CN213579975U - 一种燃料电池系统气密性测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种燃料电池系统气密性测试装置，涉及燃料电池技术领域，包括壳体以及设置于壳体上的进气接口、出气接口、压力表；进气接口通过管路经压力表与出气接口连通，进气接口用于与供气装置连通，出气接口用于与燃料电池的气体进口连通。使用上述燃料电池系统气密性测试装置对燃料电池的气密性进行测试时，通过压力表可以精确的反应出燃料电池的气密性，提高测试的准确性。同时，将管路、压力表以及进气接口和出气接口和壳体进行集成，可以有效提高装置的一体性以及便携性。通过壳体还可以对内部的管路等零部件进行良好的保护。

Description

一种燃料电池系统气密性测试装置

技术领域

本实用新型涉及燃料电池技术领域，具体而言，涉及一种燃料电池系统气密性测试装置。

背景技术

燃料电池气密性好坏直接影响燃料电池系统的性能、安全性与可靠性，因此，气密性检测试是燃料电池系统测试评价体系中非常重要的一个环节。例如，GB/T 33978-2017《道路车辆用质子交换膜燃料电池模块》中的气密试验和窜起试验、GB/T 24554-2009《燃料电池发动机性能试验方法》中的燃料电池发动机气密性测试等标准，均对燃料电池系统气密性做出了强制要求。

现有对燃料电池系统气密性的检测通常采用向内部充气后，通过观察等方法判断其气密性，该种方式测试精度较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种燃料电池系统气密性测试装置，以解决现有对燃料电池系统气密性的检测精度较差的问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：

本实用新型实施例的一方面，提供一种燃料电池系统气密性测试装置，包括壳体以及设置于壳体上的进气接口、出气接口、压力表；进气接口通过管路经压力表与出气接口连通，进气接口用于与供气装置连通，出气接口用于与燃料电池的气体进口连通。

可选的，燃料电池系统气密性测试装置还包括流量计，进气接口通过管路经流量计与出气接口连通。

可选的，燃料电池系统气密性测试装置还包括调压阀，调压阀位于进气接口与出气接口连通的管路上。

可选的，燃料电池系统气密性测试装置还包括控制器和警示器，控制器分别与警示器和压力表电连接，用于在压力表数值超出阈值后控制警示器报警。

可选的，压力表为液柱式压力表、弹性式压力表和压力传感器中的一种。

可选的，流量计为容积式流量计、压差式流量计和浮子流量计中的一种。

可选的，调压阀为直通调压阀和角形调压阀中的一种。

可选的，燃料电池系统气密性测试装置还包括散热器，散热器位于壳体内部。

可选的，散热器为风扇。

可选的，散热器为水冷散热器。

本实用新型的有益效果包括：

本实用新型提供了一种燃料电池系统气密性测试装置，包括壳体、压力表和管路。管路可以设置在壳体内部，管路的一端作为进气接口设置在壳体的侧壁上，管路的另一端作为出气接口也设置在壳体的侧壁上。压力表的显示端可以嵌设于壳体的侧壁上，压力表的测试端则和管路连接，其可以测试管路中的压力并将其以数值的方式通过壳体上的显示端显示。将壳体上的进气接口和供气装置连通，然后将管路的另一端的初期接口和燃料电池的气体进口连通，通过供气装置向燃料电池的气体进口输入一定压强的气体后，在预设时间内，通过压力表的下降数值反馈燃料电池的气密性。使用上述燃料电池系统气密性测试装置对燃料电池的气密性进行测试时，通过压力表可以精确的反应出燃料电池的气密性，提高测试的准确性。同时，将管路、压力表以及进气接口和出气接口和壳体进行集成，可以有效提高装置的一体性以及便携性。通过壳体还可以对内部的管路等零部件进行良好的保护。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种燃料电池系统气密性测试装置的结构示意图之一；

