CN209418655U - 一种氢燃料电池电堆性能测试系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种氢燃料电池电堆性能测试系统，包括氢燃料电池电堆，所述氢燃料电池电堆上连接有供氢系统、供气系统、散热系统和电气系统，所述供氢系统进一步包括氢气储存罐、氢气压力调节装置、热交换器、氢循环泵和排气阀；所述供气系统进一步包括空气压缩机和空气加湿器，所述空气压缩机和空气加湿器顺序气路相接；所述散热系统进一步包括去离子设备、水箱散热器总成和水泵；所述电气系统进一步包括电源开关和电子负载。本实用新型能测试获得在负载条件下氢气和空气流量对于燃料电池堆性能参数的影响数据，并且具有配气计量准确、温度压力湿度控制精确、测试灵活方便等诸多特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及燃料电池技术领域，更具体地说是一种氢燃料电池电堆性能测试系统。
背景技术
燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高; 另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料；同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。
燃料电池电堆在负载条件下氢气和空气流量对于燃料电池堆性能参数影响重大，然而，现有技术中无法测试获得燃料电池电堆在负载条件下氢气和空气流量对于燃料电池堆性能参数的对比数据。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术以上缺陷，提供一种测试获得在负载条件下氢气和空气流量对于燃料电池堆性能参数影响数据的氢燃料电池电堆性能测试系统。
为了达到以上目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种氢燃料电池电堆性能测试系统，包括氢燃料电池电堆，所述氢燃料电池电堆上连接有供氢系统、供气系统、散热系统和电气系统，其特征在于，所述供氢系统进一步包括氢气储存罐、氢气压力调节装置、热交换器、氢循环泵和排气阀，所述氢气储存罐、氢气压力调节装置和热交换器顺序气路相接，所述热交换器气路接入到所述氢燃料电池电堆的氢气进口，所述氢燃料电池电堆的氢气出口气路接出一路后分支两路分别接到所述氢循环泵和所述排气阀，所述氢循环泵气路接回到所述氢气压力调节装置；
所述供气系统进一步包括空气压缩机和空气加湿器，所述空气压缩机和空气加湿器顺序气路相接，所述空气加湿器一进一出与氢燃料电池电堆的空气进口和空气出口连接形成循环气路；
所述散热系统进一步包括去离子设备、水箱散热器总成和水泵，所述氢燃料电池电堆的出水口水路接出一路到所述水箱散热器总成，所述水箱散热器总成、水泵和去离子设备顺序水路相接，所述去离子设备水路接入到所述氢燃料电池电堆的进水口；
所述电气系统进一步包括电源开关和电子负载，所述电子负载通过电源开关与所述氢燃料电池电堆电路相接。
作为优选，所述热交换器与氢燃料电池电堆相接的气路中增设有温度传感器和压力传感器。
作为优选，所述空气加湿器与氢燃料电池电堆相接的气路中增设有湿度传感器、温度传感器和压力传感器。
作为优选，所述水箱散热器总成与氢燃料电池电堆相接的水路中增设有温度传感器。
有益效果：本实用新型能测试获得在负载条件下氢气和空气流量对于燃料电池堆性能参数的影响数据，并且具有配气计量准确、温度压力湿度控制精确、测试灵活方便等诸多特点。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中：1-氢气储存罐，2-氢气压力调节装置，3-热交换器，4-氢循环泵，5-排气阀，6-去离子设备，7-水箱散热器总成，8-水泵，9-空气压缩机，10-空气加湿器，11-氢燃料电池电堆，12-电源开关，13-电子负载，14-湿度传感器，15-温度传感器，16-压力传感器。
具体实施方式
为了使本实用新型的技术手段、创作特征与达成目的易于明白理解，以下结合具体实施例进一步阐述本实用新型。
实施例：如图1所示，一种氢燃料电池电堆性能测试系统，包括氢燃料电池电堆11，氢燃料电池电堆11上连接有供氢系统、供气系统、散热系统和电气系统。
