CN111766075A - 一种氢燃料电池发动机测试系统 - Google Patents

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郭静
李彬斌
熊志文
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Abstract

本发明公开了一种氢燃料电池发动机测试系统，本发明涉及氢燃料电池发动机技术领域，包括机体、去离子水循环供应系统、供氢系统、供氮系统、空气供应系统和冷却水供应系统，所述供氢系统、供氮系统、空气供应系统和冷却水供应系统通过外部连接管与机体之间固定连接，外部连接管固定安装有控制模块，所述去离子水循环供应系统与机体之间通过输出水管和输入水管双向连接，所述机体一侧安装有分流管。该测试系统不仅能够通过多个不同的收集装置对不同的流体进行收集，便于外部操作人员得到最佳数据，得出流失最多的流体，使测试数据最佳化，也使离子水达到最佳电阻值，能够将去离子水进行循环使用，避免对去离子水造成浪费。

Description

一种氢燃料电池发动机测试系统
技术领域
本发明涉及氢燃料电池发动机技术领域，具体为一种氢燃料电池发动机测试系统。
背景技术
氢气不含有碳，燃烧后不产生CO2，氢气可以通过太阳能、风能等可再生能源获得，被认为是理想的能源或能源载体，氢气作为内燃机燃料时，极易实现稀薄燃烧，排放污染物少，热效率高，主要用于利用氢反应发电的原理制成质子交换膜燃料电池，随着氢燃料技术的进一步发展，出现了将氢气直接作为发动机燃料的应用。
氢燃料电池发动机在测试过程中，需要一个完整的系统对其进行测试处理，但现有的测试系统在使用过程中，对流体进行存储时，储存在同一密闭容器内，在对密闭容器内部的流体数据进行监测处理，此种监测方式，会导致部分流体数据不准确，不利于外部操作人员进行操作处理。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种氢燃料电池发动机测试系统，解决了对流体进行存储时，储存在同一密闭容器内，在对密闭容器内部的流体数据进行监测处理，此种监测方式，会导致部分流体数据不准确，不利于外部操作人员进行操作处理的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种氢燃料电池发动机测试系统，包括机体、去离子水循环供应系统、供氢系统、供氮系统、空气供应系统和冷却水供应系统，所述供氢系统、供氮系统、空气供应系统和冷却水供应系统通过外部连接管与机体之间固定连接，外部连接管外部固定安装有控制模块，所述去离子水循环供应系统与机体之间通过输出水管和输入水管双向连接，所述机体一侧固定安装有分流管，所述分流管分别通过外部连接管固定连接有氢气收集装置、氮气收集装置、空气收集装置以及冷却水收集装置。
优选的，所述控制模块内部包括有氢气流量控制单元、氮气流量控制单元、空气流量控制单元和冷却水流量控制单元，所述供氢系统内部包括有氢气储气罐，所述氢气储气罐外部分别固定安装有第一电磁阀、第一流量监测器和第一气压监测器，所述氢气储气罐出口处固定安装有输送管，所述氢气收集装置内部包括有氢气收集罐，所述氢气收集罐外部分别固定安装有第二电磁阀、第二气压监测器和第二流量监测器。
优选的，所述去离子水循环供应系统内部包括有去离子水储水箱，所述去离子水储水箱外部通过连接管固定连接有循环水泵，所述输入水管外部通过连接管固定连接有石英砂过滤器，所述石英砂过滤器外部通过连接管固定连接有反渗透膜过滤器，所述反渗透膜过滤器外部通过连接管固定连接有紫外线强光器，所述紫外线强光器外部通过连接管固定连接有离子交换器。
优选的，所述循环水泵输出端与输出水管固定连接，所述输入水管和输出水管均与机体外部固定连接，所述紫外线强光器、循环水泵和离子交换器均与外部电源和外部开关电性连接。
优选的，所述反渗透膜过滤器内部包括有反渗透膜，反渗透膜材质为人工半透膜，所述石英砂过滤器内部包括有石英砂。