图2为本实用新型实施例提供的一种燃料电池系统气密性测试装置的结构示意图之二；

图3为本实用新型实施例提供的一种燃料电池系统气密性测试装置的结构示意图之三。

图标：100-壳体；110-进气接口；120-出气接口；130-压力表；140-流量计；150-调压阀；151-调压阀开关；160-散热器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的各个特征可以相互结合，结合后的实施例依然在本实用新型的保护范围内。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例的一方面，提供一种燃料电池系统气密性测试装置，包括壳体100以及设置于壳体100上的进气接口110、出气接口120、压力表130；进气接口110通过管路经压力表130与出气接口120连通，进气接口110用于与供气装置连通，出气接口120用于与燃料电池的气体进口连通。

示例的，如图1和图2所示，燃料电池系统气密性测试装置包括壳体100、压力表130和管路。管路可以设置在壳体100内部，管路的一端作为进气接口110设置在壳体100的侧壁上，管路的另一端作为出气接口120也设置在壳体100的侧壁上。压力表130的显示端可以嵌设于壳体100的侧壁上，压力表130的测试端则和管路连接，其可以测试管路中的压力并将其以数值的方式通过壳体100上的显示端显示。将壳体100上的进气接口110和供气装置连通，然后将管路的另一端的初期接口和燃料电池的气体进口连通，通过供气装置向燃料电池的气体进口输入一定压强的气体后，在预设时间内，通过压力表130的下降数值反馈燃料电池的气密性。使用上述燃料电池系统气密性测试装置对燃料电池的气密性进行测试时，通过压力表130可以精确的反应出燃料电池的气密性，提高测试的准确性。同时，将管路、压力表130以及进气接口110和出气接口120和壳体100进行集成，可以有效提高装置的一体性以及便携性。通过壳体100还可以对内部的管路等零部件进行良好的保护。

在实际的使用中，可以先将燃料电池系统气密性测试装置、供气装置和燃料电池放置于测试环境中，将供气装置和燃料电池系统气密性测试装置的壳体100上的进气接口110连接，将燃料电池的气体进口和燃料电池系统气密性测试装置的壳体100上的出气接口120连接。同时，将燃料电池其余开口均封闭。打开供气装置的开关，开始通过燃料电池系统气密性测试装置向燃料电池的内部输入气体，随着输入的气体增多，管路和燃料电池内部的压强变大，压力表130的数值也逐渐同步增大，当压力表130的数值达到预设目标值(也可以是范围)后，关闭供气装置的供气通路。将燃料电池系统气密性测试装置和燃料电池静置预设时间(例如20min、30min等等)后，读取压力表130的测试数值。当预设目标值与测试数值的差值超出规定范围时，则表示该测试的燃料电池的气密性不达标。当差值处于规定范围内时，则表示该测试的燃料电池的气密性达标。

供气装置可以是高压气瓶，也可以是增压装置等等。燃料电池的气体进口可以是氢气进口，也可以是空气进口。压力表130可以是指针类的机械仪表，也可以是电子仪表。当出气接口120如图2所示设置有两个时，在对单个燃料电池进行测试时，需要将其中的一个与燃料电池的气体进口连接，将另一个关闭。即可以在进气接口110、出气接口120处均设置有开关阀门。

可选的，燃料电池系统气密性测试装置还包括流量计140，进气接口110通过管路经流量计140与出气接口120连通。

示例的，如图1所示，在管路上还可以设置有流量计140，流量计140的显示端可以嵌设于壳体100的侧壁上，其测试端可以与管路连通，通过流量计140可以测试出在预设时间内燃料电池内的气体的泄漏量。流量计140可以是指针类的机械仪表，也可以是电子仪表。

在实际测试时，可以通过供气装置向燃料电池内通入压力值达到燃料电池的最高上限值，保持1min，通过读取流量计140的数值确定测试的燃料电池的泄漏量，进而反映出测试的燃料电池的气密性的好坏。

可选的，燃料电池系统气密性测试装置还包括调压阀150，调压阀150位于进气接口110与出气接口120连通的管路上。

示例的，如图1所示，为了进一步的提高燃料电池系统气密性测试装置的测试的灵活性，还可以设置有调压阀150，即在管路上设置有调压阀150，通过旋钮或按压的方式实现调整通入燃料电池内的气体压力的目的。