供氢系统进一步包括氢气储存罐1、氢气压力调节装置2、热交换器3、氢循环泵4和排气阀5，氢气储存罐1、氢气压力调节装置2和热交换器3顺序气路相接，热交换器3气路接入到氢燃料电池电堆11的氢气进口，氢燃料电池电堆11的氢气出口气路接出一路后分支两路分别接到氢循环泵4和排气阀5，氢循环泵4气路接回到氢气压力调节装置2；热交换器3与氢燃料电池电堆11相接的气路中增设有温度传感器15和压力传感器16。
供气系统进一步包括空气压缩机9和空气加湿器10，空气压缩机9和空气加湿器10顺序气路相接，空气加湿器10一进一出与氢燃料电池电堆11的空气进口和空气出口连接形成循环气路；空气加湿器10与氢燃料电池电堆11相接的气路中增设有湿度传感器14、温度传感器15和压力传感器16。
散热系统进一步包括去离子设备6、水箱散热器总成7和水泵8，氢燃料电池电堆11的出水口水路接出一路到水箱散热器总成7，水箱散热器总成7、水泵8和去离子设备6顺序水路相接，去离子设备6水路接入到氢燃料电池电堆11的进水口；水箱散热器7总成与氢燃料电池电堆11相接的水路中增设有温度传感器15。
电气系统进一步包括电源开关12和电子负载13，电子负载13通过电源开关12与氢燃料电池电堆11电路相接。
使用：本实用新型能够进行电堆性能测试、以及控制系统标定试验。整套系统主要包括四个部分：供氢系统、供气系统、散热系统和电气系统。
供氢系统：氢气储存罐主要用于氢气存储，供应燃料电池发电消耗；氢气压力调节装置主要用于将氢气储存罐内的高压氢气进行降压处理，以满足燃料电池电堆的最佳反应条件。热交换器用于氢气进入电堆之前预加热。氢循环泵用于氢气系统的循环。排气阀用于反应结束后堆内氢气排放。内部有压力传感器和温度传感器，用于采集氢气进入电堆的压力和温度，反馈氢气压力调节装置和热交换器的功能效果。
散热系统：去离子设备，主要用于冷却液的去离子，保证进堆冷却液的绝缘性。水箱散热器总成，主要用于冷却液降温散热。水泵为冷却液循环提供动力。系统内部有温度传感器，用于采集冷却液温度，反馈散热效果。
供气系统：空气压缩机主要为电堆提供燃料电池反应所需要的氧气。空气加湿器主要用于进堆气体与出堆气体进行水分和热量交换，以实现进气加湿和加温的目的。系统内部有压力传感器，温度传感器和湿度传感器，采集进堆空气的压力、温度和湿度，反馈空气压缩机和空气加湿器的功能效果。
电气系统：燃料电池电堆主要用于系统发电。电源开关用于控制电堆的电路输出。电子负载用于测试电堆输出的效果。
整套系统，通过调节各个部件，使得电堆在温度以及进气的压力、温度、湿度等各个参数达到最佳的反应效果，测试出电堆的最佳输出特性。
Claims (4)
1.一种氢燃料电池电堆性能测试系统，包括氢燃料电池电堆，所述氢燃料电池电堆上连接有供氢系统、供气系统、散热系统和电气系统，其特征在于，所述供氢系统进一步包括氢气储存罐、氢气压力调节装置、热交换器、氢循环泵和排气阀，所述氢气储存罐、氢气压力调节装置和热交换器顺序气路相接，所述热交换器气路接入到所述氢燃料电池电堆的氢气进口，所述氢燃料电池电堆的氢气出口气路接出一路后分支两路分别接到所述氢循环泵和所述排气阀，所述氢循环泵气路接回到所述氢气压力调节装置；
所述供气系统进一步包括空气压缩机和空气加湿器，所述空气压缩机和空气加湿器顺序气路相接，所述空气加湿器一进一出与氢燃料电池电堆的空气进口和空气出口连接形成循环气路；
所述散热系统进一步包括去离子设备、水箱散热器总成和水泵，所述氢燃料电池电堆的出水口水路接出一路到所述水箱散热器总成，所述水箱散热器总成、水泵和去离子设备顺序水路相接，所述去离子设备水路接入到所述氢燃料电池电堆的进水口；
所述电气系统进一步包括电源开关和电子负载，所述电子负载通过电源开关与所述氢燃料电池电堆电路相接。
2.根据权利要求1所述的氢燃料电池电堆性能测试系统，其特征在于，所述热交换器与氢燃料电池电堆相接的气路中增设有温度传感器和压力传感器。
3.根据权利要求1所述的氢燃料电池电堆性能测试系统，其特征在于，所述空气加湿器与氢燃料电池电堆相接的气路中增设有湿度传感器、温度传感器和压力传感器。
4.根据权利要求1所述的氢燃料电池电堆性能测试系统，其特征在于，所述水箱散热器总成与氢燃料电池电堆相接的水路中增设有温度传感器。
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