CN115172819A - 燃料电池气液分离器测试系统及其测试方法 - Google Patents

燃料电池气液分离器测试系统及其测试方法 Download PDF

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CN115172819A CN202211010024.6A CN202211010024A CN115172819A CN 115172819 A CN115172819 A CN 115172819A CN 202211010024 A CN202211010024 A CN 202211010024A CN 115172819 A CN115172819 A CN 115172819A
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孙大伟
朱川生
王志强
郭嘉旗
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Abstract

本发明提供了一种燃料电池气液分离器测试系统及其测试方法，涉及燃料电池测试设备的技术领域，包括气液分离器本体、气体输送管路、加湿管路和排水收集管路和模拟电堆背压阀；通过利用模拟电堆背压阀预设有电堆背压，并且对气液分离器本体输入的水量进行定量输入，对气液分离器本体分离排出的液体水进行测试，能够精准计算气液分离器的分离效率；通过精准模拟燃料电池气路气体状态，使混合后的气体接近于燃料电池氢气路气体真实状态，使气液分离器本体性能测试更加精准，从而为气液分离器本体的选型提供依据；缓解了现有技术中存在的模拟燃料电池的气路状态无法贴近真实使用情况，使得测试出气液分离器的分离效率偏差较大的技术问题。

Description

燃料电池气液分离器测试系统及其测试方法
技术领域
本发明涉及燃料电池测试设备技术领域，尤其是涉及一种燃料电池气液分离器测试系统及其测试方法。
背景技术
目前随着新能源的兴起，燃料电池越来越受到重视，其中质子交换膜燃料电池已经在汽车、航空等领域广泛应用。
质子交换膜燃料电池反应会在阴极侧生成大量的水，同时会有部分液态水和气态水渗透到阳极侧，目前燃料电池系统均采用阳极氢气循环装置，以提升氢气利用率。如果阳极出口的液态水不及时分离，会造成电堆阳极水淹，导致输出功率下降，当环境温度过低时，电堆内部极易因结冰造成膜不可逆的损伤。因此需要在电堆阳极出口设置气液分离器，以实现阳极反应后气体中过量水的分离。而评价气液分离器分离液态水能力最重要的指标就是分离效率。
但是，现有技术对于燃料电池运行工况的模拟，无法实现燃料电池反应气体组分的模拟；使得模拟燃料电池的气路状态无法贴近真实使用情况，导致现有技术对气路气体状态并不能准确的模拟，从而使测试出气液分离器的分离效率偏差较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料电池气液分离器测试系统及其测试方法，以缓解现有技术中存在的模拟燃料电池的气路状态无法贴近真实使用情况，使得测试出气液分离器的分离效率偏差较大的技术问题。
本发明提供的一种燃料电池气液分离器测试系统，包括：气液分离器本体、气体输送管路、加湿管路和排水收集管路和模拟电堆背压阀；
所述气体输送管路、所述气液分离器本体和所述模拟电堆背压阀依次连通，所述气体输送管路用于向所述气液分离器本体输送气体，所述模拟电堆背压阀能够调节经所述气液分离器本体输出的气体输送压力，以使所述气液分离器本体在模拟电堆背压阀预设的多种工况压力下进行测试；
所述加湿管路位于所述气体输送管路和所述气液分离器本体之间，所述气体输送管路和所述加湿管路连通，所述加湿管路用于向所述气体输送管路加入定量的水，以使所述气体输送管路以具有定量的水的气体输送至所述气液分离器本体处；
所述排水收集管路位于所述气液分离器本体和所述模拟电堆背压阀之间，所述排水收集管路与所述气液分离器本体连通，所述气液分离器本体能够对输入的气体中的水分分离，并将分离后的液态水输入至所述排水收集管路中；
所述气液分离器本体的分离效率计算公式为：分离效率＝排水收集管路收集水量/加湿管路的定量水量；单位：L。
在本发明较佳的实施例中，所述气体输送管路包括氢气输送管路、氮气输送管路和第一三通阀；
所述氢气输送管路和所述氮气输送管路分别与所述第一三通阀的两个入口端连通，所述第一三通阀的出口端与所述加湿管路连通，所述第一三通阀分别调节所述氢气输送管路和所述氮气输送管路的启闭，以调节所述氮气输送管路与所述气液分离器本体的连通或关闭。
