CN114935951A - 一种燃料电池测试夹具温度控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电池技术领域，公开了一种燃料电池测试夹具温度控制方法，其包括：检测燃料电池测试夹具的实时温度T0，判断实时温度T0是否大于等于目标温度T，若是，对燃料电池测试夹具进行降温处理，若否，对燃料电池测试夹具进行加热处理，T0为当前阳极极板的温度T1和当前阴极极板的温度T2的平均值；根据温差与预设阈值的大小关系确定温度控制模式，其中温度控制模式包括外循环、内循环，温差为当前阳极极板的温度T1和目标温度T差值的绝对值，或者当前阴极极板的温度T2和目标温度T差值的绝对值。本发明通过判断实时温度T0与目标温度T的大小，根据温差和预设阈值的大小，确定温度控制模式，从而调节控制燃料电池测试夹具的温度。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池测试夹具温度控制方法。
背景技术
在电池领域，燃料电池测试夹具采用加热棒等热电偶方式进行加热，虽然燃料电池测试夹具升温速率快，但是温度容易超过燃料电池膜电极合理使用温度的临界值，影响燃料电池膜电极的性能、寿命及试验安全性。燃料电池测试夹具多采用风冷或自然冷却等方式进行降温，散热效率低，响应速度慢。现有的燃料电池测试夹具加热方式或者降温方式，使膜电极活性区域受热不均匀、温控效果差，影响膜电极性能评价的准确性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料电池测试夹具温度控制方法，通过对燃料电池测试夹具的加热或者降温，从而给实现对膜电极温度高效调节。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种燃料电池测试夹具温度控制方法，燃料电池测试夹具包括阳极极板、阴极极板、阳极支撑板以及阴极支撑板，所述阳极极板设置在所述阳极支撑板上，所述阴极极板设置在所述阴极支撑板上，所述阳极支撑板上开设有第一液体通道，所述阴极支撑板上开设有第二液体通道，所述燃料电池测试夹具温度控制方法包括：
检测所述燃料电池测试夹具的实时温度T0，判断所述实时温度T0是否大于目标温度T，若是，对所述燃料电池测试夹具进行降温处理，若否，对所述燃料电池测试夹具进行加热处理，所述T0为当前所述阳极极板的温度T1和当前所述阴极极板的温度T2的平均值；
根据温差与预设阈值的大小关系确定温度控制模式，其中所述温度控制模式包括外循环、内循环，所述温差为当前所述阳极极板的温度T1和所述目标温度T差值的绝对值，或者当前所述阴极极板的温度T2和所述目标温度T差值的绝对值。
作为优选，所述温差包括第一温差和第二温差，所述预设阈值包括第一预设阈值ΔT1，当所述燃料电池测试夹具需要进行所述加热处理时，判断所述第一温差是否小于等于所述第一预设阈值ΔT1或者判断所述第二温差是否小于等于所述第一预设阈值ΔT1，其中所述第一温差为当前所述阳极极板的温度T1和所述目标温度T差值的绝对值，所述第二温差为当前所述阴极极板的温度T2和所述目标温度T差值的绝对值；
若是，执行加热外循环，加热过的液体分别流过所述第一液体通道和所述第二液体通道，对所述阳极极板和所述阴极极板分别加热；
若否，执行加热内循环，加热过的液体依次流过所述第二液体通道和所述第一液体通道，然后返回判断所述第一温差是否小于等于所述第一预设阈值ΔT1或者判断所述第二温差是否小于等于所述第一预设阈值ΔT1。
作为优选，所述温差包括第一温差和第二温差，所述预设阈值包括第二预设阈值ΔT2，当所述燃料电池测试夹具需要进行所述降温处理时，判断所述第一温差是否大于等于所述第二预设阈值ΔT2或者判断所述第二温差是否大于等于所述第二预设阈值ΔT2，其中所述第一温差为当前所述阳极极板的温度T1和所述目标温度T差值的绝对值，所述第二温差为当前所述阴极极板的温度T2和所述目标温度T差值的绝对值；
若否，执行降温内循环，降温过的液体依次流过所述第二液体通道和所述第一液体通道，均衡所述阳极极板的温度和所述阴极极板的温度；
若是，执行降温外循环，降温过的液体分别流过所述第一液体通道和所述第二液体通道，对所述阳极极板和所述阴极极板分别降温，然后返回判断所述第一温差是否大于等于所述第二预设阈值ΔT2或者判断所述第二温差是否大于等于所述第二预设阈值ΔT2。
作为优选，其特征在于，在执行所述加热外循环后，或者在执行所述降温内循环后，均执行保温操作。
