CN210071257U

CN210071257U - 一种燃料电池用气密性试验台

Info

Publication number: CN210071257U
Application number: CN201920773855.6U
Authority: CN
Inventors: 陈�光; 郝冬; 张妍懿; 王晓兵; 朱凯; 王仁广; 任山; 刘学松
Original assignee: China Auto Research Automobile Inspection Center (tianjin) Co Ltd
Current assignee: China automotive research new energy vehicle inspection center (Tianjin) Co.,Ltd.
Priority date: 2019-05-27
Filing date: 2019-05-27
Publication date: 2020-02-14
Anticipated expiration: 2029-05-27

Abstract

本实用新型提供了一种燃料电池用气密性试验台，包括依次连接的设备主体、被测件、以及设备副体，设备主体包括气源、检测管路、以及控制系统，所述气源连接检测管路，气源入口后端的检测管路上布置电磁阀，电磁阀后端的检测管路上布置调压阀，调压阀后端使用三通管将检测管路分为高压通道和低压通道，高压通道和低压通道后分别使用三通管将检测管路分为三个通道，每一个通道第一个器件布置电磁阀，电磁阀后布置流量计，流量计后布置压力传感器。本实用新型的燃料电池用气密性试验台能够通过自由控制燃料电池阳极管路、阴极管路、冷却管路的开闭，测试各管路的泄漏情况，包括是否泄漏以及泄漏量；同时为保证测试精度。

Description

一种燃料电池用气密性试验台

技术领域

本实用新型属于燃料电池技术领域，尤其是涉及一种燃料电池用气密性试验台。

背景技术

近年来新能源汽车的发展很快，燃料电池的发展也进入快轨道。燃料电池汽车由于其零排放，且一次加氢续驶里程长，加氢时间短，一直以来被作为新能源汽车技术路线之一。燃料电池主要有以下优点:燃料电池发电不受卡诺循环的限制，理论上它的发电效率可达到85％～90％；燃料电池环境污染小，比能量高，噪音低。

燃料电池的实际应用也存在以下难点：一是寿命问题，国际上燃料电池的寿命是5000小时，相比内燃机差距不小；二是成本问题，在氢燃料发电的过程中，需要用到含铂催化剂，但铂金是贵金属，价格高昂。而且氢气的价格也很高，氢气的运输、储存也是问题；三是安全问题，燃料电池的封装特点决定了燃料电池无法做到完全密封，电堆的泄漏不仅影响燃料电池的能量利用效率，而且也存在一定的安全隐患。

因此如何测试燃料电池的泄漏变得尤为重要，目前已有标准中对电堆泄漏率的测试方法比较简单，只能大致判断有无泄漏和压力下降情况，且无法测得精确的泄漏量。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种燃料电池用气密性试验台，以解决燃料电池电堆在实际使用情况下的密封性准确测试问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种燃料电池用气密性试验台，包括依次连接的设备主体、被测件、以及设备副体，设备主体包括气源、检测管路、以及控制系统，所述气源连接检测管路，气源入口后端的检测管路上布置电磁阀，电磁阀后端的检测管路上布置调压阀，调压阀后端使用三通管将检测管路分为高压通道和低压通道，高压通道和低压通道后分别使用三通管将检测管路分为三个通道，三个通道分别对应阳极管路、阴极管路、冷却管路，每一个通道第一个器件布置电磁阀，电磁阀后布置流量计，流量计后布置压力传感器，各器件之间通过钢管连接。

进一步的，所述调压阀后端还设有安全阀，安全阀后布置快速排气泄压装置。

进一步的，被测件出口与设备副体通过软管连接，后端布置压力计，用于观察管路前端压力与后端压力的压差，压力计后布置电磁阀，用于控制管路的开闭。

进一步的，所述控制系统采用西门子PLC控制系统，所述西门子PLC控制系统连接流量计、压力计、压力传感器采集数据，所有的电磁阀、调压阀、安全阀均通过PLC控制其打开与闭合，PLC按照设定的触发条件控制各阀件按照一定的顺序打开与闭合。

进一步的，调压阀压力工作范围为0～3000kPa。

进一步的，所述高压通道测试压力区间300～1500kPa，低压通道测试压力区间0～300kPa。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种燃料电池用气密性试验台具有以下优势：

(1)本实用新型的燃料电池用气密性试验台能够通过自由控制燃料电池阳极管路、阴极管路、冷却管路的开闭，测试各管路的泄漏情况，包括是否泄漏以及泄漏量；同时为保证测试精度，本实用新型兼容高、低压测试回路，根据被测件所需供气压力的不同进行选择；

(2)本实用新型支持不同测试气体(氢气、氦气、氮气)；

(3)本实用新型可在规定管路内气体压力达到要求值后，关闭相应通道的入口和出口，通过压力传感器记录管路压力在规定时间内的变化，以判定管路泄漏情况。

(4)本实用新型可在规定管路内气体压力达到要求值后，通过控制电磁阀、安全阀等保持压力稳定，通过流量传感器记录具体的泄漏值。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的一种燃料电池用气密性试验台示意图；

