CN112068001A - 一种质子交换膜燃料电池测试台进气和尾排系统 - Google Patents
一种质子交换膜燃料电池测试台进气和尾排系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112068001A CN112068001A CN202010956588.3A CN202010956588A CN112068001A CN 112068001 A CN112068001 A CN 112068001A CN 202010956588 A CN202010956588 A CN 202010956588A CN 112068001 A CN112068001 A CN 112068001A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electromagnetic valve
- valve
- small
- pressure reducing
- pipeline
- 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 38
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 17
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 58
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 47
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000003570 air Substances 0.000 claims description 32
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/378—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] specially adapted for the type of battery or accumulator
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/3644—Constructional arrangements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D11/00—Control of flow ratio
- G05D11/02—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material
- G05D11/13—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D7/00—Control of flow
- G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
- G05D7/0617—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
- G05D7/0629—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
-
- 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
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/04537—Electric variables
- H01M8/04544—Voltage
- H01M8/04552—Voltage of the individual fuel cell
-
- 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
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/04537—Electric variables
- H01M8/04544—Voltage
- H01M8/04559—Voltage of fuel cell stacks
-
- 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
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/04537—Electric variables
- H01M8/04574—Current
- H01M8/04589—Current of fuel cell stacks
-
- 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
- H01M8/04298—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems
- H01M8/04313—Processes for controlling fuel cells or fuel cell systems characterised by the detection or assessment of variables; characterised by the detection or assessment of failure or abnormal function
- H01M8/04537—Electric variables
- H01M8/04604—Power, energy, capacity or load
- H01M8/04619—Power, energy, capacity or load of fuel cell stacks
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
本发明公开了一种质子交换膜燃料电池测试台进气和尾排系统,手动减压阀、过滤器、电动减压阀、质量流量控制器、电磁阀、混配罐、背压阀、汽水分离器和压力传感器等主要零部件组成的空气进气支路、氧气进气支路、氮气进气支路、氢气进气支路、杂质气体进气支路以及氧侧尾排支路和氢侧尾排支路,本发明通过混配罐可实现阴阳极不同气体成分的组合,如阴极氧气、空气和氮气不同比例的组合模拟高原缺氧环境或密闭空间富氧环境,阳极氢气和不同杂质气体的组合以模拟甲醇重整制氢、水解制氢等不同组分的氢源;本发明在阴阳极尾排管路上设置了一大一小两路尾排管,以保证尾排脉冲排放的精度和氮气大流量吹扫的有效性。
Description
技术领域
本发明属于燃料电池测试台技术领域,具体涉及一种质子交换膜燃料电池测试台进气和尾排系统。
背景技术
质子交换膜燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的先进发电装置,是当前最具潜力的氢能应用方式。该发电装置具有环境友好、振动与噪音小、能量密度高、能量转换效率高、功率组合灵活等诸多优点。
燃料电池测试台用于测试燃料电池电堆本体的电性能,以评价电堆的密封性能、热管理、电性能等,具体包括:通过对气体流量、气体湿度、气体压力、冷却水流量、电堆工作温度和冷却水温度等关键参数的精确控制,测量在不同条件下电压-电流曲线,功率-电流曲线和单片电压,也可进行恒电流、恒电压、恒功率、电流阶梯或斜坡、实时工况模拟等测试。其中燃料电池测试台进气系统一般用于精准控制进入燃料电池电堆反应气和吹扫气的压力、流量等参数,燃料电池测试台尾排系统一般用于实现燃料电池电堆尾排死端脉冲排放和敞口连续排放。
目前质子交换膜燃料电池测试台进气和尾排系统的主要问题有:进气系统单一,没有成分调配功能;尾排系统无法同时满足死端脉冲排放的精度要求和大流量吹扫功能。
发明内容
本发明的目的在于根据现有技术的不足,设计一种质子交换膜燃料电池测试台进气和尾排系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种质子交换膜燃料电池测试台进气和尾排系统,包括进气支路和尾排支路,所述的进气支路由空气进气支路、氧气进气支路、氮气进气支路、氢气进气支路以及杂质气体进气支路组成,所述的尾排支路由氧侧尾排支路和氢侧尾排支路组成;所述的空气进气支路包括手动减压阀,所述的手动减压阀进口端通过连接管与外部空气管道相连,出口端依次连接压力传感器、过滤器、质量流量控制器、电磁阀和第一混配罐,其中过滤器后侧还并联小流量质量流量控制器和电磁阀到第一混配罐,以满足空气全量程范围内流量控制精度的要求;所述的氧气进气支路包括手动减压阀,所述的手动减压阀进口端通过连接管与外部氧气管道相连,出口端依次连接压力传感器、过滤器、电动减压阀、质量流量控制器、电磁阀和第一混配罐,其中过滤器之后还并联小流量质量流量控制器和电磁阀到第一混配罐,以满足氧气全量程范围内流量控制精度的要求;所述的氮气进气支路包括手动减压阀,所述的手动减压阀进口端通过连接管与外部氮气管道相连,出口端依次连接压力传感器、过滤器、质量流量控制器、电磁阀和第一混配罐,其中过滤器之后还并联质量流量控制器和电磁阀到第二混配罐,以满足阳极侧氮气吹扫和混合成分的需要;所述的氢气进气支路包括手动减压阀,所述的手动减压阀进口端通过连接管与外部氢气管道相连,出口端依次连接压力传感器、过滤器、电动减压阀、质量流量控制器、电磁阀和第二混配罐,其中过滤器之后还并联小流量质量流量控制器和电磁阀到第二混配罐,以满足氢气全量程范围内流量控制精度的要求;所述的杂质气体进气支路包括手动减压阀,所述的手动减压阀进口端通过连接管与外部杂质气管道相连,出口端依次连接压力传感器、过滤器、质量流量控制器、电磁阀和第二混配罐,其中过滤器之后还并联小流量质量流量控制器和电磁阀到第二混配罐,以满足杂质气全量程范围内流量控制精度的要求;所述进气支路中的第一混配罐将空气、氧气和氮气根据需求混配后通过电磁阀连接阴极增湿模块直到燃料电池电堆,并通过电磁阀连接阴极的尾排支路;所述进气支路中的第二混配罐将氢气、杂质气和氮气根据需求混配后通过电磁阀连接阳极增湿模块直到燃料电池电堆,并通过电磁阀连接阳极的尾排支路;所述的氧侧尾排支路包括小口径电磁阀,所述的小口径电磁阀进口端通过连接管与燃料电池电堆阴极测尾排出口端相连以实现精准的死端脉冲排放,出口端连接汽水分离器,其中小口径电磁阀进口管路上还设有压力传感器,小口径电磁阀并联的管路上还设有背压阀以实现敞口连续排放,汽水分离器出口管路上还设有电磁阀用来排水;所述的氢侧尾排支路包括小口径电磁阀,所述的小口径电磁阀进口端通过连接管与燃料电池电堆阳极测尾排出口端相连以实现精准的死端脉冲排放,出口端连接汽水分离器,其中小口径电磁阀进口管路上还设有压力传感器,小口径电磁阀并联的管路上还设有背压阀以实现敞口连续排放,汽水分离器出口管路上还设有电磁阀用来排水。