在实际使用时，当供气装置的开关打开，气体逐渐通过管路向燃料电池内部通入，此时，可以通过调压阀150调节通入气体的压力，从而使得燃料电池内部的压力值达到工作压力值，等到压力值稳定后，关闭供气装置的开关，停止供气。保持20min，测试氢气端压力的下降值。

此外，如图3所示，当实施例中包括压力表130、流量计140、调压阀150时，使用方式可以是：气密性试验：将测试用供气装置的出口与燃料电池系统气密性测试装置的进气接口110相连，将出气接口120(当出气接口120为两个时，仅将其中的一个相连，另一个关闭)与测试对象燃料电池的氢气进气口相连(此时将试验对象的氢气出气口堵住)，然后旋动调压阀150，调节气体压力至工作压力，待压力稳定后，关闭供气装置，保持20min，测试氢气端压力下降值。或者加压到制造商设定的最高运行压力后，保持稳定1min。通过读取气体质量流量计140的数值来确定测试对象的泄漏量。

窜气试验：测试前先仅保留测试对象燃料电池的燃料腔和氧化剂腔的进气接口110，将其余进出接口全部堵住。将氧化剂腔的进气接口110接入皂泡流量计140，由供气装置的出口接入燃料电池系统气密性测试装置的进气接口110，同时将该燃料电池系统气密性测试装置的出气接口120(此时将另一出气接口120关闭)接入测试对象燃料电池的燃料腔的气体进口，旋动调压阀150，调整压力至燃料电池允许最大工作压力差，稳定1min后，读出在皂泡流量计140读数，即为燃料腔向氧化剂腔的窜气量。

调压阀150的调节端可以是嵌设于壳体100的侧壁上，其作用端这管路连接。调压阀150可以是电控，即在壳体100上嵌设有调压阀开关151，调压阀开关151和调压阀150电连接，在调压前，可以先开启调压阀开关151，然后再对调压阀150的调节端进行操作。

可选的，燃料电池系统气密性测试装置还包括控制器和警示器，控制器分别与警示器和压力表130电连接，用于在压力表130数值超出阈值后控制警示器报警。

示例的，为了进一步的提高测试的智能化，还可以设置有控制器和警示器，警示器可以是声音警示器，也可以是灯光警示器等等。控制器和警示器电连接，控制器还和压力表130或流量计140电连接。将燃料电池系统气密性测试装置和燃料电池静置预设时间(例如20min、30min等等)后，读取压力表130的测试数值。当预设目标值与测试数值的差值超出规定范围时，则表示该测试的燃料电池的气密性不达标，此时，控制器可以控制警示器报警以提醒操作人员注意。当差值处于规定范围内时，则表示该测试的燃料电池的气密性达标，此时，警示器不提醒。还可以是将燃料电池系统气密性测试装置和燃料电池静置预设时间(例如20min、30min等等)后，读取流量计140的测试数值。当测试数值超出规定范围时，则表示该测试的燃料电池的气密性不达标，此时，控制器可以控制警示器报警以提醒操作人员注意。当差值处于规定范围内时，则表示该测试的燃料电池的气密性达标，此时，警示器不提醒。

可选的，压力表130为弹性式压力表130和压力传感器中的一种。

弹性式压力表130是根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成元件的位移来测量压力的。常见的有弹簧管压力表130、波纹管压力表130、膜片(膜盒)式压力表130。该类压力表130结构简单，牢固耐用，价格便宜，工作可靠，测量范围宽，适用于低压、中压、高压多种生产场合，是工业中应用最广泛的一类压力测量仪表。

压力传感器和压力变送器是利用物体某些物理特性，通过不同的转换元件将被测压力转换成各种电量信号，并根据这些信号的变化来间接测量压力的。根据转换元件的不同，压力传感器和压力变送器可分为电阻式、电容式、应变式、电感式、压电式、霍尔片等形式。这类压力测量仪表的最大特点就是输出信号易于远传，可以方便地与各种显示、记录和调节仪表配套使用，从而为压力集中监测和控制创造条件。在生产过程自动化系统中被大量采用。

可选的，流量计140为容积式流量计140和压差式流量计140中的一种。

容积式流量计140，又称定排量流量计140，简称PD流量计140，在流量仪表中是精度最高的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。

差压式流量计140是根据安装于管道中流量检测件与流体相互作用产生的差压，已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。

可选的，调压阀150为直通调压阀150和角形调压阀150中的一种。

直通调节阀可以采用顶导向结构，配用多弹簧执行机构。具有结构紧凑、重量轻、动作灵敏、充体通道呈S流线型、压降损失小、阀容量大、流量特性精确、拆装方便等优点。

可选的，燃料电池系统气密性测试装置还包括散热器160，散热器160位于壳体100内部。

示例的，如图1所示，为了进一步的提高燃料电池系统气密性测试装置的工作的稳定性，还可以壳体100内部设置有散热器160，通过散热器160对壳体100内部的各产热零部件进行散热，以便于将热量及时排出。

可选的，散热器160可以为风扇。对应的，可以设置有电源对风扇进行供电，同时，还可以设置有手动开关启动风扇，也可以是在壳体100内部设置有温度传感器，温度传感器和控制器电连接，当温度传感器采集的壳体100内部的温度超过阈值后，控制器自动控制风扇启动，对内部的温度进行降温，直至内部的温度恢复正常后风扇停止。配合的，还可以在壳体100上和风扇对应的位置设置有散热孔，作为风扇排出高温气体的排风口。

可选的，散热器160为水冷散热器160。对应的，可以设置有增压装置、换热器和水冷管道，通过将水冷管道盘设于壳体100内部。增压装置和换热器连通，换热器和水冷管道连通，水冷管道和增压装置连通。还可以设置有手动开关启动增压装置，也可以是在壳体100内部设置有温度传感器，温度传感器和控制器电连接，当温度传感器采集的壳体100内部的温度超过阈值后，控制器自动控制增压装置启动，通过循环水带走壳体100内部的热量，通过换热器将热量散发到外部的空间，完成对内部的温度进行降温，直至内部的温度恢复正常后增压装置停止。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种燃料电池系统气密性测试装置，其特征在于，包括壳体以及设置于所述壳体上的进气接口、出气接口、压力表；所述进气接口通过管路经所述压力表与所述出气接口连通，所述进气接口用于与供气装置连通，所述出气接口用于与燃料电池的气体进口连通。

2.如权利要求1所述的燃料电池系统气密性测试装置，其特征在于，还包括流量计，所述进气接口通过管路经所述流量计与所述出气接口连通。

3.如权利要求1所述的燃料电池系统气密性测试装置，其特征在于，还包括调压阀，所述调压阀位于所述进气接口与所述出气接口连通的管路上。

4.如权利要求1所述的燃料电池系统气密性测试装置，其特征在于，还包括控制器和警示器，所述控制器分别与所述警示器和所述压力表电连接，用于在所述压力表数值超出阈值后控制所述警示器报警。

5.如权利要求1所述的燃料电池系统气密性测试装置，其特征在于，所述压力表为弹性式压力表和压力传感器中的一种。

6.如权利要求2所述的燃料电池系统气密性测试装置，其特征在于，所述流量计为容积式流量计和压差式流量计中的一种。

7.如权利要求3所述的燃料电池系统气密性测试装置，其特征在于，所述调压阀为直通调压阀和角形调压阀中的一种。

8.如权利要求1所述的燃料电池系统气密性测试装置，其特征在于，还包括散热器，所述散热器位于所述壳体内部。

9.如权利要求8所述的燃料电池系统气密性测试装置，其特征在于，所述散热器为风扇。

10.如权利要求8所述的燃料电池系统气密性测试装置，其特征在于，所述散热器为水冷散热器。

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