图2为本实用新型实施例所述的一种燃料电池用气密性试验台的原理示意图。

附图标记说明：

1-设备主体；2-被测件；3-设备副体；4-气瓶与设备连接口；5-启动按钮；6-急停按钮；7-主体与副体通信线；A1-设备主体氢气通道出口；A2-被测件氢气通道入口；A3-被测件氢气通道出口；A4-设备副体氢气通道入口； B1-设备主体空气通道出口；B2-被测件空气通道入口；B3-被测件空气通道出口；B4-设备副体空气通道入口；C1-设备主体冷却通道出口；C2-被测件冷却通道入口；C3-被测件冷却通道出口；C4-设备副体冷却通道入口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1-2所示，本实用新型提供一种燃料电池用气密性试验台，能够通过控制燃料电池阳极管路、阴极管路、冷却管路的开闭，测试各管路的泄漏情况，包括是否泄漏以及泄漏量；

气源与设备主体连接入口后端布置电磁阀，系统开始运行，电磁阀才会打开，确保管路用气安全；电磁阀后布置手动调压阀，进行初步压力调整；调压阀后布置安全阀，管路压力高于安全阀设定值时，安全阀将断开管路连接，确保系统及测试件安全；安全阀后布置快速排气泄压装置，当系统出现故障时，快速排气泄压装置启动，迅速释放管路压力；使用三通管将管路分为高压与低压两个通道，其后使用三通管将高压通道和低压通道再次分别分为三个通道，分别对应阳极管路、阴极管路、冷却管路；每一通道第一个器件为电磁阀，用于控制被测件入口的开闭；电磁阀后为流量计，流量计后端为压力计；被测件出口与设备副体通过软管连接，后端布置压力计，用于观察管路前端压力与后端压力的压差；压力计后布置电磁阀，用于控制管路的开闭。

为保持测试精度，根据被测件所需压力的不同进行选择高、低压两种测试回路，低压测试压力范围0～300kPa，高压测试压力范围300～1500kPa。

被测件接入设备后，可根据需要控制阳极通道、阴极通道、冷却通道各入口和各出口的开通、闭合。

试验台支持不同试验气体(氢气、氦气、氮气)，可根据试验需求进行选择。

本实用新型可在规定管路内气体压力达到试验设定值后，关闭相应通道的入口和出口，通过压力传感器记录管路压力在规定时间内的变化，以判定管路泄漏情况。

本实用新型可在规定管路内气体压力达到试验设定值后，通过控制自动保持压力稳定，通过流量传感器记录具体的泄漏率。

本实例的工作方式：

1、保压法

将被测件置于待测区，按照图1所示连接管路，启动系统。打开图一中 A1、B1、C1前端电磁阀，关闭A4、B4、C4后端电磁阀，向管路通入50kPa 气体，待压力稳定后，关闭A1、B1、C1前端电磁阀。记录各管路在一定时间内压力的变化值。

2、稳压法

将被测件置于待测区，按照图1所示连接管路，启动系统。打开图一中 A1、B1、C1前端电磁阀，关闭A4、B4、C4后端电磁阀，向管路通入50kPa 气体，保持压力稳定，记录各管路流量的变化值。

以上仅为列举可能遇到的测试情景，实际应用过程中A1、B1、C1前端电磁阀，A4、B4、C4后端电磁阀，可自由控制开、闭，测试气体可以设定(氢气、氦气、氮气)，通入压力也可设定，本实用新型具有极大的灵活性，可以满足不同测试场景需要。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种燃料电池用气密性试验台，其特征在于：包括依次连接的设备主体、被测件、以及设备副体，设备主体包括气源、管路、以及控制系统，所述气源连接管路，气源入口后端的管路上布置电磁阀，电磁阀后端的管路上布置调压阀，调压阀后端使用三通管将管路分为高压通道和低压通道，高压通道和低压通道后分别使用三通管将管路分为三个通道，三个通道分别对应阳极管路、阴极管路、冷却管路，每一个通道第一个器件布置电磁阀，电磁阀后布置流量计，流量计后布置压力传感器，各器件之间通过钢管连接。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池用气密性试验台，其特征在于：所述调压阀后端还设有安全阀，安全阀后布置快速排气泄压装置。

3.根据权利要求2所述的一种燃料电池用气密性试验台，其特征在于：被测件出口与设备副体通过软管连接，后端布置压力计，用于观察管路前端压力与后端压力的压差，压力计后布置电磁阀，用于控制管路的开闭。

4.根据权利要求3所述的一种燃料电池用气密性试验台，其特征在于：所述控制系统采用西门子PLC控制系统，所述西门子PLC控制系统连接流量计、压力计、压力传感器采集数据，所有的电磁阀、调压阀、安全阀均通过PLC控制其打开与闭合，PLC按照设定的触发条件控制各阀件按照一定的顺序打开与闭合。

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池用气密性试验台，其特征在于：所述调压阀压力工作范围为0～3000kPa。

6.根据权利要求1所述的一种燃料电池用气密性试验台，其特征在于：所述高压通道测试压力区间300～1500kPa，低压通道测试压力区间0～300kPa。