CN213401264U - 一种双路可选的燃料电池测试台供氢装置 - Google Patents

Abstract

一种双路可选的燃料电池测试台供氢装置，属于新能源技术领域，所述装置包括进气口球阀、第一压力传感器、气体过滤器、气源电磁阀、分水器、比例调节阀、氢气质量流量计等，所述进气口球阀与气源电磁阀经管路相连，所述气源电磁阀与并联的比例调节阀、氢气质量流量计经管路相连，所述比例调节阀、氢气质量流量计的出口与电堆的氢气入口经管路相连，电堆的氢气出口与并联的气体背压阀、脉冲电磁阀相连，电堆的氢气出口与回流泵电磁阀相连。本实用新型既可以实现传统测试台精确控制流量和背压，又可以实现模拟燃料电池系统的实际应用状态的双路可选控制目的。

Description

一种双路可选的燃料电池测试台供氢装置

技术领域

本实用新型属于新能源技术领域，具体涉及一种双路可选的燃料电池测试台供氢装置。

背景技术

在传统的燃料电池测试台氢气使用方案中，只使用氢气质量流量计和气体背压阀进行气体流量和压力控制时，可以实现在燃料电池各个功率下对于氢气流量和电堆内部氢气压力的精确控制，但由于氢气质量流量计造价较高，氢气背压阀工作时始终处于排气状态，如电堆的阳极需要膜增湿则需要用到燃料电池测试台的增湿罐、水泵、加热罐等多种结构设计才可实现。在实际应用中，以氢燃料电池做成发电系统时，出于控制成本、节约能源和使系统集成度更高的考虑，多数会采用比例调节阀、回流泵和脉冲尾排阀的控制方式。

实用新型内容

为解决传统测试台测试方案与燃料电池实际应用中的使用方案不一致的技术问题，本实用新型提出一种双路可选的燃料电池测试台供氢装置，既可以实现传统测试台精确控制流量和背压，又可以实现模拟燃料电池系统的实际应用状态的双路可选控制目的。

本实用新型技术方案如下：

一种双路可选的燃料电池测试台供氢装置，所述装置包括进气口球阀、第一压力传感器、气体过滤器、气源电磁阀、分水器、比例调节阀、氢气质量流量计、第二压力传感器、气体背压阀、脉冲电磁阀、回流泵电磁阀、回流泵，所述进气口球阀与气源电磁阀经管路相连，该管路上设有第一压力传感器、气体过滤器，所述气源电磁阀与并联的比例调节阀、氢气质量流量计经管路相连，该管路上设有分水器，所述比例调节阀、氢气质量流量计的出口与电堆的氢气入口经管路相连，该管路上设有第二压力传感器，电堆的氢气出口与并联的气体背压阀、脉冲电磁阀相连，电堆的氢气出口与回流泵电磁阀相连，所述回流泵电磁阀与回流泵的进气口相连，所述回流泵的出口与电堆的氢气入口相连。

进一步地，电堆的氢气出口端通过管路与所述气体背压阀和所述脉冲电磁阀相连，通过另一管路与所述回流泵相连，所述管路上安装有回流泵电磁阀。

进一步地，所述第一压力传感器和第二压力传感器与NI控制器相连，所述气源电磁阀、比例调节阀、氢气质量流量计、气体背压阀、脉冲电磁阀、回流泵电磁阀、回流泵与NI控制器相连。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型的燃料电池测试台供氢装置既可以实现传统测试台精确控制流量和背压，又可以实现模拟燃料电池集成系统后的实际应用状态。

附图说明

图1为本实用新型双路可选供氢装置的连接示意图；

图2为本实用新型双路可选供氢装置的控制系统连接示意图。

图中部件：1为进气口球阀、2为第一压力传感器、3为气体过滤器、4为气源电磁阀、5为分水器、6为比例调节阀、7为氢气质量流量计、8为第二压力传感器、9为气体背压阀、10为脉冲电磁阀、11为回流泵电磁阀、12为回流泵。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步解释。

选择燃料电池氢气流量和背压控制方式：氢气气源通过管路与氢气气源阀连接，管路上有进气口手动球阀，压力传感器，气体过滤器。进气口手动球阀打开，通过NI控制器控制关闭比例调节阀和脉冲电磁阀，通过NI控制器观察氢气气源阀前端的压力传感器，若当前压力在1Mpa以内，打开气源电磁阀，根据电堆在不同电流下所需的氢气流量设定氢气质量流量计的值，此时气体背压阀为全开状态，可根据电堆要求在0-300kpa之间调整背压值。通过NI控制器观察电堆的氢气入口前端的压力传感器以确定当前背压值是否准确。

选择燃料电池比例调节阀、脉冲电磁阀和回流泵控制方式：氢气气源通过管路与氢气气源阀连接，管路上有进气口手动球阀，压力传感器，气体过滤器。进气口手动球阀打开，通过NI控制器控制关闭气体质量流量计和气体背压阀，通过NI控制器观察氢气气源阀前端的压力传感器，若当前压力在1Mpa以内，打开气源电磁阀，通过NI控制器设定比例调节阀的调节压力，设定脉冲电池阀的开、关时间，打开回流泵电池阀，设定回流泵的转数。通过NI控制器观察第二压力传感器确定当前比例调节阀调节的进堆压力值是否准确。

实施例1

一种新型的双路可选的燃料电池测试台供氢装置，所述装置包括进气口球阀1、第一压力传感器2、气体过滤器3、气源电磁阀4、分水器5、比例调节阀6、氢气质量流量计7、第二压力传感器8、气体背压阀9、脉冲电磁阀10、回流泵电磁阀11、回流泵12。

所述进气口球阀打开后，氢气经所述第一压力传感器2和所述气体过滤器3到达所述气源电磁阀4，此时NI控制器根据采集回来的所述第一压力传感器2的值来判断当前气源压力是否小于1Mpa，若小于1Mpa，则所述气源电磁阀4打开，气体经过所述分水器5。此时有两个通路可供选择：选择通路1，则通过NI控制器下发指令，关闭所述比例调节阀6，打开所述氢气质量流量计7（可根据燃料电池要产生的电流提前设置氢气指令流量计的值），则氢气从所述氢气质量流量计7经过所述第二压力传感器8进入电堆的氢气入口，经电堆反应后，排出气体从电堆的氢气出口到达所述气体背压阀9和所述脉冲电磁阀10。通过NI控制器下达指令，关闭所述脉冲电磁阀10，若所述气体背压阀9未收到NI指令，则处于全开模式，若收到NI指令，则按照指令进行背压，所述气体背压阀9的背压值是否准确，可以通过NI控制器采集所述第二压力传感器8的压力值来进行监测和校正。选择通路2，则通过NI控制器下发指令，关闭所述氢气质量流量计7，打开比例调节阀6（可根据燃料电池要求的背压值提前设置比例调节阀的值），则氢气从所述比例调节阀6经过第二压力传感器8进入电堆的氢气入口，经电堆反应后，排出气体从电堆的氢气出口到达所述气体背压阀9和所述脉冲电磁阀10.通过NI控制器下达指令，关闭所述气体背压阀9，打开所述脉冲电磁阀10（根据电堆要求设置一定频率的开、关时间），同时通过NI控制器下达指令，打开所述回流泵电池阀11，设置所述回流泵12的转数，使电堆的氢气出口排出的氢气通过回流的方式重新被利用并达到膜增湿的目的。可以通过NI控制器采集所述第二压力传感器8的压力值来进行监测和校正。流量计型号：Alicat 21-1-6-1-1000-800-RS485-DB9M，背压阀型号：JORDANVALVE-56,回流泵型号：普旭MA 0018A,比例阀型号：burkert 2875,NI控制器型号：CRIO-9035。

Claims (3)

1.一种双路可选的燃料电池测试台供氢装置，其特征在于：所述装置包括进气口球阀（1）、第一压力传感器（2）、气体过滤器（3）、气源电磁阀（4）、分水器（5）、比例调节阀（6）、氢气质量流量计（7）、第二压力传感器（8）、气体背压阀（9）、脉冲电磁阀（10）、回流泵电磁阀（11）、回流泵（12），所述进气口球阀（1）与气源电磁阀（4）经管路相连，该管路上设有第一压力传感器（2）、气体过滤器（3），所述气源电磁阀（4）与并联的比例调节阀（6）、氢气质量流量计（7）经管路相连，该管路上设有分水器（5），所述比例调节阀（6）、氢气质量流量计（7）的出口与电堆的氢气入口经管路相连，该管路上设有第二压力传感器（8），电堆的氢气出口与并联的气体背压阀（9）、脉冲电磁阀（10）相连，电堆的氢气出口与回流泵电磁阀（11）相连，所述回流泵电磁阀（11）与回流泵（12）的进气口相连，所述回流泵（12）的出口与电堆的氢气入口相连。

2.根据权利要求1所述的一种双路可选的燃料电池测试台供氢装置，其特征在于：电堆的氢气出口端通过管路与所述气体背压阀（9）和所述脉冲电磁阀（10）相连，通过另一管路与所述回流泵（12）相连，所述管路上安装有回流泵电磁阀（11）。

3.根据权利要求1所述的一种双路可选的燃料电池测试台供氢装置，其特征在于：所述第一压力传感器（2）和第二压力传感器（8）与NI控制器相连，所述气源电磁阀（4）、比例调节阀（6）、氢气质量流量计（7）、气体背压阀（9）、脉冲电磁阀（10）、回流泵电磁阀（11）、回流泵（12）与NI控制器相连。

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