CN201859206U - 一种质子交换膜燃料电池双系统测试平台 - Google Patents

Abstract

一种质子交换膜燃料电池双系统测试平台，包括两套独立运行的气体流量控制系统、气体增湿系统、燃料电池电堆系统和电子负载系统，一套供气系统、电堆冷却系统、数据采集及反馈控制系统和安全联锁保扩系统；供气系统分两路分别与两套独立运行的气体流量控制系统用管路连接；电堆冷却系统分两路分别与两套独立运行的燃料电池电堆系统的冷却系统用管路连接，数据采集及反馈控制系统和安全联锁保扩系统分两路分别与两套独立运行的燃料电池电堆系统电连接。本实用新型的有益效果是：可同时测量2台燃料电池电堆，提高了测试平台的测试能力，降低了测试平台的制造成本，同时简化了测试程序，加快了燃料电池的测试速度，降低了燃料电池的测试成本。

Description

一种质子交换膜燃料电池双系统测试平台

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，尤其涉及质子交换膜燃料电池电堆测试的测试平台。

背景技术

由于燃料电池发电过程是一个涉及电化学、流体力学、热力学、电工学等多种学科的复合过程，它在运行过程中需要调节和控制的参数多而复杂。因此，为其提供稳定可靠的测试与控制平台，在燃料电池的研制、开发以及性能测试中具有一定的现实意义；随着燃料电池事业的快速发展和商业化的推进，燃料电池电堆的性能测试及寿命及可靠性测试成为其产品化的重要一步，同时也需要进行大量的实验研究和对比实验测试。目前大部分测试平台是单系统测试平台，只是根据测试电堆功率大小进行分类和分档；一次只能进行一个电堆的测试，同时由于每台测试平台不近相同，测试平台控制的参数不完全相同，测试的结果有所区别，不能完全进行对比，影响测试结果。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提出一种双系统燃料电池测试平台，一个平台内包含两套的测试系统，可以同时按照相同条件测试两台燃料电池电堆。

本实用新型的技术方案是：一种质子交换膜燃料电池双系统测试平台，包括依次连接的供气系统、气体流量控制系统、气体增湿系统、电堆冷却系统、燃料电池电堆系统、电子负载系统、数据采集及反馈控制系统和安全联锁保护系统，其特征是；所述测试平台包括两套独立运行的气体流量控制系统、气体增湿系统、燃料电池电堆系统和电子负载系统，一套供气系统、电堆冷却系统、数据采集及反馈控制系统和安全联锁保护系统；所述供气系统分两路分别与两套独立运行的气体流量控制系统用管路连接；所述电堆冷却系统分两路分别与两套独立运行的燃料电池电堆系统的冷却系统用管路连接，所述数据采集及反馈控制系统和安全联锁保扩系统分两路分别与两套独立运行的燃料电池电堆系统电连接。

本实用新型所述一种质子交换膜燃料电池双系统测试平台，其特征是：所述供气系统和电堆冷却系统在分别与两套独立运行的气体流量控制系统和燃料电池电堆系统的冷却系统连接的管路上设有控制阀，所述数据采集及反馈控制系统和安全联锁保护系统的分两路分别与两套独立运行的燃料电池电堆系统电连接的回路中设有控制开关。

本实用新型的测试平台具有以下主要的功能：1)实时监测并显示两台燃料电池运行过程中的各种参数和工作状态，包括燃料气与氧化剂气体的流呈、压力、温度、湿度，电池电堆的冷却水温度、放电电压、电流、功率等；2)通过对各运行参数的采集分析，采用各种控制方法实时调节和控制两台燃料电池的工作状态，确保电池电堆连续稳定的工作，需要控制的参数包括燃料气与氧化剂气体的流量、入口冷却水温度和反应气增湿温度、电堆反应气进气温度以及尾气的排放等；3)具有各种安全连锁功能，能够在燃料电池运行中出现的氢气泄漏、电池电压异常、电池温度异常、气体失压或超压等异常情况下具有保护功能，进行安全连锁，使整个测试系统安全稳定的运行。

本实用新型的有益效果是：该测试平台具有可以同时测量2台燃料电池电堆的能力，提高了测试平台的测试能力，降低了测试平台的制造成本，同时简化了测试程序，加快了燃料电池的测试速度，降低了燃料电池的测试成本。

附图说明

本实用新型共有两张附图，其中：

图1是双系统燃料电池测试平台外形示意图，

图2是双系统燃料电池测试平台结构流程框图。

附图中：1、供气系统，2、气体流量控制系统，3、气体增湿系统，4、电堆冷却系统，5、燃料电池电堆，6、电子负载，7、数据采集及反馈控制系统，8、安全联锁保护系统。

具体实施方式

以下所述的实施例以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

本实用新型的实施例为2kw双系统燃料电池测试平台，平台内包括两套子测试系统，每套子测试系统包含独自的气体流量控制系统2，气体增湿系统3，燃料电池电堆5，电子负载系统6，同时共用一套供气系统1、电堆冷却系统4、参数采集和控制系统7(PLC控制器、工控机、电压检测系统)和安全连锁系统8(如氢气浓度保护)。

反应气体从气源到达测试平台供气系统1部分，然后分别进入2套子测试系统中的气体流量控制系统2(流量控制系统包含气体流量控制器，能够精确控制燃料电池测试过程中所需要的反应气气量)，经过流量控制系统2后进入两套子系统的气体增湿系统3，反应气经过增湿保温后进入所测试的燃料电池电堆5中进行反应放电，所产生的电能通过电子负载6输出，燃料电池电堆5所产生的热能通过冷却系统4带走；通过数据采集及反馈控制系统7控制和采集电堆运行中的各参数，确保燃料电池电堆5正常运行；通过测试平台的安全连锁系统8进行温度、压力、气量、氢气浓度的安全设置和连锁控制。本测试系统实现了对2台燃料电池同时测试，能实时监测电池电堆的工作状态，，系统结构清晰、使用方便，有效提高燃料电池测试能力。

Claims (2)

1.一种质子交换膜燃料电池双系统测试平台，包括依次连接的供气系统(1)、气体流量控制系统(2)、气体增湿系统(3)、电堆冷却系统(4)、燃料电池电堆系统(5)、电子负载系统(6)、数据采集及反馈控制系统(7)和安全联锁保扩系统(8)，其特征是：所述测试平台包括两套独立运行的气体流量控制系统(2)，气体增湿系统(3)、燃料电池电堆系统(5)和电子负载系统(6)；一套供气系统(1)、电堆冷却系统(4)、数据采集及反馈控制系统(7)和安全联锁保扩系统(8)；所述供气系统(1)分两路分别与两套独立运行的气体流量控制系统(2)用管路连接；所述电堆冷却系统(4)分两路分别与两套独立运行的燃料电池电堆系统(5)的冷却系统用管路连接，所述数据采集及反馈控制系统(7)和安全联锁保护系统(8)分两路分别与两套独立运行的燃料电池电堆系统(5)电连接。

2.根据权利要求1所述一种质子交换膜燃料电池双系统测试平台，其特征是：所述供气系统(1)和电堆冷却系统(4)在分别与两套独立运行的气体流量控制系统(2)和燃料电池电堆系统(5)的冷却系统连接的管路上设有控制阀，所述数据采集及反馈控制系统(7)和安全联锁保扩系统(8)的分两路分别与两套独立运行的燃料电池电堆系统(5)电连接的回路中设有控制开关。

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