使用不同湿度气体时燃料电池的性能参数，这样就对燃料电池测试设备提出更高的技术要求：实现水雾化均匀性高；实现上位机PID程序算法调节加热板功率，使适量的水快速蒸发，降低能耗；实现不同温度，不同流量气体增湿的精确控制，特别是实现大流量气体的增湿；实现全范围湿度内气体增湿；实现高湿度到低湿度快速转换，响应速度快等方便的要求，因此需要寻找一种能够实现以上方法的技术方案。
发明内容
有鉴于此，需要克服现有技术中的上述缺陷中的至少一个。本发明提供了一种大功率燃料电池电堆测试仪加湿模块，包括：供水系统、闪蒸系统、水汽混合系统以及控制系统；所述供水系统包括储水部件、喷射泵、雾化部件，所述储水部件通过管道依次联结所述喷射泵和所述雾化部件；
所述闪蒸系统包括闪蒸室、安装在所述闪蒸室内部且用于将来自所述储水部件的水进行蒸发形成水蒸气的加热板，所述雾化部件固定在所述闪蒸室内部，位于所述加热板的上方，所述储水部件存储的所述去离子水通过所述喷射泵联结至用于对所述去离子水进行雾化处理的所述雾化部件，并进而将雾化后的所述去离子水喷射到所述加热板上进行蒸发；
与所述闪蒸系统联结且形成联通的所述水汽混合系统包括混合室，安装在所述混合室内部的折流板和分流环，所述分流环与联通至外部供气系统且用于输入待加湿气体的供气管道相联，所述折流板安装在所述分流环上方，所述待加湿气体通过所述供气管道经所述分流环进入所述混合室，与来自所述闪蒸室内的水蒸气混合后流过折流板，所述混合室还包括联结至燃料电池内部的出口及联结所述出口的输出管道；
所述控制系统与所述供水系统、所述闪蒸系统以及所述水汽混合系统相联的控制部件相联。
其运行机制为：来自供水系统中储水部件的去离子水，根据待加湿气体的流量通过控制系统进行计算所需所述去离子水的流量，开启喷射泵对所述去离子水加压，通过液体质量流量控制器控制所述去离子水的流量，通过管道且经雾化处理后喷射到位于闪蒸系统中闪蒸室中的加热板形成水蒸气并进入水气混合系统中的混合室；所述控制系统预设并控制所述待加湿气体流通的气管温度，待所述气管温度达到预设值，开启气源开关，被加湿气体经预热后的所述气管流入所述水汽混合系统中的所述混合室，所述待加湿气体在所述混合室中与来自所述闪蒸室中的水蒸气进行混合并流出所述混合室的出气口后进入燃料电池内部。
根据本发明背景技术中对现有技术所述，传统的气体增湿装置存在的不足之处：①鼓泡增湿方法响应速度慢，气体湿度不易控制和改变，特别是温度降低的过程耗时长；②喷淋法增湿水雾化效果不好，存在一部分液态水，它随气体进入燃料电池，导致膜电极水淹，③膜渗透增湿法制作工艺复杂、成本高，湿度可调范围较窄；④若实现大流量气体增湿，以上增湿方法的系统体积较大，结构也复杂，能耗大；而本发明提供的大功率燃料电池电堆测试仪加湿模块，可以实现水雾化均匀性高；实现上位机PID程序算法调节加热板功率，使适量的水快速蒸发，降低能耗；实现不同温度，不同流量气体增湿的精确控制，特别是实现大流量气体的增湿；实现全范围湿度内气体增湿；实现高湿度到低湿度快速转换，响应速度快等优点。
另外，根据本发明公开的大功率燃料电池电堆测试仪加湿模块还具有如下附加技术特征：
进一步地，所述喷射泵中的所述去离子水加压设置在0.3-0.5MPa之间。
合适的压力可以提升后续雾化效果。
进一步地，供水系统还包括位于所述储水部件和所述雾化部件之间且用于控制液体流量并与所述控制系统相联的液体质量流量控制器，或位于所述储水部件和所述雾化部件之间且控制所述去离子水流向的供水单向阀，或用于水位探测的低位水位探测装置和水位出现异常进行报警的水位报警器，或上述多者的任意组合。
所述液体质量流量控制器将相关数据传递至所述控制系统并受控制系统进行控制，所述去离子水的流量根据所述待加湿气体的气流量进行计算获得。
可选地，所述雾化部件为广角离心喷头或窄角离心喷头或广角离心喷头和窄角离心喷头组合使用或大流量超声喷头，以使雾化更加均匀。
进一步地，所述闪蒸系统还包括用于支撑所述加热板的绝热部件或/和与所述控制系统及加热板联结的测温装置和温控装置；
或
位于所述闪蒸室内部且用于水位探测的高低位水位探测器以及控制联结所述闪蒸室和所述储水部件之间回流管道的常闭电磁阀开关，所述高低位水位探测器以及所述常闭电磁阀开关均与所述控制系统相联；
或
上述两者的组合，即闪蒸系统可以采用包含上述两种技术方案的组合技术方案。