在本发明较佳的实施例中，还包括第一压力传感器；
所述第一压力传感器与所述气液分离器本体的入口端连通，所述第一压力传感器与所述气液分离器本体连通，所述第一压力传感器用于检测所述气液分离器本体入口端处的压力信息，其中，所述第一压力传感器能够得出所述气液分离器本体工作过程中的压力波动，压力波动的计算公式为：P波动＝P第一压力传感器(排水前)-P第一压力传感器(排水时)，单位：KPa。
在本发明较佳的实施例中，还包括第二压力传感器；
所述第二压力传感器与所述气液分离器本体的出口端连通，所述第二压力传感器与所述气液分离器本体连通，所述第二压力传感器用于检测所述气液分离器本体出口端处的压力信息，通过第一压力传感器和第二压力传感器以得出所述气液分离器本体的流阻公式，其中，所述气液分离器本体的流阻公式为：P流阻＝P第一压力传感器-P第二压力传感器，单位：KPa。
在本发明较佳的实施例中，所述加湿管路包括第二三通阀、加湿器和第一储水器；
所述第二三通阀的两个入口端分别与所述第一三通阀的出口端和所述加湿器连接，所述第二三通阀的出口端与所述第一压力传感器连接；
所述第一储水器通过所述加湿器与所述第二三通阀连通，所述加湿器能够定量抽取所述第一储水器内的水，且所述加湿器用于将抽取出的水经喷淋后加入至气体输送管路中，以使部分水加湿至气体中，部分水呈液体水输送。
在本发明较佳的实施例中，所述排水收集管路包括排水阀和第二储水器；
所述第二储水器通过所述排水阀与所述气液分离器本体连通，所述第二储水器用于接收经所述气液分离器本体分离出的液态水，其中，所述气液分离器本体的分离效率计算公式为：分离效率＝第二储水器收集水量/加湿器抽取的定量水量，单位：L。
在本发明较佳的实施例中，还包括第一湿度传感器、温度传感器、第一流量计、第二湿度传感器和气体回收装置；
所述第一压力传感器、所述第一湿度传感器、所述温度传感器和所述第一流量计依次连通，所述第一湿度传感器用于检测所述气液分离器本体的入口端的湿度信息；
所述第二压力传感器、第二湿度传感器和所述模拟电堆背压阀依次连通，所述第二湿度传感器用于检测所述气液分离器本体的出口端的湿度信息；
所述气体回收装置与所述模拟电堆背压阀连接，所述气体回收装置用于接收经所述气液分离器本体输出的气体。
在本发明较佳的实施例中，所述氢气输送管路包括：高压氢气瓶、第一截止阀、第一减压阀、第一比例阀、第二流量计和第三压力传感器；
所述高压氢气瓶依次通过第一截止阀、第一减压阀、第一比例阀、所述第二流量计和第三压力传感器与所述第一三通阀连接，所述第二流量计用于检测所述高压氢气瓶向所述气液分离器本体输送的氢气流量，所述第一比例阀用于调节所述高压氢气瓶向所述气液分离器本体输送的氢气流量，所述第三压力传感器用于检测所述高压氢气瓶向所述气液分离器本体输送的氢气压力信息。
在本发明较佳的实施例中，所述氮气输送管路包括：高压氮气瓶、第二截止阀、第二减压阀、第二比例阀、第三流量计和第四压力传感器；
所述高压氮气瓶依次通过第二截止阀、第二减压阀、第二比例阀、所述第三流量计和第四压力传感器与所述第一三通阀连接，所述第三流量计用于检测所述高压氮气瓶向所述气液分离器本体输送的氮气流量，所述第二比例阀用于调节所述高压氮气瓶向所述气液分离器本体输送的氮气流量，所述第四压力传感器用于检测所述高压氮气瓶向所述气液分离器本体输送的氮气压力信息。
本发明提供的一种基于所述的燃料电池气液分离器测试系统的测试方法，包括以下模式：
模式1、依次开启第一截止阀、第一减压阀和第一比例阀，使得高压氢气瓶内的氢气输送至第一三通阀内；开启加湿器，并向第一储水器内抽取定量液体水，利用加湿器对氢气输送管路喷淋雾化定量的水量；根据模拟电堆阳极的工况需求，确定氢气输送流量；依据第一流量计、温度传感器、第三压力传感器的数值，通过第一比例阀控制氢气输送流量；调整背压阀控制在对应工况背压下进行测试；记录第一压力传感器在排水阀开启前后的压力变化，以得到对应工况下的气液分离器本体的压力波动；记录第一压力传感器和第二压力传感器的差值，以得到气液分离器本体的流阻；检测完成后第二储水器内的水量数值，计算得出气液分离器本体的分离效率；