作为优选，在执行所述保温操作时，液体循环流过所述第二液体通道和所述第一液体通道，以均衡所述阳极极板的温度和所述阴极极板的温度。
作为优选，在所述第一液体通道内设置有第一加热片，在所述第二液体通道内设置有第二加热片，在执行所述加热处理或者所述降温处理时，均开启所述第一加热片和所述第二加热片。
作为优选，在执行所述加热外循环时，将所述第一加热片的加热功率和所述第二加热片的加热功率均设置为P1，在执行所述加热内循环时，将所述第一加热片的加热功率和所述第二加热片的加热功率均设置为P2，其中P1＜P2。
作为优选，在执行所述降温外循环时，将所述第一加热片的加热功率和所述第二加热片的加热功率均设置为P3，在执行所述降温内循环时，将所述第一加热片的加热功率和所述第二加热片的加热功率均设置为P4，其中P3＜P4。
作为优选，当所述燃料电池测试夹具进行所述加热处理时，液体先在储液箱内进行加热，再流入所述第一液体通道和/或所述第二液体通道。
作为优选，当所述储液箱内的液位低于预设液位时，停止执行所述加热处理。
本发明的有益效果：
本发明提供的燃料电池测试夹具温度控制方法，通过判断燃料电池测试夹具的实时温度T0与目标温度T的大小，确定燃料电池测试夹具是需要加热处理还是需要降温处理。再根据温差和预设阈值的大小，确定温度控制模式，从而调节控制燃料电池测试夹具的温度，进而调节膜电极的温度。
附图说明
图1是本发明实施例提供的燃料电池测试夹具的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的液体实现内循环的循环结构示意图；
图3是本发明实施例提供的液体实现外循环的循环结构示意图；
图4是本发明实施例提供的燃料电池测试夹具温度控制方法的流程图；
图5是本发明实施例提供在加热处理时温度随加热过程变化的曲线图；
图6是本发明实施例提供在降温处理时温度随降温过程变化的曲线图。
图中：
1、阳极极板；2、阴极极板；3、阳极支撑板；4、阴极支撑板；
5、第一液体通道；6、第二液体通道；7、第一加热片；8、第二加热片；
9、第一水泵；10、第二水泵；11、第一流量计；12、第二流量计；
13、第一温度传感器；14、第二温度传感器；15、第三温度传感器；16、第四温度传感器；
17、电磁阀；18、第一三通阀；19、第二三通阀；
20、储液箱；21、液位计。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
本实施例提供了一种燃料电池测试夹具的结构示意图，如图1所示，燃料电池测试夹具包括阳极极板1、阴极极板2、阳极支撑板3、阴极支撑板4以及储液箱20，阳极极板1设置在阳极支撑板3上，阴极极板2设置在阴极支撑板4上，阳极支撑板3上开设有第一液体通道5，阴极支撑板4上开设有第二液体通道6，在第一液体通道5内设置有第一加热片7，在第二液体通道6内设置有第二加热片8，储液箱20内的液体可以分别流入第一液体通道5和/或第二液体通道6，从而对阳极极板1和/或阴极极板2进行加热或者冷却，也可以依次流过第二液体通道6和第一液体通道5，从而对阳极极板1和阴极极板2进行加热或者冷却，进而实现对膜电极的加热或者冷却。通过液体流过第一液体通道5和/或第二液体通道6的方式，对阳极极板1和阴极极板2进行加热处理或者降温处理，而且该方式加热或者降温更加均匀。另外，在第一液体通道5内设置有第一加热片7，在第二液体通道6内设置有第二加热片8，可以对流入第一液体通道5的液体以及流入第二液体通道6的液体进行加热，起到辅助加热的作用。
进一步地，如图1至图3所示，液体共有两种循环流向，一种为内循环，另一种为外循环，两种循环均是能够实现阳极极板1和阴极极板2的加热或者冷却。
具体地，如图2所示，第一水泵9和第二水泵10开启，且第一水泵9反转，第二水泵10正转，第二水泵10将液体从储液箱20中抽出，使之流向第二液体通道6。此时，第一加热片7和第二加热片8开启，电磁阀17开启，且第一三通阀18连通第二液体通道6和电磁阀17的一个接口，第二三通阀19连通电磁阀17的另一个接口和第一液体通道5，液体从第二液体通道6流向第一液体通道5，第一水泵9抽出第一液体通道5内的液体并使之流回储液箱20。可以理解的是，内循环时的液体为高温液体或者低温液体，通过依次流过第二液体通道6和第一液体通道5，从而对阳极极板1和阴极极板2进行加热或者冷却，加热或者降温冷却更加均匀，使阳极极板1和阴极极板2之间的温差达到平衡。而且第一加热片7和第二加热片8起到辅助加热的作用，在液体为低温液体时，开启第一加热片7和第二加热片8，防止液体温度过低导致阳极极板1和阴极极板2的温度骤然降低。