所述绝热部件可以是绝热柱或其他绝热支撑，采用简单的绝热柱可以提升内部空间和降低成本，测温装置测量所述加热板温度且将数据传递至所述控制系统，由所述控制系统控制所述温控装置对所述加热板进行温度调节，保证所述加热板可以将所述去离子水及时进行蒸发；由于闪蒸室不可避免会存在一些水蒸气的留存问题，因此必须将其中超过预期的水量排出，可以排回到储水系统中进行循环利用，也可以直接排放掉，因此就需要用于探测高水位的水位探测器并需要与控制系统进行联结以达到自动控制目的，此处的“或”及“或/和”代表可将两者单独使用，也可组合使用。
进一步地，所述闪蒸系统和所述水气混合系统通过具有用于减少所述闪蒸室和所述混合室之间热量传递的绝热材料的凹凸法兰联结。
进一步地，所述水气混合系统的所述供气管道上还依次安装有供气单向阀、与所述控制系统相联的质量流量控制器和/或待加湿气体加热装置，所述待加湿气体流经位于所述混合室外部的质量流量控制器和供气单向阀通过位于所述混合室内部的所述分流环与所述水蒸气进行混合，并经过所述折流板均匀混合，所述质量流量控制器与所述控制系统相联并进行数据反馈，此处的和/或意味着两种技术方案：其一为依次安装供气单向阀、与所述控制系统相联的质量流量控制器，其二为依次安装供气单向阀、与所述控制系统相联的质量流量控制器和待加湿气体加热装置。
折流板、分流环可以让待加湿气体和水蒸气混合更加均匀，同时待加湿气体的流量需要通过所述质量流量控制器反馈到控制系统处，并需要经过计算进而对所需的去离子水的使用量或流量进行控制。
进一步地，所述加湿装置还包括位于所述出气口后的压力传感器或/和露点变送器或/和输出气体加热部件，所述控制系统还包括实时监控由所述出气口流出的被加湿气体的压力或/和湿度或/和温度的传感部件，此处及本文中的“或/和”意味着包括的器件或部件可以以任意组合的形式存在，可以是单独作为实施例，也可以两两任意组合或两个以上的任意组合，这里的输出气体加热部件可以采用电加热带。
进一步地，所述闪蒸室、所述混合室以及位于所述出气口后端的出气管道具有用于对上述部件绝热保温的绝热保温部件；
更进一步地，所述质量流量控制器和所述混合室之间的管路具有输入气体加热部件。
上述加热部件和输入气体加热部件以及输入气体加热部件都可以采用电加热带。
更进一步地，所述质量流量控制器和所述混合室之间的管路为折线管路或螺旋管路。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明一个实施例的示意图；
其中，供水系统（1），闪蒸系统（2），水汽混合系统（3），控制系统（4），储水部件（11），喷射泵（12），液体质量流量控制器（13），雾化部件（14），供水单向阀（15），常闭电磁阀开关（16），低位水位探测装置（17），报警器（18），闪蒸室（21），加热板（22），绝热支撑（23），高位水位探测装置（24），测温装置（25），凹凸法兰（26），温控装置（27），混合室（31），折流板（32），分流环（33），压力传感器（34），露点变送器（35），输出气体加热部件（36），质量流量控制器（37）供气单向阀（38）。
具体实施方式
下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“联接”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参照附图来描述本发明的大功率燃料电池电堆测试仪加湿模块，其中图1是本发明一个实施例的示意图。
根据本发明的实施例，本发明提供的大功率燃料电池电堆测试仪加湿模块，包括：供水系统（1）、闪蒸系统（2）、水汽混合系统（3）以及控制系统（4）；所述供水系统（1）包括储水部件（11）、喷射泵（12）、液体质量流量控制器（13）、雾化部件（14），所述储水部件（11）通过管道依次联结所述喷射泵（12）、液体质量流量控制器（13）和所述雾化部件（14）；
所述闪蒸系统（2）包括闪蒸室（21）、安装在所述闪蒸室（21）内部且用于将来自所述储水部件（11）的水进行蒸发形成水蒸气的加热板（22），所述雾化部件（14）进入至所述闪蒸室（21）内部，位于所述加热板（22）的上方，所述储水部件（11）存储的所述去离子水通过所述喷射泵（12）联结至用于对所述去离子水进行雾化处理的所述雾化部件（14），并进而将雾化后的所述去离子水喷射到所述加热板（22）上进行蒸发；