模式2、依次开启第一截止阀、第一减压阀和第一比例阀，使得高压氢气瓶内的氢气输送至第一三通阀内；依次开启第二截止阀、第二减压阀和第二比例阀，使得高压氮气瓶内的氮气输送至第一三通阀内；根据第一流量计、第三压力传感器、第二流量计和第四压力传感器的数值，控制第一比例阀和第二比例阀的开度，以使氢气和氮气以测试比例混合；开启加湿器，并向第一储水器内抽取定量液体水，利用加湿器对氢气和氮气混合输送管路喷淋雾化定量的水量；根据模拟电堆阳极的工况需求，确定各个工况下的氢气和氮气的混合输送流量；依据第一流量计、温度传感器、第三压力传感器、第二流量计和第四压力传感器的数值，通过第一比例阀和第二比例阀控制氢气和氮气的混合输送流量；调整背压阀控制在对应工况背压下进行测试；记录第一压力传感器在排水阀开启前后的压力变化，以得到对应工况下的气液分离器本体的压力波动；记录第一压力传感器和第二压力传感器的差值，以得到气液分离器本体的流阻；检测完成后第二储水器内的水量数值，计算得出气液分离器本体的分离效率。
本发明提供的一种燃料电池气液分离器测试系统，包括：气液分离器本体、气体输送管路、加湿管路和排水收集管路和模拟电堆背压阀；气液分离器本体的分离效率计算公式为：分离效率＝排水收集管路收集水量/加湿管路的定量水量；单位：L；通过利用模拟电堆背压阀预设有电堆背压，并且对气液分离器本体输入的水量进行定量输入，对气液分离器本体分离排出的液体水进行测试，能够精准计算气液分离器的分离效率；通过精准模拟燃料电池气路气体状态，使混合后的气体接近于燃料电池氢气路气体真实状态，使气液分离器本体性能测试更加精准，从而为气液分离器本体的选型提供依据；缓解了现有技术中存在的模拟燃料电池的气路状态无法贴近真实使用情况，使得测试出气液分离器的分离效率偏差较大的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的燃料电池气液分离器测试系统的整体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的燃料电池气液分离器测试方法的流程图。
图标：10-气液分离器本体；20-气体输送管路；21-氢气输送管路；211-高压氢气瓶；212-第一截止阀；213-第一减压阀；214-第一比例阀；215-第二流量计；216-第三压力传感器；22-氮气输送管路；221-高压氮气瓶；222-第二截止阀；223-第二减压阀；224-第二比例阀；225-第三流量计；226-第四压力传感器；23-第一三通阀；30-加湿管路；31-第二三通阀；32-加湿器；40-排水收集管路；41-排水阀；42-第二储水器；50-模拟电堆背压阀；60-第一压力传感器；70-第二压力传感器；80-第一湿度传感器；90-温度传感器；100-第一流量计；110-第二湿度传感器；120-气体回收装置。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
如图1-图2所示，本实施例提供的一种燃料电池气液分离器测试系统，包括：气液分离器本体10、气体输送管路20、加湿管路30和排水收集管路40和模拟电堆背压阀50；气体输送管路20、气液分离器本体10和模拟电堆背压阀50依次连通，气体输送管路20用于向气液分离器本体10输送气体，模拟电堆背压阀50能够调节经气液分离器本体10输出的气体输送压力，以使气液分离器本体10在模拟电堆背压阀50预设的多种工况压力下进行测试；加湿管路30位于气体输送管路20和气液分离器本体10之间，气体输送管路20和加湿管路30连通，加湿管路30用于向气体输送管路20加入定量的水，以使气体输送管路20以具有定量的水的气体输送至气液分离器本体10处；排水收集管路40位于气液分离器本体10和模拟电堆背压阀50之间，排水收集管路40与气液分离器本体10连通，气液分离器本体10能够对输入的气体中的水分分离，并将分离后的液态水输入至排水收集管路40中；气液分离器本体10的分离效率计算公式为：分离效率＝排水收集管路40收集水量/加湿管路30的定量水量；单位：L。
需要说明的是，本实施例提供的燃料电池气液分离器测试系统，能够利用加湿管路30对输入气液分离器本体10的气体定量加入水，并将此定量的水作为进入到气液分离器本体10的初始水量，利用排水收集管路40将气液分离器本体10分离出的水进行收集和检测，其中，模拟电堆背压阀50可以根据电堆出厂设置的具体参数进行设定，利用电堆消耗管路精确模拟电堆对气体的压降，同时还可以通过调节模拟电堆背压阀50的不同工况背压，检测在不同背压压降的工况下，气液分离器本体10的分离效率，通过上述测试系统可以测试不同气液分离器本体10的性能，从而为气液分离器本体10的选型提供依据；实现了在不同工况下加入气体中定量的水，收集气液分离器本体10分离出的水，精准计算气液分离器的分离效率；实现了精准模拟燃料电池气路气体状态，使气体接近于燃料电池气体真实状态，使气液分离器本体10性能测试更加精准。
