CN114177954B - 一种燃料电池系统环境试验舱跟随进风新风系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种燃料电池系统环境试验舱跟随进风新风系统，包括由工业空压机供气的第一供气路、由空气轴承空压机供气的第二供气路、用于控制工业空压机的工业变频器、用于控制空气轴承空压机的直流控制电源、以及偶合控制器，所述第一供气路和第二供气路向燃料电池系统联合供气，其中：所述偶合控制器用于接收燃料电池系统启动时的加载信号，并且根据该加载信号控制空气轴承空压机和工业空压机跟随启动，并且在工业空压机供气稳定后控制所述空气轴承空压机停机。本发明通过偶合两种不同制式空压机的供气，以实现燃料电池系统试验舱进气系统能满足燃料电池系统快速启动过程中的高可靠性，高稳定性要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃料电池系统环境试验舱新风系统。
背景技术
随着能源危机和环境污染问题的日益严重，新能源汽车得到了快速发展的机遇，其中氢燃料电池汽车作为终极清洁能源，在载货汽车、大型载客汽车应用方面有其独特的技术和环保优势，是未来新能源汽车发展的主要方向之一。
氢燃料电池发电系统(以下简称系统)测试试验舱因其新风需求量大、启动快，变载快等因素，受现有技术的制约，当前常规使用的普通环境试验舱无法满足燃料电池测试需要，无法支持燃料电池系统安全可靠运行。
当前现有的通用环境试验舱存在的缺陷：
1、传统环境试验舱采供气方式容易造成燃料电池系统喘震，影响系统寿命和可靠性；
2、传统环境试验舱供气方式会造成燃料电池系统氧饿，引起燃料电池电堆反极等一系列故障，甚至烧毁电堆。
传统环境试验舱为了解决供气问题需加大舱室空间，造成物资浪费、成本增加、占地增加、控精度下降等各种问题。
在实施本发明的过程中，本发明人发现：传统环境试验舱采用普通工业空压机供气，工业压机采用变频控制进风量，其反应速度较慢，启动到全功率运行需要约28s，而燃料电池系统空压机启动到全功率运行只需要约2s，故单纯工业空压机供气无法满足燃料电池系统快速启动所需空气消耗。
发明内容
针对上述缺陷和问题，本发明的目的在于提供一种燃料电池系统环境试验舱跟随进风新风系统，以实现燃料电池系统试验舱进气系统能满足燃料电池系统快速启动过程中的高可靠性，高稳定性要求。
为此，本发明提供了一种燃料电池系统环境试验舱跟随进风新风系统，包括由工业空压机供气的第一供气路、由空气轴承空压机供气的第二供气路、用于控制工业空压机的工业变频器、用于控制空气轴承空压机的直流控制电源、以及偶合控制器，所述第一供气路和第二供气路向燃料电池系统联合供气，其中：所述偶合控制器用于接收燃料电池系统启动时的加载信号，并且根据该加载信号控制空气轴承空压机和工业空压机跟随启动，并且在工业空压机供气稳定后控制所述空气轴承空压机停机。
根据本发明的燃料电池系统环境试验舱跟随进风新风系统，其在燃料电池环境试验舱新风系统中，并联一台工业空压机和一台燃料电池系统专用直流空气轴承空压机，并结合跟随控制方式，偶合两种不同制式空压机的供气，以实现燃料电池系统试验舱进气系统能满足燃料电池系统快速启动过程中的高可靠性，高稳定性要求。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明的燃料电池系统环境试验舱跟随进风新风系统的结构框图。
附图标记说明
1、进气口；2、空气滤清器；3、空气轴承空压机；4、直流控制电源；5、工业空压机；6、工业变频器；7、偶合控制器；8、转轮除湿机。9、出风口。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，本发明的燃料电池系统环境试验舱跟随进风新风系统主要由第一供气路L1、第二供气路L2、新风除尘气路L3和新风除湿气路L4组成。
第一供气路L1上设置有空气轴承空压机3，第二供气路L2上设置有工业空压机5，新风除尘气路L3上设置有进气口1和空气滤清器2，新风除湿气路L4上设置有转轮除湿机8和出风口9。空气轴承空压机3与直流控制电源4电连接，工业变频器6与工业空压机5电连接。
进气口1安装于空气滤清器前端，外置无动力防堵塞装置。
空气滤清器2由表层阻尘网、次层pp绵、内层亲油过性滤纸组成。其中，表层阻尘网用于过滤较大渣滓，次层pp绵用于过滤较小颗粒物，内层亲油过性滤纸用于吸附油性物质。
空气轴承空压机3采用与燃料电池系统空压机相同制式，采用直流电机驱动，可快速响应系统加载，能实现与燃料电池系统空压机跟随同步启动。
直流控制电源4用于将市电转化为直流电源，用以向空气轴承空压机供电，并根据偶合控制器控制空气轴承空压机转速和排气量。
工业空压机5用于在稳定工况下向舱内供新风。
工业变频器6用于为控制工业空压机供电并控制工业空压机的转速。
偶合控制器7用于将空气轴承空压机与工业空压机排气量进行偶合控制，以达到快速响应和稳定供气量的目的。
转轮除温机8用于控制供气系统的湿度。
当燃料电池系统快速启动时，测试台架将系统加载信号发送到燃料电池系统的同时，发送加载信号给环境舱新风系统偶合控制器，偶合控制器接受相关信号后，通过查询空气轴承空压机和工业空压机的加载电流与排量关系的map图表，各自计算燃料电池系统所需新风量对应下的空气轴承空压机的加载电流和工业空压机的加载电流，并将计算结果转变为空气轴承空压机和工业空压机的加载电信号。
当控制器判定燃料电池系统快速启动时，工业空压机无法满足燃料电池系统加载用气需求时，由空气轴承空压机与燃料电池系统空压机跟随提供新风供气，与此同时工业空压机逐步提升工作速度加大供气量直至供气稳定满足燃料电池系统所需新风量，空气轴承空压机逐步减载直至停机。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种燃料电池系统环境试验舱跟随进风新风系统，其特征在于，包括由工业空压机供气的第一供气路、由空气轴承空压机供气的第二供气路、用于控制工业空压机的工业变频器、用于控制空气轴承空压机的直流控制电源、以及偶合控制器，所述第一供气路和第二供气路向燃料电池系统联合供气，其中：
所述偶合控制器用于接收燃料电池系统启动时的加载信号，并且根据该加载信号控制空气轴承空压机和工业空压机跟随启动，并且在工业空压机供气稳定后控制所述空气轴承空压机停机，
还包括新风除尘气路，其中，所述新风除尘气路分为两路，一路连接至第一供气路，另一路连接至第二供气路，所述新风除尘气路上设置有空气滤清器，
还包括新风除湿气路，其中，所述第一供气路和第二供气路并联至所述新风除湿气路，所述新风除湿气路上设有转轮除湿机，
当燃料电池系统快速启动时，测试台架将系统加载信号发送到燃料电池系统的同时，发送加载信号给偶合控制器，偶合控制器接受该加载信号后，通过查询空气轴承空压机和工业空压机的加载电流与排量关系的map图表，各自计算燃料电池系统所需新风量对应下的空气轴承空压机的加载电流和工业空压机的加载电流，并将计算结果转变为空气轴承空压机和工业空压机的加载电信号；
当偶合控制器判定燃料电池系统快速启动、工业空压机无法满足燃料电池系统加载用气需求时，由空气轴承空压机跟随启动提供新风供气，与此同时工业空压机逐步提升工作速度加大供气量直至供气稳定、满足燃料电池系统所需新风量，空气轴承空压机则逐步减载直至停机；
所述空气轴承空压机采用与燃料电池系统空压机相同制式，采用直流电机驱动，可快速响应系统加载，能与燃料电池系统空压机跟随同步启动。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统环境试验舱跟随进风新风系统，其特征在于，所述空气滤清器包含三层，其中，表层阻尘网用于过滤渣滓，次层pp绵用于过滤颗粒物，内层亲油过性滤纸用于吸附油性物质。
3.根据权利要求2所述的燃料电池系统环境试验舱跟随进风新风系统，其特征在于，所述新风除尘气路的进气口安装于空气滤清器前端，外置无动力防堵塞装置。
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