与所述闪蒸系统（2）联结且形成联通的所述水汽混合系统（3）包括混合室（31），安装在所述混合室（31）内部的折流板（32）和分流环（33），所述分流环（33）与联通至外部供气系统且用于输入待加湿气体的供气管道相联，所述折流板（32）安装在所述分流环（33）上方，所述待加湿气体通过所述供气管道经所述分流环（33）进入所述混合室（31），与来自所述闪蒸室（21）内的水蒸气混合后流过折流板（32），所述混合室（31）还包括联结至燃料电池内部的出口及联结所述出口的输出管道；所述控制系统（4）与所述供水系统（1）、所述闪蒸系统（2）以及所述水汽混合系统（3）相联的控制部件相联。
其运行机制为：来自供水系统（1）中储水部件（11）的去离子水，根据待加湿气体的流量通过控制系统（4）进行计算所需所述去离子水的流量，开启喷射泵（12）对所述去离子水进行加压，用液体质量流量控制器控制所述去离子水的流量，通过管道且经雾化处理后喷射到位于闪蒸系统（2）中闪蒸室（21）中的加热板（22）形成水蒸气并进入水气混合系统中的混合室（31）；
所述控制系统（4）预设并控制所述待加湿气体流通的气管温度，待所述气管温度达到预设值，开启气源开关，所述待加湿气体经预热后的所述气管流入所述水汽混合系统（3）中的所述混合室（31），所述待加湿气体在所述混合室（31）中与来自所述闪蒸室（21）中的水蒸气进行混合并流经所述的折流板（32），最后流出所述混合室（31）的出气口后进入燃料电池内部。
根据本发明背景技术中对现有技术所述，传统的气体增湿装置存在的不足之处：①鼓泡增湿方法响应速度慢，气体湿度不易控制和改变，特别是温度降低的过程耗时长；②喷淋法增湿水雾化效果不好，存在一部分液态水，它随气体进入燃料电池，导致膜电极水淹，③膜渗透增湿法制作工艺复杂、成本高，湿度可调范围较窄；④若实现大流量气体增湿，以上增湿方法的系统体积较大，结构也复杂，能耗大；而本发明提供的大功率燃料电池电堆测试仪加湿模块，可以实现水雾化均匀性高；实现上位机PID程序算法调节加热板（22）功率，使适量的水快速蒸发，降低能耗；实现不同温度，不同流量气体增湿的精确控制，特别是实现大流量气体的增湿；实现全范围湿度内气体增湿；实现高湿度到低湿度快速转换，响应速度快等优点。
另外，根据本发明公开的大功率燃料电池电堆测试仪加湿模块还具有如下附加技术特征：
根据本发明的一些实施例，所述喷射泵（12）中的所述去离子水加压设置在0.3-0.5MPa之间。
合适的压力可以提升后续雾化效果。
根据本发明的一个实施例，供水系统（1）还包括位于所述储水部件（11）和所述雾化部件（14）之间且用于控制液体流量并与所述控制系统（4）相联的液体质量流量控制器（13）；
可选地，供水系统（1）还包括位于所述储水部件（11）和所述雾化部件（14）之间且控制所述去离子水流向的供水单向阀（15）；
可选地，供水系统（1）还包括用于水位探测的低位水位探测装置（17）和水位出现异常进行报警的报警器（18）；
根据本发明的一些实施例，供水系统（1）包括上述多者的任意组合；所述液体质量流量控制器将相关数据传递至所述控制系统并受控制系统进行控制，所述去离子水的流量根据所述待加湿气体的气流量进行计算获得。
根据本发明的一些实施例，所述雾化部件（14）为广角离心喷头或窄角离心喷头或广角离心喷头和窄角离心喷头组合使用或大流量超声喷头。
根据本发明的一个实施例，所述闪蒸系统（2）还包括用于支撑所述加热板（22）的绝热部件或/和或/和与所述控制系统（4）及加热板（22）联结的测温装置（25）和温控装置（27）；
可选地，所述闪蒸系统（2）还包括位于所述闪蒸室（21）内部且用于水位探测的高低位水位探测器以及控制联结所述闪蒸室（21）和所述储水部件（11）之间回流管道的常闭电磁开关（16），所述高低位水位探测器（24）以及所述常闭电磁开关（16）均与所述控制系统（4）相联；当所述闪蒸室（21）中的水位高于设定值时，所述高低位水位探测器（24）给联结所述闪蒸室（21）和所述储水部件（11）的常闭电磁开关（16）控制信号，使所述常闭电磁开关（16）打开，让所述闪蒸室（21）的水通过回流管道排入所述储水部件（11）中；当所述闪蒸室（21）中的水位低于设定值时，所述高低位水位探测器（24）给联结所述闪蒸室（21）和所述储水部件（11）的常闭电磁开关控制信号，使所述常闭电磁开关关闭，禁止所述闪蒸室（21）的水通过管道排入所述储水部件（11）中，此处的所述高低位水位探测器指两种功能的组合器件，或包括低位水位探测装置和高位水位探测装置独立的两部分。
可选地，所述闪蒸系统（2）还包括上述两者的组合，即闪蒸系统（2）可以采用包含上述两种技术方案的组合技术方案。