本实施例提供的一种燃料电池气液分离器测试系统，包括：气液分离器本体10、气体输送管路20、加湿管路30和排水收集管路40和模拟电堆背压阀50；气液分离器本体10的分离效率计算公式为：分离效率＝排水收集管路40收集水量/加湿管路30的定量水量；单位：L；通过利用模拟电堆背压阀50预设有电堆背压，并且对气液分离器本体10输入的水量进行定量输入，对气液分离器本体10分离排出的液体水进行测试，能够精准计算气液分离器的分离效率；通过精准模拟燃料电池气路气体状态，使混合后的气体接近于燃料电池氢气路气体真实状态，使气液分离器本体10性能测试更加精准，从而为气液分离器本体10的选型提供依据；缓解了现有技术中存在的模拟燃料电池的气路状态无法贴近真实使用情况，使得测试出气液分离器的分离效率偏差较大的技术问题。
在上述实施例的基础上，进一步地，在本发明较佳的实施例中，气体输送管路20包括氢气输送管路21、氮气输送管路22和第一三通阀23；氢气输送管路21和氮气输送管路22分别与第一三通阀23的两个入口端连通，第一三通阀23的出口端与加湿管路30连通，第一三通阀23分别调节氢气输送管路21和氮气输送管路22的启闭，以调节氮气输送管路22与气液分离器本体10的连通或关闭。
本实施例中，通过引入氮气，利用氢气和氮气混合测试气液分离器本体10的分离效率，具体地，氢气输送管路21和氮气输送管路22可以通过第一三通阀23形成汇合点，并且在第一三通阀23的出口端形成混合气体，再通过加湿管道对混合后的氢气和氮气进行加湿操作，利用混合气体在模拟电堆背压阀50中进行压降后，待排水收集管路40中达到稳定后，在此工况下，得到气液分离器本体10的氢气和氮气混合气体输送工况下的分离效率，使得该分离效率更加贴近有氢气和氮气混合气体输送过程中的工况引射比。
可选地，第一三通阀23以及下述的第二三通阀31均可以采用电磁三通阀，电磁三通阀的开度可以根据预设工况下进行预设，从而能够保证氮气和氢气能够完全进入到气液分离器本体10内。
在本发明较佳的实施例中，还包括第一压力传感器60；第一压力传感器60与气液分离器本体10的入口端连通，第一压力传感器60与气液分离器本体10连通，第一压力传感器60用于检测气液分离器本体10入口端处的压力信息，其中，第一压力传感器60能够得出气液分离器本体10工作过程中的压力波动，压力波动的计算公式为：P波动＝P第一压力传感器60(排水前)-P第一压力传感器60(排水时)，单位：KPa。
本实施例中，第一压力传感器60能够对进入到气液分离器本体10的气压进行检测，其中，在排水收集管路40处于关闭时，气液分离器本体10处于未工作状态，此时第一压力传感器60能够检测到气液分离器本体10的工作前的压力数值，当排水收集管路40开启后，此时气液分离器本体10开始工作，第一压力传感器60检测的压力信息会发生变化，通过将气液分离器本体10排水前和排水时的压力变化进行计算，从而可以得到气液分离器本体10的压力波动数值，从而可以更加全面的了解气液分离器本体10的性能参数。
在本发明较佳的实施例中，还包括第二压力传感器70；第二压力传感器70与气液分离器本体10的出口端连通，第二压力传感器70与气液分离器本体10连通，第二压力传感器70用于检测气液分离器本体10出口端处的压力信息，通过第一压力传感器60和第二压力传感器70以得出气液分离器本体10的流阻公式，其中，气液分离器本体10的流阻公式为：P流阻＝P第一压力传感器60-P第二压力传感器70，单位：KPa。
本实施例中，第二压力传感器70能够检测经气液分离器本体10输出的气体压力，其中，气液分离器本体10的流阻公式可以在气液分离器本体10工作一段时间，第一压力传感器60和第二压力传感器70检测的数值均趋于稳定后，利用对气液分离器本体10输入端和输出段的气体压力进行检测，通过二者的差值可以得到气液分离器本体10的流阻压力，从而可以更加全面的了解气液分离器本体10的性能参数。
需要说明的是，第一压力传感器60、第二压力传感器70以及下述的第三压力传感器216和第四压力传感器226均可以具有数值显示结构，即可以随时观测到每个压力传感器的数值。
在本发明较佳的实施例中，加湿管路30包括第二三通阀31、加湿器32和第一储水器；第二三通阀31的两个入口端分别与第一三通阀23的出口端和加湿器32连接，第二三通阀31的出口端与第一压力传感器60连接；第一储水器通过加湿器32与第二三通阀31连通，加湿器32能够定量抽取第一储水器内的水，且加湿器32用于将抽取出的水经喷淋后加入至气体输送管路20中，以使部分水加湿至气体中，部分水呈液体水输送。
本实施例中，第二三通阀31能够接收气体输入，并且第二三通阀31可以接收加湿器32输送的水，利用加湿器32对第二三通阀31以及气体输送管路20中加入定量水，以保证气液分离器本体10输入气体中的水含量呈固定，并且加湿器32确定的定量水可以预先进行设定，从而可以保证对气液分离器本体10计算分离效率时的初始水量的确定；进一部地，第一储水器内可以预存有液态水，第一储水器内的预存的液态水量可以每次测试时，设置为定量的水量，即当第一储水器内的液态水完全加入至气体输送管路20后，完成对当下工况下的测试；或者，也可以对加湿器32预设加湿定量，即每次加湿器32工作过程中抽取的液态水呈定量状态。
可选地，加湿器32可以将第一储水器内的液态水通过喷淋的方式加入至气体输送管路20中，即加湿器32可以将一部分呈液态水加入到气体输送管路20中，一部分通过加湿雾化的方式进入到气体中，从而可以更加接近燃料电池气体携带水分的状态。
在本发明较佳的实施例中，排水收集管路40包括排水阀41和第二储水器42；第二储水器42通过排水阀41与气液分离器本体10连通，第二储水器42用于接收经气液分离器本体10分离出的液态水，其中，气液分离器本体10的分离效率计算公式为：分离效率＝第二储水器42收集水量/加湿器32抽取的定量水量，单位：L。
本实施例中，排水阀41可以控制气液分离器本体10与第二储水器42之间的启闭，利用排水阀41可以控制气液分离器本体10的工作状态，当排水阀41处于关闭时，此时第一压力传感器60检测的数值为气液分离器本体10排水前的压力数值，当排水阀41开启后，此时第一压力传感器60检测的数值为气液分离器本体10排水时的压力数值，即利用控制排水阀41的启闭，可以得到气液分离器本体10的排水排气时的压力波动；进一部地，第二储水器42可以检测内部的储水量，即当第一储水器内的定量的水完全经气液分离器本体10分离后，第二储水器42储存的液态水即为气液分离器本体10排出的水量，通过将第二储水器42内的水量与第一储水器输出的定量的水对比，从而可以得出气液分离器本体10的分离效率。
在本发明较佳的实施例中，还包括第一湿度传感器80、温度传感器90、第一流量计100、第二湿度传感器110和气体回收装置120；第一压力传感器60、第一湿度传感器80、温度传感器90和第一流量计100依次连通，第一湿度传感器80用于检测气液分离器本体10的入口端的湿度信息；第二压力传感器70、第二湿度传感器110和模拟电堆背压阀50依次连通，第二湿度传感器110用于检测气液分离器本体10的出口端的湿度信息；气体回收装置120与模拟电堆背压阀50连接，气体回收装置120用于接收经气液分离器本体10输出的气体。
本实施例中，第一湿度传感器80和第二湿度传感器110可以分别得到气液分离器本体10输入前气体和输出气体中的湿度信息，从而可以辅助得出经气液分离器本体10分离前后气体的湿度值，同时第一湿度传感器80可以反馈加湿管路30对气体输送管路20中加入的水量信息，温度传感器90和第一流量计100均可以保证整体管路在测试过程中的温度信息和进入到气液分离器本体10时的流量信息，以能够得到在具体湿度和温度以及流量数值范围内对气液分离器本体10的测试结构；其中，第一流量计100能够对进入气液分离器本体10前的所有气体流量进行测量，从而可以通过第一流量计100确定第一三通阀23和第二三通阀31的开度是否满足电堆输送气体的需求；模拟电堆背压阀50能够控制经气液分离器本体10向气体回收装置120处的压力范围，并且通过第二压力传感器70观测模拟电堆背压阀50的背压，从而能够根据不同的测试工况下，对模拟电堆背压阀50的压力进行及时调整。
在本发明较佳的实施例中，氢气输送管路21包括：高压氢气瓶211、第一截止阀212、第一减压阀213、第一比例阀214、第二流量计215和第三压力传感器216；高压氢气瓶211依次通过第一截止阀212、第一减压阀213、第一比例阀214、第二流量计215和第三压力传感器216与第一三通阀23连接，第二流量计215用于检测高压氢气瓶211向气液分离器本体10输送的氢气流量，第一比例阀214用于调节高压氢气瓶211向气液分离器本体10输送的氢气流量，第三压力传感器216用于检测高压氢气瓶211向气液分离器本体10输送的氢气压力信息。
本实施例中，第一截止阀212可以调节高压氢气瓶211的启闭，第一减压阀213能够对高压氢气瓶211中输出的氢气进行减压，第一比例阀214能够调节高压氢气瓶211输出氢气的流量，进而记录不同氢气流量下的引射器本体的具体性能；并且第二流量计215可以反馈氢气的输送量，利用第二流量计215的反馈可以对应通过第一比例阀214可以根据不同的测试工况下进行具体调节。
在本发明较佳的实施例中，氮气输送管路22包括：高压氮气瓶221、第二截止阀222、第二减压阀223、第二比例阀224、第三流量计225和第四压力传感器226；高压氮气瓶221依次通过第二截止阀222、第二减压阀223、第二比例阀224、第三流量计225和第四压力传感器226与第一三通阀23连接，第三流量计225用于检测高压氮气瓶221向气液分离器本体10输送的氮气流量，第二比例阀224用于调节高压氮气瓶221向气液分离器本体10输送的氮气流量，第四压力传感器226用于检测高压氮气瓶221向气液分离器本体10输送的氮气压力信息。
本实施例中，第二截止阀222可以调节高压氮气瓶221的启闭，第一减压阀213能够对高压氮气瓶221中输出的氮气进行减压，第一比例阀214能够调节高压氮气瓶221输出氮气的流量，进而记录不同氮气流量下的引射器本体的具体性能；并且第二流量计215可以反馈氮气的输送量，利用第二流量计215的反馈可以对应通过第一比例阀214可以根据不同的测试工况下进行具体调节。
另外，第三压力传感器216和第四压力传感器226分别反馈氢气和氮气输送的气体压力，进而根据不同工况配比下，进而第一比例阀214和第二比例阀224的开度，以调节氢气和氮气的输送量。
本实施例提供的一种基于所述的燃料电池气液分离器测试系统的测试方法，包括以下模式：模式1、依次开启第一截止阀212、第一减压阀213和第一比例阀214，使得高压氢气瓶211内的氢气输送至第一三通阀23内；开启加湿器32，并向第一储水器内抽取定量液体水，利用加湿器32对氢气输送管路21喷淋雾化定量的水量；根据模拟电堆阳极的工况需求，确定氢气输送流量；依据第一流量计100、温度传感器90、第三压力传感器216的数值，通过第一比例阀214控制氢气输送流量；调整背压阀控制在对应工况背压下进行测试；记录第一压力传感器60在排水阀41开启前后的压力变化，以得到对应工况下的气液分离器本体10的压力波动；记录第一压力传感器60和第二压力传感器70的差值，以得到气液分离器本体10的流阻；检测完成后第二储水器42内的水量数值，计算得出气液分离器本体10的分离效率；
模式2、依次开启第一截止阀212、第一减压阀213和第一比例阀214，使得高压氢气瓶211内的氢气输送至第一三通阀23内；依次开启第二截止阀222、第二减压阀223和第二比例阀224，使得高压氮气瓶221内的氮气输送至第一三通阀23内；根据第一流量计100、第三压力传感器216、第二流量计215和第四压力传感器226的数值，控制第一比例阀214和第二比例阀224的开度，以使氢气和氮气以测试比例混合；开启加湿器32，并向第一储水器内抽取定量液体水，利用加湿器32对氢气和氮气混合输送管路喷淋雾化定量的水量；根据模拟电堆阳极的工况需求，确定各个工况下的氢气和氮气的混合输送流量；依据第一流量计100、温度传感器90、第三压力传感器216、第二流量计215和第四压力传感器226的数值，通过第一比例阀214和第二比例阀224控制氢气和氮气的混合输送流量；调整背压阀控制在对应工况背压下进行测试；记录第一压力传感器60在排水阀41开启前后的压力变化，以得到对应工况下的气液分离器本体10的压力波动；记录第一压力传感器60和第二压力传感器70的差值，以得到气液分离器本体10的流阻；检测完成后第二储水器42内的水量数值，计算得出气液分离器本体10的分离效率。
如图1-图2所示，本实施例提供的燃料电池气液分离器测试方法，提供了两种模式对气液分离器本体10的测试方式，通过在两种模式下设置有不同的工况条件，从而可以在不同工况下分别测量不同气体流量下的气液分离器本体10的性能，具体地，模式1为使用纯氢气加湿后进行测试，模式2为氮气和氢气混合气体加湿进行测试，并且每个模式下还可以通过调节控制阀对不同气体流量以及不同压降进行测试，实现了全面对气液分离器本体10的测试方式，通过模拟出燃料电池不同工况下的气体状态，使得气液分离器本体10流通的气体更加接近燃料电池气路的真实状态，使得气液分离器本体10性能测试更加精确，缓解了现有技术中存在的模拟燃料电池的气路状态无法贴近真实使用情况，使得测试出气液分离器的分离效率偏差较大的技术问题。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种燃料电池气液分离器测试系统，其特征在于，包括：气液分离器本体(10)、气体输送管路(20)、加湿管路(30)和排水收集管路(40)和模拟电堆背压阀(50)；
所述气体输送管路(20)、所述气液分离器本体(10)和所述模拟电堆背压阀(50)依次连通，所述气体输送管路(20)用于向所述气液分离器本体(10)输送气体，所述模拟电堆背压阀(50)能够调节经所述气液分离器本体(10)输出的气体输送压力，以使所述气液分离器本体(10)在模拟电堆背压阀(50)预设的多种工况压力下进行测试；
所述加湿管路(30)位于所述气体输送管路(20)和所述气液分离器本体(10)之间，所述气体输送管路(20)和所述加湿管路(30)连通，所述加湿管路(30)用于向所述气体输送管路(20)加入定量的水，以使所述气体输送管路(20)以具有定量的水的气体输送至所述气液分离器本体(10)处；
所述排水收集管路(40)位于所述气液分离器本体(10)和所述模拟电堆背压阀(50)之间，所述排水收集管路(40)与所述气液分离器本体(10)连通，所述气液分离器本体(10)能够对输入的气体中的水分分离，并将分离后的液态水输入至所述排水收集管路(40)中；
所述气液分离器本体(10)的分离效率计算公式为：分离效率＝排水收集管路(40)收集水量/加湿管路(30)的定量水量；单位：L。
2.根据权利要求1所述的燃料电池气液分离器测试系统，其特征在于，所述气体输送管路(20)包括氢气输送管路(21)、氮气输送管路(22)和第一三通阀(23)；
所述氢气输送管路(21)和所述氮气输送管路(22)分别与所述第一三通阀(23)的两个入口端连通，所述第一三通阀(23)的出口端与所述加湿管路(30)连通，所述第一三通阀(23)分别调节所述氢气输送管路(21)和所述氮气输送管路(22)的启闭，以调节所述氮气输送管路(22)与所述气液分离器本体(10)的连通或关闭。
3.根据权利要求2所述的燃料电池气液分离器测试系统，其特征在于，还包括第一压力传感器(60)；
所述第一压力传感器(60)与所述气液分离器本体(10)的入口端连通，所述第一压力传感器(60)与所述气液分离器本体(10)连通，所述第一压力传感器(60)用于检测所述气液分离器本体(10)入口端处的压力信息，其中，所述第一压力传感器(60)能够得出所述气液分离器本体(10)工作过程中的压力波动，压力波动的计算公式为：P波动＝P第一压力传感器(60)(排水前)-P第一压力传感器(60)(排水时)，单位：KPa。
4.根据权利要求3所述的燃料电池气液分离器测试系统，其特征在于，还包括第二压力传感器(70)；
所述第二压力传感器(70)与所述气液分离器本体(10)的出口端连通，所述第二压力传感器(70)与所述气液分离器本体(10)连通，所述第二压力传感器(70)用于检测所述气液分离器本体(10)出口端处的压力信息，通过第一压力传感器(60)和第二压力传感器(70)以得出所述气液分离器本体(10)的流阻公式，其中，所述气液分离器本体(10)的流阻公式为：P流阻＝P第一压力传感器(60)-P第二压力传感器(70)，单位：KPa。
5.根据权利要求4所述的燃料电池气液分离器测试系统，其特征在于，所述加湿管路(30)包括第二三通阀(31)、加湿器(32)和第一储水器；
所述第二三通阀(31)的两个入口端分别与所述第一三通阀(23)的出口端和所述加湿器(32)连接，所述第二三通阀(31)的出口端与所述第一压力传感器(60)连接；
所述第一储水器通过所述加湿器(32)与所述第二三通阀(31)连通，所述加湿器(32)能够定量抽取所述第一储水器内的水，且所述加湿器(32)用于将抽取出的水经喷淋后加入至气体输送管路(20)中，以使部分水加湿至气体中，部分水呈液体水输送。
6.根据权利要求5所述的燃料电池气液分离器测试系统，其特征在于，所述排水收集管路(40)包括排水阀(41)和第二储水器(42)；
所述第二储水器(42)通过所述排水阀(41)与所述气液分离器本体(10)连通，所述第二储水器(42)用于接收经所述气液分离器本体(10)分离出的液态水，其中，所述气液分离器本体(10)的分离效率计算公式为：分离效率＝第二储水器(42)收集水量/加湿器(32)抽取的定量水量，单位：L。
7.根据权利要求6所述的燃料电池气液分离器测试系统，其特征在于，还包括第一湿度传感器(80)、温度传感器(90)、第一流量计(100)、第二湿度传感器(110)和气体回收装置(120)；
所述第一压力传感器(60)、所述第一湿度传感器(80)、所述温度传感器(90)和所述第一流量计(100)依次连通，所述第一湿度传感器(80)用于检测所述气液分离器本体(10)的入口端的湿度信息；
所述第二压力传感器(70)、第二湿度传感器(110)和所述模拟电堆背压阀(50)依次连通，所述第二湿度传感器(110)用于检测所述气液分离器本体(10)的出口端的湿度信息；
所述气体回收装置(120)与所述模拟电堆背压阀(50)连接，所述气体回收装置(120)用于接收经所述气液分离器本体(10)输出的气体。
8.根据权利要求2-7任一项所述的燃料电池气液分离器测试系统，其特征在于，所述氢气输送管路(21)包括：高压氢气瓶(211)、第一截止阀(212)、第一减压阀(213)、第一比例阀(214)、第二流量计(215)和第三压力传感器(216)；
所述高压氢气瓶(211)依次通过第一截止阀(212)、第一减压阀(213)、第一比例阀(214)、所述第二流量计(215)和第三压力传感器(216)与所述第一三通阀(23)连接，所述第二流量计(215)用于检测所述高压氢气瓶(211)向所述气液分离器本体(10)输送的氢气流量，所述第一比例阀(214)用于调节所述高压氢气瓶(211)向所述气液分离器本体(10)输送的氢气流量，所述第三压力传感器(216)用于检测所述高压氢气瓶(211)向所述气液分离器本体(10)输送的氢气压力信息。
9.根据权利要求2-7任一项所述的燃料电池气液分离器测试系统，其特征在于，所述氮气输送管路(22)包括：高压氮气瓶(221)、第二截止阀(222)、第二减压阀(223)、第二比例阀(224)、第三流量计(225)和第四压力传感器(226)；
所述高压氮气瓶(221)依次通过第二截止阀(222)、第二减压阀(223)、第二比例阀(224)、所述第三流量计(225)和第四压力传感器(226)与所述第一三通阀(23)连接，所述第三流量计(225)用于检测所述高压氮气瓶(221)向所述气液分离器本体(10)输送的氮气流量，所述第二比例阀(224)用于调节所述高压氮气瓶(221)向所述气液分离器本体(10)输送的氮气流量，所述第四压力传感器(226)用于检测所述高压氮气瓶(221)向所述气液分离器本体(10)输送的氮气压力信息。
10.一种基于如权利要求1-9任一项所述的燃料电池气液分离器测试系统的测试方法，其特征在于，包括以下模式：
模式1、依次开启第一截止阀(212)、第一减压阀(213)和第一比例阀(214)，使得高压氢气瓶(211)内的氢气输送至第一三通阀(23)内；开启加湿器(32)，并向第一储水器内抽取定量液体水，利用加湿器(32)对氢气输送管路(21)喷淋雾化定量的水量；根据模拟电堆阳极的工况需求，确定氢气输送流量；依据第一流量计(100)、温度传感器(90)、第三压力传感器(216)的数值，通过第一比例阀(214)控制氢气输送流量；调整背压阀控制在对应工况背压下进行测试；记录第一压力传感器(60)在排水阀(41)开启前后的压力变化，以得到对应工况下的气液分离器本体(10)的压力波动；记录第一压力传感器(60)和第二压力传感器(70)的差值，以得到气液分离器本体(10)的流阻；检测完成后第二储水器(42)内的水量数值，计算得出气液分离器本体(10)的分离效率；
模式2、依次开启第一截止阀(212)、第一减压阀(213)和第一比例阀(214)，使得高压氢气瓶(211)内的氢气输送至第一三通阀(23)内；依次开启第二截止阀(222)、第二减压阀(223)和第二比例阀(224)，使得高压氮气瓶(221)内的氮气输送至第一三通阀(23)内；根据第一流量计(100)、第三压力传感器(216)、第二流量计(215)和第四压力传感器(226)的数值，控制第一比例阀(214)和第二比例阀(224)的开度，以使氢气和氮气以测试比例混合；开启加湿器(32)，并向第一储水器内抽取定量液体水，利用加湿器(32)对氢气和氮气混合输送管路喷淋雾化定量的水量；根据模拟电堆阳极的工况需求，确定各个工况下的氢气和氮气的混合输送流量；依据第一流量计(100)、温度传感器(90)、第三压力传感器(216)、第二流量计(215)和第四压力传感器(226)的数值，通过第一比例阀(214)和第二比例阀(224)控制氢气和氮气的混合输送流量；调整背压阀控制在对应工况背压下进行测试；记录第一压力传感器(60)在排水阀(41)开启前后的压力变化，以得到对应工况下的气液分离器本体(10)的压力波动；记录第一压力传感器(60)和第二压力传感器(70)的差值，以得到气液分离器本体(10)的流阻；检测完成后第二储水器(42)内的水量数值，计算得出气液分离器本体(10)的分离效率。
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