具体地，如图3所示，第一水泵9和第二水泵10开启，且第一水泵9正转，第二水泵10正转，第一加热片7和第二加热片8开启，液体从储液箱20中流出，在第一水泵9和第二水泵10的作用下分别流向第一液体通道5和第二液体通道6。此时，电磁阀17关闭，第一液体通道5内的液体和第二液体通道6内的液体不能进行热交换，第一液体通道5中的液体通过第二三通阀19流回储液箱20，第二液体通道6中的液体通过第一三通阀18流回储液箱20。可以理解的是，外循环时的液体为高温液体或者低温液体，通过分别流过第一液体通道5和第二液体通道6，从而对阳极极板1和阴极极板2进行加热或者冷却。而且第一加热片7和第二加热片8起到辅助加热的作用，在液体为低温液体时，开启第一加热片7和第二加热片8，防止液体温度过低导致阳极极板1和阴极极板2的温度骤然降低。
具体地，如图2和图3所示，在阳极极板1设置有第一温度传感器13，第一温度传感器13用于检测阳极极板1的温度，在阴极极板2上设置有第二温度传感器14，第二温度传感器14用于检测阴极极板2上的温度。
具体地，如图2和图3所示，在连通第一水泵9和第一液体通道5的第一管路上设置有第一流量计11和第三温度传感器15，第一流量计11用于测量从第一水泵9流出或者流入第一水泵9的液体流量，第三温度传感器15用于测量从第一水泵9流出或者流入第一水泵9的液体温度。
具体地，如图2和图3所示，在连通第二水泵10和第二液体通道6的第二管路上设置有第二流量计12和第四温度传感器16，第二流量计12用于测量从第二水泵10流出的液体流量，第四温度传感器16用于测量从第二水泵10流出的液体温度。
具体地，如图2和图3所示，在储液箱20内设置有液位计21，液位计21用于检测储液箱20内的液体液位。
本实施例还提供了一种燃料电池测试夹具温度控制方法，如图1至图6所示，燃料电池测试夹具温度控制方法包括：
检测燃料电池测试夹具的实时温度T0，判断实时温度T0是否大于目标温度T，若是，对燃料电池测试夹具进行降温处理，若否，对燃料电池测试夹具进行加热处理，T0为当前阳极极板1的温度T1和当前阴极极板2的温度T2的平均值；
根据温差与预设阈值的大小关系确定温度控制模式，其中温度控制模式包括外循环、内循环，温差为当前阳极极板1的温度T1和目标温度T差值的绝对值，或者当前阴极极板2的温度T2和目标温度T差值的绝对值。
本实施例提供的燃料电池测试夹具温度控制方法，通过判断实时温度T0与目标温度T的大小，确定燃料电池测试夹具是需要加热处理还是需要降温处理。再根据温差和预设阈值的大小，确定温度控制模式，从而调节控制燃料电池测试夹具的温度，进而调节膜电极的温度。
可以理解的是，阳极极板1和阴极极板2之间的温差过大时，如果直接通过检测判断阳极极板1的温度与目标温度T的差值或者阴极极板2的温度与目标温度T的差值，从而判断对燃料电池测试夹具是需要进行加热处理还是降温处理，判断结果不准确，本申请通过检测燃料电池测试夹具整体的实时温度T0，判断对燃料电池测试夹具的处理方式，提高了判断精度，提高了对燃料电池测试夹具温度的精准控制。
具体地，如图4所示，温差包括第一温差和第二温差，预设阈值包括第一预设阈值ΔT1，当燃料电池测试夹具进行加热处理时，判断第一温差是否小于等于第一预设阈值ΔT1或者判断第二温差是否小于等于第一预设阈值ΔT1，其中第一温差为当前阳极极板1的温度T1和目标温度T差值的绝对值，第二温差为当前阴极极板2的温度T2和目标温度T差值的绝对值；
若是，执行加热外循环，加热过的液体分别流过第一液体通道5和第二液体通道6，对阳极极板1和阴极极板2分别加热；
若否，执行加热内循环，加热过的液体依次流过第二液体通道6内和第一液体通道5，然后返回判断第一温差是否小于等于第一预设阈值ΔT1或者判断第二温差是否小于等于第一预设阈值ΔT1。
燃料电池测试夹具在进行加热处理时，通过判断第一温差和第一预设阈值的大小或者第二温差和预设阈值的大小，确定燃料电池测试夹具当前的温度控制模式。当第一温差小于等于第一预设阈值ΔT1或者第二温差小于等于第一预设阈值ΔT1时，执行加热外循环，若否，则先执行加热内循环，直至第一温差小于等于第一预设阈值ΔT1或者第二温差小于等于第一预设阈值ΔT1，再执行加热外循环。
可以理解的是，阳极极板1的温度T1由第一温度传感器13测得，计算第一液体通道5流出的液体温度T1和目标温度T差值的绝对值，得出第一温差；阴极极板2的温度T2由第二温度传感器14测得，计算第二液体通道6流出的液体温度T2和目标温度T差值的绝对值，得出第二温差。
具体地，如图4所示，预设阈值包括第二预设阈值ΔT2，当燃料电池测试夹具进行降温处理时，判断第一温差是否大于等于第二预设阈值ΔT2或者判断第二温差是否大于等于第二预设阈值ΔT2，其中第一温差为当前阳极极板1的温度T1和目标温度T差值的绝对值，第二温差为当前阴极极板2的温度T2和目标温度T差值的绝对值；
若否，执行降温内循环，降温过的液体依次流过第二液体通道6和第一液体通道5，均衡阳极极板1的温度和阴极极板2的温度；
若是，执行降温外循环，降温过的液体分别流过第一液体通道5和第二液体通道6，对阳极极板1和阴极极板2分别降温，返回判断第一温差是否大于等于第二预设阈值ΔT2或者判断第二温差是否大于等于第二预设阈值ΔT2。
本实施例提供的燃料电池测试夹具温度控制方法，通过判断实时温度T0与目标温度T的大小，确定燃料电池测试夹具是需要加热处理还是需要降温处理。当燃料电池测试夹具需要加热处理时，判断第一温差与第一预设阈值ΔT1的大小或者判断第二温差与第一预设阈值ΔT1的大小，如果第一温差小于等于第一预设阈值ΔT1或者第二温差小于等于第一预设阈值ΔT1，则判断燃料电池测试夹具的实时温度T0与目标温度T接近，通过执行加热外循环，使加热过的液体在第一水泵9和第二水泵10的作用下，分别流向第一液体通道5和第二液体通道6，对阳极极板1和阴极极板2分别进行加热操作；如果第一温差大于第一预设阈值ΔT1或者第二温差大于第一预设阈值ΔT1，则判断燃料电池测试夹具的实时温度T0较低，实时温度T0与目标温度T温度相差较远，先执行加热内循环，连通第一液体通道5和第二液体通道6，使加热过的液体从第二液体通道6流向第一液体通道5，使阴极极板2的温度和阳极极板1的温度平衡，直至第一温差小于等于第一预设阈值ΔT1或者第二温差小于等于第一预设阈值ΔT1，再执行加热外循环，对阳极极板1和阴极极板2分别加热。当燃料电池测试夹具需要降温处理时，判断第一温差与第二预设阈值ΔT2的大小或者判断第二温差与第二预设阈值ΔT2的大小，若第一温差小于第二预设阈值ΔT2或者第二温差小于第二预设阈值ΔT2，则判断燃料电池测试夹具的实时温度T0与目标温度T接近，执行降温内循环，使降温过的液体依次流过第二液体通道6和第一液体通道5，从而使阴极极板2的温度和阳极极板1的温度平衡，若第一温差大于等于第二预设阈值ΔT2或者第二温差大于等于第二预设阈值ΔT2，则判断燃料电池测试夹具的实时温度T0较高，实时温度T0与目标温度T温度相差较远，先执行降温外循环，使降温过的液体分别流入第一液体通道5和第二液体通道6，使阳极极板1和阴极极板2分别降温，直至第一温差小于第二预设阈值ΔT2或者第二温差小于第二预设阈值ΔT2，再执行降温内循环，均衡阳极极板1的温度和阴极极板2的温度。
可以理解的是，加热过的液体是指该液体温度高于常温下的液体温度，降温过的液体，是指该液体温度低于常温下的液体温度。执行加热内循环和加热外循环时，加热过的液体的温度可以相同，也可以不同，执行降温内循环和降温外循环时，降温过的液体的温度可以相同，也可以不同，根据实际作业需求，调整液体温度。
进一步地，如图1所示，在燃料电池测试夹具的第一液体通道5内设置有第一加热片7，在第二液体通道6内设置有第二加热片8，在执行加热处理或者降温处理时，均开启第一加热片7和第二加热片8。在执行加热处理时开启第一加热片7和第二加热片8，起到辅助加热的功效，提高加热效率，在执行降温处理时开启第一加热片7和第二加热片8，防止液体温度过低导致阳极极板1和阴极极板2的温度骤然降低，影响燃料电池膜电极的性能。
具体地，如图4和图5所示，在执行加热外循环时，将第一加热片7的加热功率和第二加热片8的加热功率均设置为P1，在执行加热内循环时，将第一加热片7的加热功率和第二加热片8的加热功率均设置为P2，其中P1＜P2。通过设置第一加热片7和第二加热片8的加热功率，使P1＜P2，实现阶梯加热，当实时温度T0与目标温度T接近，只需要执行加热外循环操作，即可使阴极极板2的温度和阳极极板1的温度平衡，当燃料电池测试夹具的实时温度T0与目标温度T相差较远，先执行加热内循环，并使P1＜P2，连通第一液体通道5和第二液体通道6，加热过的液体从第二液体通道6流向第一液体通道5，使阴极极板2的温度和阳极极板1的温度平衡，实现快速加热，然后再执行加热外循环，实现慢速加热，从而达到加热燃料电池测试夹具的作用。
具体地，如图4和图6所示，在执行降温外循环时，将第一加热片7的加热功率和第二加热片8的加热功率均设置为P3，在执行降温内循环时，将第一加热片7的加热功率和第二加热片8的加热功率均设置为P4，其中P3＜P4，实现阶梯降温，当实时温度T0与目标温度T接近，只需要执行降温内循环操作，降低阴极极板2和阳极极板1的温度；当燃料电池测试夹具的实时温度T0与目标温度T相差较远，先执行降温外循环，实现快速降温，再执行降温内循环，实现慢速降温，从而达到降温燃料电池测试夹具的作用。
具体地，在执行加热内循环或者降温内循环时，对流入第一液体通道5的液体流量进行设置，在执行加热外循环或者降温外循环时，对分别流入第一液体通道5的液体流量和第二液体通道6的流量进行设置。需要说明的是，在执行加热内循环时，第一液体通道5的液体流量可以和执行降温内循环时流入第一液体通道5的液体流量相同，也可以不同，根据实际作业需要设置液体流量。同理，在执行加热外循环或者降温外循环，分别流入第一液体通道5的液体流量和第二液体通道6的流量可以相同，也可以不同。根据阳极极板1的温度T1或者阴极极板2的温度T2，调节加热内循环、降温内循环、加热外循环或者降温外循环时的液体流量。
具体地，当燃料电池测试夹具进行加热处理时，液体先在储液箱20内进行加热，再流入第一液体通道5和/或第二液体通道6。储液箱20具有加热和保温功效，先加热液体或者保温原先加热过的液体，再使加热过的液体流向第一液体通道5和/或第二液体通道6，达到快速提升阳极极板1和阴极极板2温度的功能。此时，开启第一加热片7和第二加热片8起到辅助加热功能。
具体地，当储液箱20内的液位低于预设液位时，停止执行加热处理，防止储液箱20损坏。可以理解的是，储液箱20具有加热和保温功效，当燃料电池测试夹具进行加热处理时，由于储液箱20内液体余量较少，继续加热储液箱20内的液体容易损坏储液箱20，此时停止执行加热处理，停止加热储液箱20内的液体，防止烧毁储液箱20。
具体地，当燃料电池测试夹具进行降温处理时，液体先在储液箱20内进行冷却降温，再流入第一液体通道5和/或第二液体通道6。储液箱20还具有冷却降温的功效，能够使储液箱20内的液体温度降低，当降温过的液体通过储液箱20流出，流过第一液体通道5和/或第二液体通道6，对阳极极板1和阴极极板2冷却降温。
进一步地，如图4所示，在执行加热外循环后，或者在执行降温内循环后，此时燃料电池测试夹具的实时温度T0与目标温度T接近，执行保温操作，实现燃料电池测试夹具精确控温，从而达到对膜电极的高效控温。
具体地，在执行保温操作时，将第一加热片7的加热功率和第二加热片8的加热功率均设置为P，液体循环流过第二液体通道6和第一液体通道5，此时第二加热片8和第一加热片7对流过第二液体通道6和第一液体通道5的液体辅助加热，保温操作不仅达到了保温，还进一步调节使阴极极板2的温度和阳极极板1的温度平衡。需要说明的是，在执行保温操作时，第一加热片7的加热功率P和第二加热片8的加热功率P根据实际作业需要设置，例如，根据当前阳极极板1的温度T1，或者阴极极板2的温度T2，调节第一加热片7的加热功率P和第二加热片8的加热功率P。
具体地，在进行保温操作时，对流入第二液体通道6的液体流量进行设置，防止液体流入过少，达不到保温的功效，或者防止液体流入过多，使实时温度T0大于目标温度T。更具体地，根据当前阳极极板1的温度T1，或者阴极极板2的温度T2，调节流入第二液体通道6的液体流量。
需要说明的是，在执行完加热外循环后，或者在执行降温内循环后，判断实时温度T0是否接近目标温度T，若实时温度T0接近目标温度T(此时实时温度T0≤目标温度T)，即执行保温操作。
于其他实施例中，在执行完加热外循环后，或者在执行降温内循环后，判断实时温度T0和目标温T的温差是否小于预设温差，当该温差小于预设温差时，再循环一定时间，默认已达到要求从而进行保温操作。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种燃料电池测试夹具温度控制方法，燃料电池测试夹具包括阳极极板(1)、阴极极板(2)、阳极支撑板(3)以及阴极支撑板(4)，所述阳极极板(1)设置在所述阳极支撑板(3)上，所述阴极极板(2)设置在所述阴极支撑板(4)上，所述阳极支撑板(3)上开设有第一液体通道(5)，所述阴极支撑板(4)上开设有第二液体通道(6)，其特征在于，所述燃料电池测试夹具温度控制方法包括：
检测所述燃料电池测试夹具的实时温度T0，判断所述实时温度T0是否大于目标温度T，若是，对所述燃料电池测试夹具进行降温处理，若否，对所述燃料电池测试夹具进行加热处理，所述T0为当前所述阳极极板(1)的温度T1和当前所述阴极极板(2)的温度T2的平均值；
根据温差与预设阈值的大小关系确定温度控制模式，其中所述温度控制模式包括外循环、内循环，所述温差为当前所述阳极极板(1)的温度T1和所述目标温度T差值的绝对值，或者当前所述阴极极板(2)的温度T2和所述目标温度T差值的绝对值。
2.根据权利要求1所述的燃料电池测试夹具温度控制方法，其特征在于，所述温差包括第一温差和第二温差，所述预设阈值包括第一预设阈值ΔT1，当所述燃料电池测试夹具需要进行所述加热处理时，判断所述第一温差是否小于等于所述第一预设阈值ΔT1或者判断所述第二温差是否小于等于所述第一预设阈值ΔT1，其中所述第一温差为当前所述阳极极板(1)的温度T1和所述目标温度T差值的绝对值，所述第二温差为当前所述阴极极板(2)的温度T2和所述目标温度T差值的绝对值；
若是，执行加热外循环，加热过的液体分别流过所述第一液体通道(5)和所述第二液体通道(6)，对所述阳极极板(1)和所述阴极极板(2)分别加热；
若否，执行加热内循环，加热过的液体依次流过所述第二液体通道(6)和所述第一液体通道(5)，然后返回判断所述第一温差是否小于等于所述第一预设阈值ΔT1或者判断所述第二温差是否小于等于所述第一预设阈值ΔT1。
3.根据权利要求1所述的燃料电池测试夹具温度控制方法，其特征在于，所述温差包括第一温差和第二温差，所述预设阈值包括第二预设阈值ΔT2，当所述燃料电池测试夹具需要进行所述降温处理时，判断所述第一温差是否大于等于所述第二预设阈值ΔT2或者判断所述第二温差是否大于等于所述第二预设阈值ΔT2，其中所述第一温差为当前所述阳极极板(1)的温度T1和所述目标温度T差值的绝对值，所述第二温差为当前所述阴极极板(2)的温度T2和所述目标温度T差值的绝对值；
若否，执行降温内循环，降温过的液体依次流过所述第二液体通道(6)和所述第一液体通道(5)，均衡所述阳极极板(1)的温度和所述阴极极板(2)的温度；
若是，执行降温外循环，降温过的液体分别流过所述第一液体通道(5)和所述第二液体通道(6)，对所述阳极极板(1)和所述阴极极板(2)分别降温，然后返回判断所述第一温差是否大于等于所述第二预设阈值ΔT2或者判断所述第二温差是否大于等于所述第二预设阈值ΔT2。
4.根据权利要求2或者权利要求3所述的燃料电池测试夹具温度控制方法，其特征在于，在执行所述加热外循环后，或者在执行所述降温内循环后，均执行保温操作。
5.根据权利要求4所述的燃料电池测试夹具温度控制方法，其特征在于，在执行所述保温操作时，液体循环流过所述第二液体通道(6)和所述第一液体通道(5)，以均衡所述阳极极板(1)的温度和所述阴极极板(2)的温度。
6.根据权利要求2或者权利要求3所述的燃料电池测试夹具温度控制方法，其特征在于，在所述第一液体通道(5)内设置有第一加热片(7)，在所述第二液体通道(6)内设置有第二加热片(8)，在执行所述加热处理或者所述降温处理时，均开启所述第一加热片(7)和所述第二加热片(8)。
7.根据权利要求6所述的燃料电池测试夹具温度控制方法，其特征在于，在执行所述加热外循环时，将所述第一加热片(7)的加热功率和所述第二加热片(8)的加热功率均设置为P1，在执行所述加热内循环时，将所述第一加热片(7)的加热功率和所述第二加热片(8)的加热功率均设置为P2，其中P1＜P2。
8.根据权利要求6所述的燃料电池测试夹具温度控制方法，其特征在于，在执行所述降温外循环时，将所述第一加热片(7)的加热功率和所述第二加热片(8)的加热功率均设置为P3，在执行所述降温内循环时，将所述第一加热片(7)的加热功率和所述第二加热片(8)的加热功率均设置为P4，其中P3＜P4。
9.根据权利要求2所述的燃料电池测试夹具温度控制方法，其特征在于，当所述燃料电池测试夹具进行所述加热处理时，液体先在储液箱(20)内进行加热，再流入所述第一液体通道(5)和/或所述第二液体通道(6)。
10.根据权利要求9所述的燃料电池测试夹具温度控制方法，其特征在于，当所述储液箱(20)内的液位低于预设液位时，停止执行所述加热处理。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116505018A (zh) * | 2023-06-14 | 2023-07-28 | 北京理工大学 | 一种提高电池温度均匀性的燃料电池冷却系统装置和方法 |
Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10200407A1 (de) * | 2002-01-08 | 2003-07-17 | Miliauskaite Asta | Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie |
| EP1355214A2 (en) * | 2002-04-17 | 2003-10-22 | Diamond H Controls Limited | A thermal sensor, a method of manufacture and use as a flame failure device |
| US20040197610A1 (en) * | 2003-04-03 | 2004-10-07 | Volker Drunert | Fuel cell stack preheating |
| CN101267014A (zh) * | 2007-03-12 | 2008-09-17 | 五邑大学 | 一种集制冷制热及温差发电功能的温差半导体模块 |
| CN103855419A (zh) * | 2012-11-29 | 2014-06-11 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种温差电池 |
| CN104932571A (zh) * | 2015-04-07 | 2015-09-23 | 国家电网公司 | 智能温度调节系统及其应用 |
| CN206387129U (zh) * | 2016-12-28 | 2017-08-08 | 云石壁 | 平板集热系统 |
| CN206724294U (zh) * | 2017-03-21 | 2017-12-08 | 范宝亮 | 供热设备及供暖系统 |
| CN109450295A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-03-08 | 深圳大学 | 一种温层交错式热伏发电装置 |
| CN109757902A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-05-17 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 一种能源系统及其床体温度调节的控制方法 |
| CN109921080A (zh) * | 2017-12-12 | 2019-06-21 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种燃料电池或氧化还原液流电池极板的流场结构 |
| CN110517995A (zh) * | 2019-09-03 | 2019-11-29 | 广东电网有限责任公司 | 一种适用于压接式igbt的控温装置及方法 |
| 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 |
| CN111403850A (zh) * | 2020-03-28 | 2020-07-10 | 哈尔滨工程大学 | 一种动力电池液冷动态热管理系统 |
| CN111628199A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-09-04 | 江苏大学 | 一种分段式燃料电池夹具 |
| CN212060995U (zh) * | 2020-05-20 | 2020-12-01 | 深圳市德龙电器有限公司 | 一种美发器温度控制电路 |
| CN113715686A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-11-30 | 南昌智能新能源汽车研究院 | 一种燃料电池汽车综合热管理方法 |
-
2022
- 2022-04-08 CN CN202210366886.6A patent/CN114935951B/zh active Active
Patent Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10200407A1 (de) * | 2002-01-08 | 2003-07-17 | Miliauskaite Asta | Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie |
| EP1355214A2 (en) * | 2002-04-17 | 2003-10-22 | Diamond H Controls Limited | A thermal sensor, a method of manufacture and use as a flame failure device |
| US20040197610A1 (en) * | 2003-04-03 | 2004-10-07 | Volker Drunert | Fuel cell stack preheating |
| CN101267014A (zh) * | 2007-03-12 | 2008-09-17 | 五邑大学 | 一种集制冷制热及温差发电功能的温差半导体模块 |
| CN103855419A (zh) * | 2012-11-29 | 2014-06-11 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种温差电池 |
| CN104932571A (zh) * | 2015-04-07 | 2015-09-23 | 国家电网公司 | 智能温度调节系统及其应用 |
| CN206387129U (zh) * | 2016-12-28 | 2017-08-08 | 云石壁 | 平板集热系统 |
| CN206724294U (zh) * | 2017-03-21 | 2017-12-08 | 范宝亮 | 供热设备及供暖系统 |
| CN109921080A (zh) * | 2017-12-12 | 2019-06-21 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种燃料电池或氧化还原液流电池极板的流场结构 |
| CN109450295A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-03-08 | 深圳大学 | 一种温层交错式热伏发电装置 |
| CN109757902A (zh) * | 2019-01-09 | 2019-05-17 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 一种能源系统及其床体温度调节的控制方法 |
| CN110517995A (zh) * | 2019-09-03 | 2019-11-29 | 广东电网有限责任公司 | 一种适用于压接式igbt的控温装置及方法 |
| 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 |
| CN111403850A (zh) * | 2020-03-28 | 2020-07-10 | 哈尔滨工程大学 | 一种动力电池液冷动态热管理系统 |
| CN212060995U (zh) * | 2020-05-20 | 2020-12-01 | 深圳市德龙电器有限公司 | 一种美发器温度控制电路 |
| CN111628199A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-09-04 | 江苏大学 | 一种分段式燃料电池夹具 |
| CN113715686A (zh) * | 2021-08-26 | 2021-11-30 | 南昌智能新能源汽车研究院 | 一种燃料电池汽车综合热管理方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 胡士信,陈向新: "输气管道阴极保护的理想电源――TEG", 油气储运, no. 12 * |
| 陈潇;汪茂海;张扬军;张钊;: "车用燃料电池发动机热管理系统研究", 车用发动机, no. 06 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116505018A (zh) * | 2023-06-14 | 2023-07-28 | 北京理工大学 | 一种提高电池温度均匀性的燃料电池冷却系统装置和方法 |
| CN116505018B (zh) * | 2023-06-14 | 2024-01-26 | 北京理工大学 | 一种提高电池温度均匀性的燃料电池冷却系统装置和方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114935951B (zh) | 2024-01-30 |
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