所述绝热部件可以是绝热柱或其他绝热支撑（23），采用简单的绝热柱可以提升内部空间和降低成本，测温装置（25）测量所述加热板（22）温度且将数据传递至所述控制系统（4），由所述控制系统（4）控制所述温控装置（27）对所述加热板（22）进行温度调节，保证所述加热板（22）可以将所述去离子水及时进行蒸发；由于闪蒸室（21）不可避免会存在一些水蒸气的留存问题，因此必须将其中超过预期的水量排出，可以排回到储水系统中进行循环利用，也可以直接排放掉，因此就需要用于探测高、低水位的水位探测器并需要与控制系统（4）进行联结以达到自动控制目的，此处的“或”及“或/和”代表可将两者单独使用，也可任意组合使用。
根据本发明的一个实施例，所述闪蒸系统（2）和所述水气混合系统通过具有用于减少所述闪蒸室（21）和所述混合室（31）之间热量传递的绝热材料的凹凸法兰（26）联结。
根据本发明的一个实施例，所述水气混合系统的所述供气管道上还依次安装有供气单向阀（38）、与所述控制系统相联的质量流量控制器（37）和/或待加湿气体加热装置，所述待加湿气体流经位于所述混合室（31）外部的质量流量控制器（37）和供气单向阀（38）通过位于所述混合室（31）内部的所述分流环（33）与所述水蒸气进行混合，并经过所述折流板（32）均匀混合，所述质量流量控制器（37）与所述控制系统（4）相联并进行数据反馈，此处的和/或意味着两种技术方案：其一为依次安装供气单向阀（38）、与所述控制系统相联的质量流量控制器（37），其二为依次安装供气单向阀（38）、与所述控制系统（4）相联的质量流量控制器（37）和待加湿气体加热装置；所述的分流环（33）和所述的加热板（22）为位置动态安装，即意味着两者相对位置是可调的。
折流板（32）、分流环（33）可以让待加湿气体和水蒸气混合更加均匀，同时待加湿气体的流量需要通过所述质量流量控制器（37）反馈到控制系统（4）处，并需要经过计算进而对所需的去离子水的使用量或流量进行控制。
根据本发明的一个实施例，所述加湿方法还包括位于所述出气口后的压力传感器（34）或/和露点变送器（35）或/和输出气体加热部件，，所述控制系统还包括实时监控由所述出气口流出的被加湿气体的压力或/和湿度或/和温度的传感部件，此处的或/和意味着包括的器件或部件可以以任意组合的形式存在，可以是单独作为实施例，也可以两两组合或两个以上的任意组合，这里的输出气体加热部件可以采用电加热带。
根据本发明的一个实施例，所述加热板（22）还联结有与所述控制系统（4）联结且用于对所述加热板（22）进行温度控制的温控装置（27），所述温控装置（27）用于调节所述加热板（22）的工作功率使所述去离子水及时蒸发。
根据本发明的一个实施例，所述闪蒸室（21）、所述混合室（31）以及位于所述出气口后端的出气管道具有用于对上述部件绝热保温的绝热保温部件；
根据本发明的一个实施例，所述质量流量控制器（37）和所述混合室（31）之间的管路具有输入气体加热部件，以进行预热。
上述加热部件和输入气体加热部件以及输入气体加热部件都可以采用电加热带。
根据本发明的一些实施例，所述质量流量控制器（37）和所述混合室（31）之间的管路为折线管路或螺旋管路，如图1中所述质量流量控制器（37）和所述混合室（31）之间的螺旋管线。
尽管参照本发明的多个示意性实施例对本发明的具体实施方式进行了详细的描述，但是必须理解，本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例，这些改进和实施例将落在本发明原理的精神和范围之内。具体而言，在前述公开、附图以及权利要求的范围之内，可以在零部件和/或者从属组合布局的布置方面作出合理的变型和改进，而不会脱离本发明的精神。除了零部件和/或布局方面的变型和改进，其范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种大功率燃料电池电堆测试仪加湿模块，其特征在于，包括：供水系统、闪蒸系统、水汽混合系统以及控制系统；
所述供水系统包括储水部件、喷射泵、雾化部件，所述储水部件通过管道依次联结所述喷射泵和所述雾化部件；
所述闪蒸系统包括闪蒸室、安装在所述闪蒸室内部且用于将来自所述储水部件的水进行蒸发形成水蒸气的加热板，所述雾化部件固定在所述闪蒸室内部，位于所述加热板的上方；
与所述闪蒸系统联结且形成联通的所述水汽混合系统包括混合室，安装在所述混合室内部的折流板和分流环，所述分流环与联通至外部供气系统且用于输入待加湿气体的供气管道相联，所述折流板安装在所述分流环上方，所述待加湿气体通过所述供气管道经所述分流环进入所述混合室，与来自所述闪蒸室内的水蒸气混合后流过折流板，所述混合室还包括联结至燃料电池内部的出口及联结所述出口的输出管道；
