CN201489098U

CN201489098U - 一种燃料电池测试系统

Info

Publication number: CN201489098U
Application number: CN200920195927XU
Authority: CN
Inventors: 熊宗保; 刘杰; 孙良武; 单林永; 杜兴保
Original assignee: NINGBO BATE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: NINGBO BATE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2009-09-07
Filing date: 2009-09-07
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2019-09-07

Abstract

本实用新型公开了一种燃料电池测试系统，集中监控中央处理器分别与多路温度测量单元、电子负载和多路高共模电压测量单元连接，多路温度测量单元分别与阳极氢气控制与测量单元、阴极空气控制与测量单元和被测试燃料电池连接，电子负载与被测试燃料电池连接，多路高共模电压测量单元分别与阳极氢气控制与测量单元、阴极空气控制与测量单元和被测试燃料电池连接，其优点是改善气体检测、控制中的防爆化设计，保证测试过程的安全性；采用独立的多路气体检测系统方式，可以从多途径检测出其能量转换效率，更有效反映出转换过程的变化情况；增加了可控电子负载，克服原来采用可调电阻放电进行记录的方式。

Description

一种燃料电池测试系统

技术领域

本实用新型涉及一种燃料电池，尤其是涉及一种燃料电池测试系统。

背景技术

随着电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始实行“绿色新能源计划”，寻求经济发展的新动力。现在燃料电池是打开氢能源时代大门的关键，国内、外正以燃料电池电动车为突破口作主题跟进，氢能源社会经济正在形成，目前，国内燃料电池研究主要是依靠国外的设备和原材料，这种局面极大的影响了国内开发具有自主知识产权燃料电池的进展。

由于燃料电池只要保持恒定的氢和氧供应，就能持续提供电能，但对氢和氧要求的压力、湿度、温度的控制是要通过大量的实验而得到的，所以就需要在使用前对燃料电池进行测试实验。即燃料电池测试系统是研发生产氢能源-燃料电池的必备设备。燃料电池测试系统是为规模燃料电池实验室及新能源研发生产企业提供平台，它能方便的获得燃料电池理化性能指标及产品技术参数；其应用范围可覆盖全部燃料电池科研和生产领域，具有较好市场前景和发展前景。

现有燃料电池测试系统存在的缺点：

1.现有的燃料电池测试系统的安全性比较差，其原因没有考虑到氢气泄漏时的安全报警控制以及电池出现故障时的氮气充扫，所以其安全性比较差。

2.现有的燃料电池测试系统由于没有对进口流量和出口的流量建行检测，所以造成能量转换过程判定比较困难。

3.现有的燃料电池测试系统没有电子负载，其采用可调电阻手动调整放电和人工进行记录的方式，这样数据的实时性和精度上都受到局限，无法对放电过程进行详细的分析性。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种安全可靠性比较好的的燃料电池测试系统。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种燃料电池测试系统，特征在于它包括集中监控中央处理器、多路温度测量单元、电子负载、多路高共模电压测量单元、阳极氢气控制与测量单元和阴极空气控制与测量单元，所述的集中监控中央处理器分别与所述的多路温度测量单元、所述的电子负载和所述的多路高共模电压测量单元连接，所述的多路温度测量单元分别与所述的阳极氢气控制与测量单元、阴极空气控制与测量单元和被测试燃料电池连接，所述的电子负载与被测试燃料电池连接，所述的多路高共模电压测量单元分别与所述的阳极氢气控制与测量单元、所述的阴极空气控制与测量单元和被测试燃料电池连接。

它还包括安全互联单元，所述的安全互联单元分别与多路温度测量单元、电子负载、多路高共模电压测量单元、阳极氢气控制与测量单元和阴极空气控制与测量单元连接。

所述的阳极氢气控制与测量单元包括氢气电子阀、第一阳极流量计、氢气单向阀、氮气电子阀、第二阳极流量计、氮气单向阀、加湿器和加热炉，氢气分别通过所述的氢气电子阀、所述的第一阳极流量计、氢气单向阀进入到加湿器，然后再经过加热炉进入到被测试燃料电池，氮气分别通过氮气电子阀、第二阳极流量计、氮气单向阀进入到加湿器，然后再经过加热炉进入到被测试燃料电池。

所述的阴极空气控制与测量单元包括空气电子阀、阴极流量计、空气单向阀和空气加热炉，空气分别通过空气电子阀、阴极流量计、空气单向阀和空气加热炉进入到被测试燃料电池中。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于改善气体检测、控制中的防爆化设计，保证测试过程的安全性；采用独立的多路气体检测系统方式，可以从多途径检测出其能量转换效率，更有效反映出转换过程的变化情况；增加了可控电子负载，克服原来采用可调电阻放电进行记录的方式；电子负载部分，作为燃料电池可控负载，能模拟各种不同用电设备对燃料电池各项电参数进行检测及控制，由于该部分的设计功率较大，电流可达1000A，电压可达400V，所以能满足不同燃料电池的研制和生产要求，该电子负载采用高智能化IP和新电路拓扑、现代电力电子器件、因而精度等级高，可对燃料电池做定量微观分析。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型的阳极氢气控制与测量单元和阴极空气控制与测量单元的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