优选的，所述氢气流量控制单元、氮气流量控制单元、空气流量控制单元和冷却水流量控制单元依次与供氢系统、供氮系统、空气供应系统和冷却水供应系统内部的输送管之间固定连接，所述第二流量监测器与第二气压监测器内部监测探头均位于氢气收集罐内部。
优选的，所述氢气收集装置、氮气收集装置、空气收集装置以及冷却水收集装置内部结构基本相同，所述供氢系统、供氮系统、空气供应系统和冷却水供应系统内部结构基本相同。
优选的，所述机体内部设有多个腔体，腔体依次对氢气、空气、氮气以及冷却水进行收纳
有益效果
本发明提供了一种氢燃料电池发动机测试系统。与现有技术相比具备以下有益效果：
1、该氢燃料电池发动机测试系统，通过供氢系统、供氮系统、空气供应系统和冷却水供应系统通过若干个输送管依次将氢气、氮气、空气和冷却水输送到机体内部，第一气压监测器和第一流量监测器对氢气储气罐以及其他储气罐内部的气压和流量进行监测，控制模块内部的氢气流量控制单元、氮气流量控制单元、空气流量控制单元和冷却水流量控制单元对输送管内部的流体流量进行监测控制，得到流量数据，再通过机体的分流管输送到若干个收集装置内部，装置内部的第二流量监测器对收集罐内部的流体流量进行处理，并得到流量数据，将初始数据与末始数据进行对比，对机体内部所流失的流体进行统计测试，通过多个不同的收集装置对不同的流体进行收集，便于外部操作人员得到最佳数据，得出流失最多的流体，使测试数据最佳化。
2、该氢燃料电池发动机测试系统，通过向机体内部注入去离子水，去离子水储水箱内部的去离子水通过输出水管输送到机体内部，机体内部使用过后的去离子水经过输入水管输送到石英砂过滤器和反渗透膜过滤器对去离子水进行过滤处理，紫外线强光器对去离子水进行有效杀菌，离子交换器能够进行多次离子交换，使去离子水达到最佳电阻值，能够将去离子水进行循环使用，避免对去离子水造成浪费。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明供氢系统结构框图；
图3为本发明控制模块结构框图；
图4为本发明氢气收集装置结构框图；
图5为本发明去离子水循环供应系统结构框图。
图中：1、机体；2、供氢系统；21、氢气储气罐；22、第一电磁阀；23、第一流量监测器；24、第一气压监测器；25、输送管；3、供氮系统；4、空气供应系统；5、冷却水供应系统；6、控制模块；61、氢气流量控制单元；62、氮气流量控制单元；63、空气流量控制单元；64、冷却水流量控制单元；7、分流管；8、去离子水循环供应系统；81、去离子水储水箱；82、循环水泵；83、输出水管；84、输入水管；85、石英砂过滤器；86、反渗透膜过滤器；87、紫外线强光器；88、离子交换器；9、氢气收集装置；91、氢气收集罐；92、第二气压监测器；93、第二流量监测器；94、第二电磁阀；10、氮气收集装置；11、空气收集装置；12、冷却水收集装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种氢燃料电池发动机测试系统，包括机体1、去离子水循环供应系统8、供氢系统2、供氮系统3、空气供应系统4和冷却水供应系统5，供氢系统2、供氮系统3、空气供应系统4和冷却水供应系统5通过外部连接管与机体1之间固定连接，外部连接管外部固定安装有控制模块6，去离子水循环供应系统8与机体1之间通过输出水管83和输入水管84双向连接，机体1一侧固定安装有分流管7，分流管7能够将不同的流体分别输送到氢气收集装置9、氮气收集装置10、空气收集装置11以及冷却水收集装置12内部，分流管7分别通过外部连接管固定连接有氢气收集装置9、氮气收集装置10、空气收集装置11以及冷却水收集装置12，氢气收集装置9、氮气收集装置10、空气收集装置11以及冷却水收集装置12内部结构基本相同，氮气收集装置10、空气收集装置11以及冷却水收集装置12内部同时设有氮气收集罐、空气收集罐和冷却水收集罐以及其他监测器和电磁阀等仪器，供氢系统2、供氮系统3、空气供应系统4和冷却水供应系统5内部结构基本相同，机体1内部设有多个腔体，腔体依次对氢气、空气、氮气以及冷却水进行收纳，机体1在工作时，腔体内部的氢气、空气、氮气以及冷却水会造成部分流失；
请参阅图2-4，控制模块6内部包括有氢气流量控制单元61、氮气流量控制单元62、空气流量控制单元63和冷却水流量控制单元64，供氢系统2内部包括有氢气储气罐21，氢气储气罐21外部分别固定安装有第一电磁阀22、第一流量监测器23和第一气压监测器24，氢气储气罐21出口处固定安装有输送管25，氢气收集装置9内部包括有氢气收集罐91，氢气收集罐91外部分别固定安装有第二电磁阀94、第二气压监测器92和第二流量监测器93，氢气流量控制单元61、氮气流量控制单元62、空气流量控制单元63和冷却水流量控制单元64依次与供氢系统2、供氮系统3、空气供应系统4和冷却水供应系统5内部的输送管25之间固定连接，氢气流量控制单元61、氮气流量控制单元62、空气流量控制单元63和冷却水流量控制单元64能够对输送管25内部的流体流量进行监测，第二流量监测器93与第二气压监测器92内部监测探头均位于氢气收集罐91内部，第二流量监测器93与第二气压监测器92能够对氢气收集罐91内部的流量和气压进行监测；
请参阅图5，去离子水循环供应系统8内部包括有去离子水储水箱81，去离子水储水箱81外部通过连接管固定连接有循环水泵82，输入水管84外部通过连接管固定连接有石英砂过滤器85，石英砂过滤器85外部通过连接管固定连接有反渗透膜过滤器86，反渗透膜过滤器86外部通过连接管固定连接有紫外线强光器87，紫外线强光器87外部通过连接管固定连接有离子交换器88，循环水泵82输出端与输出水管83固定连接，输入水管84和输出水管83均与机体1外部固定连接，紫外线强光器87、循环水泵82和离子交换器88均与外部电源和外部开关电性连接，紫外线强光器87能够产生强光对去离子水进行杀菌处理，离子交换器88能够对去离子水进行离子交换，使去离子水达到最佳电阻值，反渗透膜过滤器86内部包括有反渗透膜，反渗透膜材质为人工半透膜，反渗透膜是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜，是反渗技术的核心构件，石英砂过滤器85内部包括有石英砂。
使用时，供氢系统2、供氮系统3、空气供应系统4和冷却水供应系统5通过若干个输送管25依次将氢气、氮气、空气和冷却水输送到机体1内部，第一气压监测器24和第一流量监测器23对氢气储气罐21以及其他储气罐内部的气压和流量进行监测，控制模块6内部的氢气流量控制单元61、氮气流量控制单元62、空气流量控制单元63和冷却水流量控制单元64对输送管25内部的流体流量进行监测控制，得到流量数据，再通过机体1的分流管7输送到若干个收集装置内部，装置内部的第二流量监测器93对收集罐内部的流体流量进行处理，并得到流量数据，将初始数据与末始数据进行对比，对机体1内部所流失的流体进行统计测试，通过多个不同的收集装置对不同的流体进行收集，便于外部操作人员得到最佳数据，得出流失最多的流体，使测试数据最佳化，机体1工作时，需要向机体1内部注入去离子水，去离子水储水箱81内部的去离子水通过输出水管83输送到机体1内部，机体1内部使用过后的去离子水经过输入水管84输送到石英砂过滤器85和反渗透膜过滤器86对去离子水进行过滤处理，紫外线强光器87对去离子水进行有效杀菌，离子交换器88能够进行多次离子交换，使去离子水达到最佳电阻值，能够将去离子水进行循环使用，避免对去离子水造成浪费，该系统不仅能够通过多个不同的收集装置对不同的流体进行收集，便于外部操作人员得到最佳数据，得出流失最多的流体，使测试数据最佳化，也使离子水达到最佳电阻值，能够将去离子水进行循环使用，避免对去离子水造成浪费。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种氢燃料电池发动机测试系统，包括机体(1)、去离子水循环供应系统(8)、供氢系统(2)、供氮系统(3)、空气供应系统(4)和冷却水供应系统(5)，其特征在于：所述供氢系统(2)、供氮系统(3)、空气供应系统(4)和冷却水供应系统(5)通过外部连接管与机体(1)之间固定连接，外部连接管外部固定安装有控制模块(6)，所述去离子水循环供应系统(8)与机体(1)之间通过输出水管(83)和输入水管(84)双向连接，所述机体(1)一侧固定安装有分流管(7)，所述分流管(7)分别通过外部连接管固定连接有氢气收集装置(9)、氮气收集装置(10)、空气收集装置(11)以及冷却水收集装置(12)。
2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池发动机测试系统，其特征在于：所述控制模块(6)内部包括有氢气流量控制单元(61)、氮气流量控制单元(62)、空气流量控制单元(63)和冷却水流量控制单元(64)，所述供氢系统(2)内部包括有氢气储气罐(21)，所述氢气储气罐(21)外部分别固定安装有第一电磁阀(22)、第一流量监测器(23)和第一气压监测器(24)，所述氢气储气罐(21)出口处固定安装有输送管(25)，所述氢气收集装置(9)内部包括有氢气收集罐(91)，所述氢气收集罐(91)外部分别固定安装有第二电磁阀(94)、第二气压监测器(92)和第二流量监测器(93)。
3.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池发动机测试系统，其特征在于：所述去离子水循环供应系统(8)内部包括有去离子水储水箱(81)，所述去离子水储水箱(81)外部通过连接管固定连接有循环水泵(82)，所述输入水管(84)外部通过连接管固定连接有石英砂过滤器(85)，所述石英砂过滤器(85)外部通过连接管固定连接有反渗透膜过滤器(86)，所述反渗透膜过滤器(86)外部通过连接管固定连接有紫外线强光器(87)，所述紫外线强光器(87)外部通过连接管固定连接有离子交换器(88)。
4.根据权利要求3所述的一种氢燃料电池发动机测试系统，其特征在于：所述循环水泵(82)输出端与输出水管(83)固定连接，所述输入水管(84)和输出水管(83)均与机体(1)外部固定连接，所述紫外线强光器(87)、循环水泵(82)和离子交换器(88)均与外部电源和外部开关电性连接。
5.根据权利要求3所述的一种氢燃料电池发动机测试系统，其特征在于：所述反渗透膜过滤器(86)内部包括有反渗透膜，反渗透膜材质为人工半透膜，所述石英砂过滤器(85)内部包括有石英砂。
6.根据权利要求2所述的一种氢燃料电池发动机测试系统，其特征在于：所述氢气流量控制单元(61)、氮气流量控制单元(62)、空气流量控制单元(63)和冷却水流量控制单元(64)依次与供氢系统(2)、供氮系统(3)、空气供应系统(4)和冷却水供应系统(5)内部的输送管(25)之间固定连接，所述第二流量监测器(93)与第二气压监测器(92)内部监测探头均位于氢气收集罐(91)内部。
7.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池发动机测试系统，其特征在于：所述氢气收集装置(9)、氮气收集装置(10)、空气收集装置(11)以及冷却水收集装置(12)内部结构基本相同，所述供氢系统(2)、供氮系统(3)、空气供应系统(4)和冷却水供应系统(5)内部结构基本相同。
8.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池发动机测试系统，其特征在于：所述机体(1)内部设有多个腔体，腔体依次对氢气、空气、氮气以及冷却水进行收纳。
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