所述控制系统与所述供水系统、所述闪蒸系统以及所述水汽混合系统相联的控制部件相联。
2.根据权利要求1所述的大功率燃料电池电堆测试仪加湿模块，其特征在于，供水系统还包括位于所述储水部件和所述雾化部件之间且用于控制液体流量并与所述控制系统相联的液体质量流量控制器，或位于所述储水部件和所述雾化部件之间且控制所述去离子水流向的供水单向阀，或用于水位探测的低位水位探测装置和水位出现异常进行报警的水位报警器，或上述多者的任意组合。
3.根据权利要求1中所述的大功率燃料电池电堆测试仪加湿模块，其特征在于，所述雾化部件为广角离心喷头或窄角离心喷头或广角离心喷头和窄角离心喷头组合使用或大流量超声喷头。
4.根据权利要求1所述的大功率燃料电池电堆测试仪加湿模块，其特征在于，所述闪蒸系统还包括用于支撑所述加热板的绝热部件或/和与所述控制系统及加热板联结的测温装置和温控装置；
或
位于所述闪蒸室内部且用于水位探测的高低位水位探测器以及控制联结所述闪蒸室和所述储水部件之间回流管道的常闭电磁阀开关，所述高低位水位探测器以及所述常闭电磁阀开关均与所述控制系统相联；
或
上述两者的组合。
5.根据权利要求1所述的大功率燃料电池电堆测试仪加湿模块，其特征在于，所述闪蒸系统和所述水气混合系统通过具有用于减少所述闪蒸室和所述混合室之间热量传递的绝热材料的凹凸法兰联结。
6.根据权利要求1所述的大功率燃料电池电堆测试仪加湿模块，其特征在于，所述水气混合系统的所述供气管道上还依次安装有供气单向阀、与所述控制系统相联的质量流量控制器和/或待加湿气体加热装置。
7.根据权利要求1所述的大功率燃料电池电堆测试仪加湿模块，其特征在于，所述加湿装置还包括位于所述出气口后的压力传感器或/和露点变送器或/和输出气体加热部件，所述控制系统还包括实时监控由所述出气口流出的被加湿气体的压力或/和湿度或/和温度的传感部件。
8.根据权利要求1所述的大功率燃料电池电堆测试仪加湿模块，其特征在于，所述闪蒸室、所述混合室以及位于所述出气口后端的出气管道具有用于对上述部件绝热保温的绝热保温部件。
9.根据权利要求6所述的大功率燃料电池电堆测试仪加湿模块，其特征在于，所述质量流量控制器和所述混合室之间的管路具有输入气体加热部件。
10.根据权利要求6所述的大功率燃料电池电堆测试仪加湿模块，其特征在于，所述质量流量控制器和所述混合室之间的管路为折线管路或螺旋管路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711339736.1A CN109960299B (zh) | 2017-12-14 | 2017-12-14 | 一种大功率燃料电池电堆测试仪加湿模块 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711339736.1A CN109960299B (zh) | 2017-12-14 | 2017-12-14 | 一种大功率燃料电池电堆测试仪加湿模块 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109960299A true CN109960299A (zh) | 2019-07-02 |
| CN109960299B CN109960299B (zh) | 2020-12-22 |
Family
ID=67017996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711339736.1A Active CN109960299B (zh) | 2017-12-14 | 2017-12-14 | 一种大功率燃料电池电堆测试仪加湿模块 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109960299B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114578244A (zh) * | 2022-04-08 | 2022-06-03 | 江苏巨杰机电有限公司 | 一种用于电动车配件生产的质检装置及方法 |