一种燃料电池测试系统，它包括集中监控中央处理器A101、多路温度测量单元A201、电子负载A202、多路高共模电压测量单元A203、阳极氢气控制与测量单元A301和阴极空气控制与测量单元A302，集中监控中央处理器A101分别与多路温度测量单元A201、电子负载A202和多路高共模电压测量单元A203连接，多路温度测量单元A201分别与阳极氢气控制与测量单元A301、阴极空气控制与测量单元A302和被测试燃料电池A100连接，电子负载A202与被测试燃料电池A100连接，多路高共模电压测量单元A203分别与阳极氢气控制与测量单元A301、阴极空气控制与测量单元A302和被测试燃料电池A100连接。

它还包括安全互联单元，安全互联单元分别与多路温度测量单元A201、电子负载A202、多路高共模电压测量单元A203、阳极氢气控制与测量单元A301和阴极空气控制与测量单元A302连接。

阳极氢气控制与测量单元A301包括氢气电子阀B201、第一阳极流量计B202、氢气单向阀B203、氮气电子阀B301、第二阳极流量计B302、氮气单向阀B303、加湿器B204和加热炉B205，氢气H₂分别通过氢气电子阀B201、第一阳极流量计B202、氢气单向阀B203进入到加湿器B204，然后再经过加热炉B205进入到被测试燃料电池A100，氮气N₂分别通过氮气电子阀B301、第二阳极流量计B302、氮气单向阀B303进入到加湿器B204，然后再经过加热炉B205进入到被测试燃料电池A100。

阴极空气控制与测量单元A302包括空气电子阀B101、阴极流量计B102、空气单向阀B103和空气加热炉B104，空气AIR分别通过空气电子阀B101、阴极流量计B102、空气单向阀B103和空气加热炉B104进入到被测试燃料电池A100中。

燃料电池为化学电池，利用水的电解的逆反应而释放出环保电能，即在燃料电池阳极供氢作为燃料可分解出正离子H+和电子e-，其中H+在电池内部电解液中穿过质子交换膜定向位移。而e-则延外部电路(设备中利用电子负载)定向位移，在燃料电池另一供入空气中的氧的阴极会合即被氧还原为水排出，电池内部为化学反应，电池外部为供电电路。燃料电池组测试系统电路框图如图1所示。

燃料电池测试系统的阳极氢气控制与测量单元A301和阴极空气控制与测量单元A302的结构如图2所示，气路为被测试燃料电池A100的施主单元，即供给单元，分别给被测试电池A100两极按需求定向自动调节供应氢和空气中的氧，以上供应需停止时，自动控制供氮作为安全气堵，当以上供应恢复时则氮气自动退出，配气机构环节中各类组件采用复合集成化设计方式，追求减少漏点及缩小体积、配合氢氧分室设计，达到主动安全防爆目的。

本系统为开放式组合系统，充分发挥计算机主机综合管理能力，采用集散控制系统方式，对上百个分散型物理量转化为标准信号后(采用混合信号设计)由分布式基层机进行浓缩处理高速传输给二级决策层主机存储数据和处理信息，主机有足够多时空做好人机界面及数据库管理工作，需方可通过这一平台便捷发布命令和选择操作。也可在这一开放式平台嵌入窗口，研发工艺软件进行二次开发甚至可以至基层直接与控件进行二次开发，以优化燃料电池设计制造或从事材料研究，以提高科研生产开发质量和效率。

Claims

1.一种燃料电池测试系统，特征在于它包括集中监控中央处理器、多路温度测量单元、电子负载、多路高共模电压测量单元、阳极氢气控制与测量单元和阴极空气控制与测量单元，所述的集中监控中央处理器分别与所述的多路温度测量单元、所述的电子负载和所述的多路高共模电压测量单元连接，所述的多路温度测量单元分别与所述的阳极氢气控制与测量单元、阴极空气控制与测量单元和被测试燃料电池连接，所述的电子负载与被测试燃料电池连接，所述的多路高共模电压测量单元分别与所述的阳极氢气控制与测量单元、所述的阴极空气控制与测量单元和被测试燃料电池连接。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池测试系统，其特征在于它还包括安全互联单元，所述的安全互联单元分别与多路温度测量单元、电子负载、多路高共模电压测量单元、阳极氢气控制与测量单元和阴极空气控制与测量单元连接。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池测试系统，其特征在于所述的阳极氢气控制与测量单元包括氢气电子阀、第一阳极流量计、氢气单向阀、氮气电子阀、第二阳极流量计、氮气单向阀、加湿器和加热炉，氢气分别通过所述的氢气电子阀、所述的第一阳极流量计、氢气单向阀进入到加湿器，然后再经过加热炉进入到被测试燃料电池，氮气分别通过氮气电子阀、第二阳极流量计、氮气单向阀进入到加湿器，然后再经过加热炉进入到被测试燃料电池。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池测试系统，其特征在于所述的阴极空气控制与测量单元包括空气电子阀、阴极流量计、空气单向阀和空气加热炉，空气分别通过空气电子阀、阴极流量计、空气单向阀和空气加热炉进入到被测试燃料电池中。