所述的一种质子交换膜燃料电池测试台进气和尾排系统,尾排支路中的小口径电磁阀并联的管路上还设有大口径电磁阀以满足阴极侧和阳极侧大流量氮气吹扫需要。
所述的一种质子交换膜燃料电池测试台进气和尾排系统,其小口径电磁阀进口管路上还设有压力传感器,小口径电磁阀并联的管路上还设有背压阀以实现敞口连续排放,汽水分离器出口管路上还设有电磁阀用来排水。
本发明的有益效果是:
1,通过混配罐可实现阴阳极不同气体成分的组合,如阴极氧气、空气和氮气不同比例的组合模拟高原缺氧环境或密闭空间富氧环境,阳极氢气和不同杂质气体的组合以模拟甲醇重整制氢、水解制氢等不同氢源;
2,在阴阳极尾排管路上设置了一大一小两路死端脉冲排放管路,以保证其脉冲排放的精度和大流量吹扫的有效性。
附图说明
图1是本发明的系统结构示意图。
图中标记说明:1~5—手动减压阀,6~10—过滤器,11/12—电动减压阀,13/15/17/18/19/21—质量流量控制器,14/16/20/22—小流量质量流量控制器,23~32/35~38/47/48—电磁阀, 39/42—小口径电磁阀,40/41—大口径电磁阀,33—第一混配罐,34—第二混配罐,43/44—背压阀,45/46—汽水分离器,49~55—压力传感器。
具体实施方式
结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明如下:
如图1所示,本发明公开了一种质子交换膜燃料电池测试台进气和尾排系统,包括进气支路和尾排支路;其中所述的进气支路由空气进气支路、氧气进气支路、氮气进气支路、氢气进气支路以及杂质气体进气支路组成,所述的尾排支路由氧侧尾排支路和氢侧尾排支路组成。
所述的质子交换膜燃料电池测试台进气支路包括手动减压阀1、手动减压阀2、手动减压阀3、手动减压阀4、手动减压阀5,过滤器6、过滤器7、过滤器8、过滤器9、过滤器10,电动减压阀11、电动减压阀12,质量流量控制器13、小流量质量流量控制器14、质量流量控制器15、小流量质量流量控制器16、质量流量控制器17、质量流量控制器18、质量流量控制器19、小流量质量流量控制器20、质量流量控制器21、小流量质量流量控制器22,电磁阀23、电磁阀24、电磁阀25、电磁阀26、电磁阀27、电磁阀28、电磁阀29、电磁阀30、电磁阀31、电磁阀32、电磁阀35、电磁阀36、电磁阀37、电磁阀38,第一混配罐33、第二混配罐34,压力传感器49、压力传感器50、压力传感器51、压力传感器52、压力传感器53。
所述的手动减压阀1进口端通过连接管与外部空气管道相连,出口端依次连接压力传感器49、过滤器6、质量流量控制器13、电磁阀23和第一混配罐33,其中过滤器6后侧还并联小流量质量流量控制器14和电磁阀24到第一混配罐33,用以满足空气全量程范围内流量控制精度的要求。
所述的手动减压阀2进口端通过连接管与外部氧气管道相连,出口端依次连接压力传感器50、过滤器7、电动减压阀11、质量流量控制器15、电磁阀25和第一混配罐33,其中过滤器7之后还并联小流量质量流量控制器16和电磁阀26到第一混配罐33,用以满足氧气全量程范围内流量控制精度的要求。
所述的手动减压阀3进口端通过连接管与外部氮气管道相连,出口端依次连接压力传感器51、过滤器8、质量流量控制器17、电磁阀27和第一混配罐33,其中过滤器8之后还并联质量流量控制器18和电磁阀28到第二混配罐34,用以满足阳极侧氮气吹扫和混合成分的需要。
所述的手动减压阀4进口端通过连接管与外部氢气管道相连,出口端依次连接压力传感器52、过滤器9、电动减压阀12、质量流量控制器19、电磁阀29和第二混配罐34,其中过滤器9之后还并联小流量质量流量控制器20和电磁阀30到第二混配罐34,用以满足氢气全量程范围内流量控制精度的要求。
所述的手动减压阀5进口端通过连接管与外部杂质气管道相连,出口端依次连接压力传感器53、过滤器10、质量流量控制器21、电磁阀31和第二混配罐34,其中过滤器10之后还并联小流量质量流量控制器22和电磁阀32到第二混配罐34,用以满足杂质气全量程范围内流量控制精度的要求。
所述进气支路中的第一混配罐33将空气、氧气和氮气根据需求混配后通过电磁阀36连接阴极增湿模块直到燃料电池电堆,并通过电磁阀35连接阴极的尾排支路;所述进气支路中的第二混配罐34将氢气、杂质气和氮气根据需求混配后通过电磁阀37连接阳极增湿模块直到燃料电池电堆,并通过电磁阀38连接阳极的尾排支路。
在测试前,根据测试需要确定阴阳极反应气的成分。
如为常规氢空测试,则阴极启用手动减压阀1之后的空气支路,阳极启用手动减压阀4之后的氢气支路。
如为氢氧测试,则阴极启用手动减压阀2之后的氧气支路,阳极启用手动减压阀4之后的氢气支路。
如为非常规反应气测试,则阴极启用手动减压阀1之后的空气支路、手动减压阀2之后的氧气支路、手动减压阀3之后的氮气支路,并通过调节质量流量控制器13、小流量质量流量控制器14、质量流量控制器15、小流量质量流量控制器16、质量流量控制器17来实现具体的阴极氧化剂组分;阳极启用手动减压阀4之后的氢气支路、手动减压阀5之后的杂质气支路、手动减压阀3之后的氮气支路,并通过调节质量流量控制器18、质量流量控制器19、小流量质量流量控制器20、质量流量控制器21、小流量质量流量控制器22来实现具体的阳极燃料组分。
所述的质子交换膜燃料电池测试台尾排支路包括小口径电磁阀39、大口径电磁阀40、大口径电磁阀41、小口径电磁阀42、电磁阀47、电磁阀48,背压阀43、背压阀44,汽水分离器45、汽水分离器46,压力传感器54、压力传感器55。
所述的小口径电磁阀39进口端通过连接管与燃料电池电堆阴极测尾排出口端相连以实现精准的死端脉冲排放,出口端连接汽水分离器45,其中小口径电电磁阀39进口管路上还设有压力传感器54,小口径电电磁阀39并联的管路上还设有背压阀43以实现敞口连续排放,汽水分离器45出口管路上还设有电磁阀47用来排水。
所述的小口径电磁阀42进口端通过连接管与燃料电池电堆阳极测尾排出口端相连以实现精准的死端脉冲排放,出口端连接汽水分离器46,其中小口径电磁阀42进口管路上还设有压力传感器55,小口径电磁阀42并联的管路上还设有背压阀44以实现敞口连续排放,汽水分离器46出口管路上还设有电磁阀48用来排水。
所述的小口径电电磁阀39并联的管路上还设有大口径电磁阀40以满足阴极侧大流量氮气吹扫需要,小口径电磁阀42并联的管路上还设有大口径电磁阀41以满足阳极侧大流量氮气吹扫需要。
所述的小口径电磁阀39进口管路上还设有压力传感器54,小口径电磁阀39并联的管路上还设有背压阀43以实现敞口连续排放,汽水分离器45出口管路上还设有电磁阀47用来排水。
在测试过程中根据需要切换不同的尾排模式。
如为死端脉冲排放模式,启用小口径电磁阀39和小口径电磁阀42之后的尾排支路,通过调节小口径电磁阀39和小口径电磁阀42的开闭时间和间隔精准控制尾排量。
如为敞口连续排放模式,启用背压阀43和背压阀44之后的尾排支路,通过调节背压阀43和背压阀44控制尾排敞口压力,通过上游对应的进气系统中的质量流量控制器控制反应气流量。
如为吹扫模式,启用大口径电磁阀40和大口径电磁阀41之后的尾排支路,通过控制大口径电磁阀40和大口径电磁阀41实现大流量氮气吹扫。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,以及部分运用的实施例,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种质子交换膜燃料电池测试台进气和尾排系统,其特征在于:包括空气进气支路、氧气进气支路、氮气进气支路、氢气进气支路、杂质气体进气支路以及氧侧尾排支路和氢侧尾排支路;
所述的空气进气支路包括手动减压阀(1),所述的手动减压阀(1)进口端通过连接管与外部空气管道相连,出口端依次连接压力传感器(49)、过滤器(6)、质量流量控制器(13)、电磁阀(23)和第一混配罐(33),其中过滤器(6)后侧还并联小流量质量流量控制器(14)和电磁阀(24)到第一混配罐(33),以满足空气全量程范围内流量控制精度的要求;
所述的氧气进气支路包括手动减压阀(2),所述的手动减压阀(2)进口端通过连接管与外部氧气管道相连,出口端依次连接压力传感器(50)、过滤器(7)、电动减压阀(11)、质量流量控制器(15)、电磁阀(25)和第一混配罐(33),其中过滤器(7)之后还并联小流量质量流量控制器(16)和电磁阀(26)到第一混配罐(33),以满足氧气全量程范围内流量控制精度的要求;
所述的氮气进气支路包括手动减压阀(3),所述的手动减压阀(3)进口端通过连接管与外部氮气管道相连,出口端依次连接压力传感器(51)、过滤器(8)、质量流量控制器(17)、电磁阀(27)和第一混配罐(33),其中过滤器(8)之后还并联质量流量控制器(18)和电磁阀(28)到第二混配罐(34),以满足阳极侧氮气吹扫和混合成分的需要;
所述的氢气进气支路包括手动减压阀(4),所述的手动减压阀(4)进口端通过连接管与外部氢气管道相连,出口端依次连接压力传感器(52)、过滤器(9)、电动减压阀(12)、质量流量控制器(19)、电磁阀(29)和第二混配罐(34),其中过滤器(9)之后还并联小流量质量流量控制器(20)和电磁阀(30)到第二混配罐(34),以满足氢气全量程范围内流量控制精度的要求;
所述的杂质气体进气支路包括手动减压阀(5),所述的手动减压阀(5)进口端通过连接管与外部杂质气管道相连,出口端依次连接压力传感器(53)、过滤器(10)、质量流量控制器(21)、电磁阀(31)和第二混配罐(34),其中过滤器(10)之后还并联小流量质量流量控制器(22)和电磁阀(32)到第二混配罐(34),以满足杂质气全量程范围内流量控制精度的要求;
所述的第一混配罐(33)将空气、氧气和氮气根据需求混配后通过电磁阀(36)连接阴极增湿模块直到燃料电池电堆,并通过电磁阀(35)连接阴极的尾排支路;所述进的第二混配罐(34)将氢气、杂质气和氮气根据需求混配后通过电磁阀(37)连接阳极增湿模块直到燃料电池电堆,并通过电磁阀(38)连接阳极的尾排支路;
所述的氧侧尾排支路包括小口径电磁阀(39),所述的小口径电磁阀(39)进口端通过连接管与燃料电池电堆阴极测尾排出口端相连以实现精准的死端脉冲排放,出口端连接汽水分离器(45),其中小口径电磁阀(39)进口管路上还设有压力传感器(54),小口径电磁阀(39)并联的管路上还设有背压阀(43)以实现敞口连续排放,汽水分离器(45)出口管路上还设有电磁阀(47)用来排水;
所述的氢侧尾排支路包括小口径电磁阀(42),所述的小口径电磁阀(42)进口端通过连接管与燃料电池电堆阳极测尾排出口端相连以实现精准的死端脉冲排放,出口端连接汽水分离器(46),其中小口径电磁阀(42)进口管路上还设有压力传感器(55),小口径电磁阀(42)并联的管路上还设有背压阀(44)以实现敞口连续排放,汽水分离器(46)出口管路上还设有电磁阀(48)用来排水。
2.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池测试台进气和尾排系统,其特征在于,所述的小口径电磁阀(39)并联的管路上还设有大口径电磁阀(40)以满足阴极侧大流量氮气吹扫需要。
3.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池测试台进气和尾排系统,其特征在于,所述的电磁阀(42)并联的管路上还设有大口径电磁阀(41)以满足阳极侧大流量氮气吹扫需要。
4.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池测试台进气和尾排系统,其特征在于,所述的小口径电磁阀(39)进口管路上还设有压力传感器(54),小口径电磁阀(39)并联的管路上还设有背压阀(43)以实现敞口连续排放,汽水分离器(45)出口管路上还设有电磁阀(47)用来排水。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010956588.3A CN112068001B (zh) | 2020-09-11 | 2020-09-11 | 一种质子交换膜燃料电池测试台进气和尾排系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010956588.3A CN112068001B (zh) | 2020-09-11 | 2020-09-11 | 一种质子交换膜燃料电池测试台进气和尾排系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112068001A true CN112068001A (zh) | 2020-12-11 |
CN112068001B CN112068001B (zh) | 2024-07-19 |
Family
ID=73696247
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010956588.3A Active CN112068001B (zh) | 2020-09-11 | 2020-09-11 | 一种质子交换膜燃料电池测试台进气和尾排系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112068001B (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112761937A (zh) * | 2021-01-15 | 2021-05-07 | 中汽研汽车检验中心(天津)有限公司 | 一种氢燃料电池发动机用氢泵匹配测试装置及测试方法 |
CN112993340A (zh) * | 2021-02-02 | 2021-06-18 | 武汉众宇动力系统科技有限公司 | 燃料电池电堆测试系统、及其测试台与背压控制方法 |
CN113675430A (zh) * | 2021-08-09 | 2021-11-19 | 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) | 一种质子交换膜燃料电池测试台冷却水系统 |
Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007027078A (ja) * | 2005-06-13 | 2007-02-01 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
KR100731148B1 (ko) * | 2006-06-20 | 2007-06-22 | 주식회사 하이젠 | 연료전지의 성능 평가 장치 |
CN201237636Y (zh) * | 2008-06-23 | 2009-05-13 | 汉能科技有限公司 | 一种燃料电池测试系统 |
JP2009134987A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Panasonic Corp | 燃料電池システム |
CN101512813A (zh) * | 2006-09-25 | 2009-08-19 | 伊达科技公司 | 用以监测和/或控制燃料电池排气借以提供非易燃性排气流的系统及方法 |
CN102324536A (zh) * | 2011-07-26 | 2012-01-18 | 浙江吉利汽车研究院有限公司 | 一种车用pemfc压力控制系统 |
CN203218379U (zh) * | 2013-04-08 | 2013-09-25 | 广东省电子技术研究所 | 一种水冷型燃料电池温控系统 |
CN106898794A (zh) * | 2017-04-20 | 2017-06-27 | 武汉理工大学 | 一种基于甲醇水蒸气重整系统的发电方法与发电装置 |
FR3060860A1 (fr) * | 2016-12-20 | 2018-06-22 | Compagnie Generale Des Etablissements Michelin | Systeme a pile a combustible, et procede de pilotage associe |
CN108933269A (zh) * | 2018-06-25 | 2018-12-04 | 武汉船用电力推进装置研究所(中国船舶重工集团公司第七二研究所) | 一种质子交换膜燃料电池电堆窜气流量检测装置及方法 |
CN208368631U (zh) * | 2017-12-20 | 2019-01-11 | 中国电子科技集团公司信息科学研究院 | 一种基于化学制氢反应的燃料电池系统 |
CN109187001A (zh) * | 2018-09-25 | 2019-01-11 | 芜湖天航装备技术有限公司 | 一种电动调节类活门大流量性能试验装置及其试验方法 |
CN109585880A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-04-05 | 武汉船用电力推进装置研究所(中国船舶重工集团公司第七二研究所) | 一种燃料电池测试台供气供水系统 |
CN110600763A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-12-20 | 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) | 一种燃料电池电堆供气系统 |
CN111525164A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-11 | 郑州帅先新能源科技有限公司 | 燃料电池再生控制方法及燃料电池系统 |
-
2020
- 2020-09-11 CN CN202010956588.3A patent/CN112068001B/zh active Active
Patent Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007027078A (ja) * | 2005-06-13 | 2007-02-01 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システム |
KR100731148B1 (ko) * | 2006-06-20 | 2007-06-22 | 주식회사 하이젠 | 연료전지의 성능 평가 장치 |
CN101512813A (zh) * | 2006-09-25 | 2009-08-19 | 伊达科技公司 | 用以监测和/或控制燃料电池排气借以提供非易燃性排气流的系统及方法 |
JP2009134987A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Panasonic Corp | 燃料電池システム |
CN201237636Y (zh) * | 2008-06-23 | 2009-05-13 | 汉能科技有限公司 | 一种燃料电池测试系统 |
CN102324536A (zh) * | 2011-07-26 | 2012-01-18 | 浙江吉利汽车研究院有限公司 | 一种车用pemfc压力控制系统 |
CN203218379U (zh) * | 2013-04-08 | 2013-09-25 | 广东省电子技术研究所 | 一种水冷型燃料电池温控系统 |
FR3060860A1 (fr) * | 2016-12-20 | 2018-06-22 | Compagnie Generale Des Etablissements Michelin | Systeme a pile a combustible, et procede de pilotage associe |
CN106898794A (zh) * | 2017-04-20 | 2017-06-27 | 武汉理工大学 | 一种基于甲醇水蒸气重整系统的发电方法与发电装置 |
CN208368631U (zh) * | 2017-12-20 | 2019-01-11 | 中国电子科技集团公司信息科学研究院 | 一种基于化学制氢反应的燃料电池系统 |
CN108933269A (zh) * | 2018-06-25 | 2018-12-04 | 武汉船用电力推进装置研究所(中国船舶重工集团公司第七二研究所) | 一种质子交换膜燃料电池电堆窜气流量检测装置及方法 |
CN109187001A (zh) * | 2018-09-25 | 2019-01-11 | 芜湖天航装备技术有限公司 | 一种电动调节类活门大流量性能试验装置及其试验方法 |
CN109585880A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-04-05 | 武汉船用电力推进装置研究所(中国船舶重工集团公司第七二研究所) | 一种燃料电池测试台供气供水系统 |
CN110600763A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-12-20 | 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) | 一种燃料电池电堆供气系统 |
CN111525164A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-11 | 郑州帅先新能源科技有限公司 | 燃料电池再生控制方法及燃料电池系统 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
尧松: "质子交换膜燃料电池系统的输出特性建模及其应用", 中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑, no. 07, 15 July 2020 (2020-07-15), pages 015 - 168 * |
王玲,张君: "《汽车发动机电控系统原理与检修》", 31 May 2011, 西北工业大学出版社, pages: 192 - 195 * |
胡骅: "《电动汽车》", vol. 1, 31 January 2003, 人民交通出版社, pages: 186 - 190 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112761937A (zh) * | 2021-01-15 | 2021-05-07 | 中汽研汽车检验中心(天津)有限公司 | 一种氢燃料电池发动机用氢泵匹配测试装置及测试方法 |
CN112993340A (zh) * | 2021-02-02 | 2021-06-18 | 武汉众宇动力系统科技有限公司 | 燃料电池电堆测试系统、及其测试台与背压控制方法 |
CN113675430A (zh) * | 2021-08-09 | 2021-11-19 | 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) | 一种质子交换膜燃料电池测试台冷却水系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112068001B (zh) | 2024-07-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112068001B (zh) | 一种质子交换膜燃料电池测试台进气和尾排系统 | |
CN111082108B (zh) | 一种燃料电池启停加速寿命测试的装置及方法 | |
CN212134904U (zh) | 一种固体氧化物燃料电池测试装置 | |
CN113937322B (zh) | 一种多功能固体氧化物燃料电池电堆测试系统及其运行方法 | |
CN109728326A (zh) | 一种燃料电池的燃料气系统及车辆 | |
CN113097535A (zh) | 自增湿燃料电池水热管理系统及其控制方法 | |
CN115360387B (zh) | 一种燃料电池系统的阳极水量控制方法 | |
CN209783927U (zh) | 一种燃料电池膜加湿器测试系统 | |
CN112290055B (zh) | 一种燃料电池系统的自加湿阳极燃料循环系统及方法 | |
KR20100132194A (ko) | 연료전지에서의 가스 습도 조절장치와 제어방법 | |
CN117174968A (zh) | 一种燃料电池流量控制方法 | |
CN115356948B (zh) | 高温甲醇重整燃料电池的实时硬件在环测试方法及系统 | |
CN216311846U (zh) | 一种用于增湿器性能测试的电堆模拟装置 | |
CN116565263A (zh) | 一种燃料电池电堆气密性快速检测系统及方法 | |
CN111834651B (zh) | 多功能型的固定式燃料电池电堆测试系统 | |
CN101556212B (zh) | 一种燃料电池加湿器性能测试系统 | |
CN115377461A (zh) | 一种燃料电池电堆测试的阳极脉冲尾排模拟系统 | |
CN115064730A (zh) | 一种燃料电池全生命周期的增湿方法 | |
Li et al. | Thermodynamic Analysis of the Performance of an Irreversible PEMFC | |
Tian et al. | Dynamic modeling and simulation of reformed methanol fuel cell system using Modelica | |
CN211123180U (zh) | 一种高温燃料电池测试系统 | |
KR20060118128A (ko) | 고분자 전해질 연료전지의 공기 재순환 장치 | |
CN220829575U (zh) | 燃料电池测试系统 | |
US20110183220A1 (en) | Method of purging for fuel cell | |
KR100968506B1 (ko) | 연료전지 스택의 차압 모사 장치 |
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 |