| CN115020759A (zh) * | 2021-03-05 | 2022-09-06 | 郑州宇通客车股份有限公司 | 一种燃料电池阳极水管理控制系统及方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6468681B1 (en) * | 1998-06-26 | 2002-10-22 | Kabushikikaisha Equos Research | Fuel cell system |
| CN101345318A (zh) * | 2007-07-10 | 2009-01-14 | 比亚迪股份有限公司 | 燃料电池增湿系统 |
| CN102297827A (zh) * | 2010-06-25 | 2011-12-28 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 燃料电池膜电极透气性的测试方法及测试池和测试装置 |
| CN203895548U (zh) * | 2013-12-11 | 2014-10-22 | 同济大学 | 一种大功率燃料电池的加湿系统 |
| WO2016116185A1 (de) * | 2015-01-21 | 2016-07-28 | Fev Gmbh | Verfahren zum betreiben eines brennstoffzellensystems sowie brennstoffzellensystem |
| CN106935886A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-07-07 | 上海泛町智能科技有限公司 | 一种气体加湿设备 |
| CN106981673A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-07-25 | 上海泛町智能科技有限公司 | 一种气体加湿系统 |
-
2017
- 2017-12-14 CN CN201711339736.1A patent/CN109960299B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6468681B1 (en) * | 1998-06-26 | 2002-10-22 | Kabushikikaisha Equos Research | Fuel cell system |
| CN101345318A (zh) * | 2007-07-10 | 2009-01-14 | 比亚迪股份有限公司 | 燃料电池增湿系统 |
| CN102297827A (zh) * | 2010-06-25 | 2011-12-28 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 燃料电池膜电极透气性的测试方法及测试池和测试装置 |
| CN203895548U (zh) * | 2013-12-11 | 2014-10-22 | 同济大学 | 一种大功率燃料电池的加湿系统 |
| WO2016116185A1 (de) * | 2015-01-21 | 2016-07-28 | Fev Gmbh | Verfahren zum betreiben eines brennstoffzellensystems sowie brennstoffzellensystem |
| CN106935886A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-07-07 | 上海泛町智能科技有限公司 | 一种气体加湿设备 |
| CN106981673A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-07-25 | 上海泛町智能科技有限公司 | 一种气体加湿系统 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115020759A (zh) * | 2021-03-05 | 2022-09-06 | 郑州宇通客车股份有限公司 | 一种燃料电池阳极水管理控制系统及方法 |
| CN115020759B (zh) * | 2021-03-05 | 2023-10-03 | 宇通客车股份有限公司 | 一种燃料电池阳极水管理控制系统及方法 |
| CN114578244A (zh) * | 2022-04-08 | 2022-06-03 | 江苏巨杰机电有限公司 | 一种用于电动车配件生产的质检装置及方法 |
| CN114578244B (zh) * | 2022-04-08 | 2023-08-29 | 江苏巨杰机电有限公司 | 一种用于电动车配件生产的质检装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109960299B (zh) | 2020-12-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN208173714U (zh) | 一种燃料电池测试设备气体加湿装置 | |
| CN107908209A (zh) | 一种燃料电池测试平台及其温湿度控制系统 | |
| CN203895548U (zh) | 一种大功率燃料电池的加湿系统 | |
| CN112310441B (zh) | 一种燃料电池反应气体的温湿度控制系统 | |
| CN109597452B (zh) | 一种大功率燃料电池测试平台气体温湿度调控系统 | |
| CN106354180A (zh) | 一种快速调节燃料电池测试台气体温湿度的系统 | |
| CN109960300A (zh) | 一种燃料电池测试气体加湿方法 | |
| CN209044402U (zh) | 一种燃料电池测试平台气体温湿度调控系统 | |
| CN209927167U (zh) | 一种燃料电池引射器测试系统 | |
| CN209626330U (zh) | 一种燃料电池测试台配气装置 | |
| CN102544553A (zh) | 用于燃料电池测试平台的气体增湿系统 | |
| CN112271311A (zh) | 一种燃料电池的控制系统及其方法 | |
| CN208566977U (zh) | 一种混合式加湿器 | |
| CN109960299A (zh) | 一种大功率燃料电池电堆测试仪加湿模块 | |
| CN201419101Y (zh) | 用于检测挥发性有机物的环境箱的结构改进 | |
| CN113517457A (zh) | 燃料电池检测平台气体加温加湿系统 | |
| CN206115313U (zh) | 一种快速调节燃料电池测试台气体温湿度的系统 | |
| CN104932038B (zh) | 一种温度、湿度和压力传感器检定用温湿压综合发生器 | |
| CN114993717A (zh) | 一种燃料电池膜增湿器性能测试装置 | |
| CN110333446A (zh) | 新能源电机的测试系统 | |
| CN114778764B (zh) | 一种燃料电池气水分离器的测试系统、方法 | |
| CN211427168U (zh) | 一种燃料电池测试台气体加湿装置 | |
| CN114759225B (zh) | 燃料电池水气分离器测试系统和测试方法 | |
| CN216488175U (zh) | 一种燃料电池电堆的模拟装置 | |
| CN215988867U (zh) | 燃料电池检测平台气体加温加湿系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 163 Xianlin Avenue, Qixia District, Nanjing City, Jiangsu Province Patentee after: NANJING University Patentee after: Jiangsu Yanchang sanglaite new energy Co.,Ltd. Patentee after: KUNSHAN INNOVATION RESEARCH INSTITUTE OF NANJING University Address before: 163 Xianlin Avenue, Qixia District, Nanjing City, Jiangsu Province Patentee before: NANJING University Patentee before: KUNSHAN SUNLAITE NEW ENERGY Co.,Ltd. Patentee before: KUNSHAN INNOVATION RESEARCH INSTITUTE OF NANJING University |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |