CN213870225U - 一种氢气系统测试平台模拟电堆产热产湿流阻装置 - Google Patents

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高鹏
付斌
刘艳喜
马锦垠
李明磊
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Abstract

一种氢气系统测试平台模拟电堆产热产湿流阻装置，属于燃料电池领域。本实用新型设有氢气增湿器、热水泵、氢气加热器、氢气缓冲罐、模拟电堆流阻阀等模拟燃料电池工作状态对氢气循环泵进行测试。本实用新型涉及的装置可完全模拟燃料电池工作状态，实现氢气循环泵在克服电堆流阻方面的测试，测试效果好，成本较低。

Description

一种氢气系统测试平台模拟电堆产热产湿流阻装置
技术领域
一种氢气系统测试平台模拟电堆产热产湿流阻装置，属于燃料电池领域。
背景技术
目前，在燃料电池技术方面，氢气循环泵是氢燃料电池发动机的关键零部件，发挥着提高燃料利用率、确保氢安全等重要作用。氢气循环泵在燃料电池发动机氢气路起着至关重要的作用，所有对于氢气循环泵的测试也尤其重要，而在没有燃料电池工作的情况下无法实现氢气循环泵的测试。
实用新型内容
针对上述不足，本实用新型提供一种模拟电堆产热产湿流阻装置，该装置可模拟燃料电池工作状态，实现氢气循环泵的测试。
本实用新型解决技术问题采用的装置设有氢气源，氢气源与氢气增湿器一侧相连，氢气增湿器的另一侧与氢气缓冲罐一侧相连，氢气缓冲罐另一侧与模拟电堆流阻阀的一侧相连，模拟电堆流阻阀的另一侧与氢气加热器的一侧相连，氢气加热器的另一侧与开关阀a的一侧相连，开关阀a的另一侧与氢气循环泵的一侧相连，氢气循环泵的另一侧与氢气源和氢气增湿器之间的管道相连。模拟电堆流阻阀与氢气加热器之间的管道与背压阀的一侧相连，背压阀的另一侧用于尾气排放。本实用新型还设有膨胀水箱a，膨胀水箱a与氢气增湿器的一侧相连，膨胀水箱a也与开关阀b的一侧相连，开关阀b的另一侧用于氢气排水，膨胀水箱a与开关阀b之间的管道与热水泵a的一侧相连，热水泵a的另一侧与热水加热器a的一侧相连，热水加热器a的另一侧与冷却器a的一侧相连，冷却器a的另一侧与氢气增湿器的底部相连，氢气增湿器的底部还与排水罐的顶部相连，排水罐的底部与高压热水泵的一侧相连，高压热水泵的另一侧与氢气增湿器的顶部相连，排水罐与高压热水泵之间的管道与开关阀c的一侧相连，开关阀c的另一侧用于氢气排水。
进一步的，氢气加热器还与热水泵b的一侧相连，热水泵b的另一侧与热水加热器b的一侧相连，热水加热器b的另一侧与冷却器b的一侧相连，冷却器b的另一侧与氢气加热器相连，热水泵b与氢气加热器之间的管道与膨胀水箱b相连。
进一步的，冷却器a上设有冷却水控制阀a，冷却器b上设有冷却水控制阀b。
工作过程：首先氢气源6-8barg经过减压后3-4barg进入氢气增湿器，进行氢气增湿，氢气增湿器为模拟燃料电池电堆产热产湿，同时可以升温加热，加热温度至40-85℃，此温度为燃料电池电堆的正常工作温度范围，湿度为90-100％RH；再进入氢气缓冲罐缓冲并排除冷凝水，再经过模拟电堆流阻阀进行电堆流阻模拟，0.1-1barg流阻可调；背压阀为背压调整，即为调整燃料电池工作压力0.1-2.5barg，同时也是调整氢气进循环泵的压力；氢气循环泵的作用就是把燃料电池电堆出口未反应的氢气回收输送至燃料电池入口再利用，提高氢气利用率；然后高湿度的氢气进入氢气加热器，此加热器来模拟调整燃料电池出口温度以及氢气湿度的模拟调整，再进入开关阀a，而后进入氢气循环泵，通过氢气循环泵升压(克服电堆流阻)输送至氢气增湿器。如此循环起来可以对被测氢气循环泵进行性能及耐久性测试。
有益效果：本实用新型涉及的装置可完全模拟燃料电池工作状态，实现氢气循环泵在克服电堆流阻方面的测试，测试效果好，成本较低。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
如图，1.氢气循环泵，2.氢气增湿器，3.氢气缓冲罐，4.模拟电堆流阻阀，5.氢气加热器，6.背压装置，7.氢气循环泵入口开关阀，8.热水泵，9.热水加热器，10.冷却器，11.膨胀水箱，12.排水罐，13.高压热水泵，14.膨胀水箱，15.热水泵，16.热水加热器，17.冷却器，18.冷却水控制阀，19.冷却水控制阀，20.排水开关阀，21.排水开关阀。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例1
本实用新型解决技术问题采用的装置设有氢气源，氢气源与氢气增湿器2一侧相连，氢气增湿器2的另一侧与氢气缓冲罐3一侧相连，氢气缓冲罐3另一侧与模拟电堆流阻阀4的一侧相连，模拟电堆流阻阀4的另一侧与氢气加热器5的一侧相连，氢气加热器5的另一侧与开关阀a7的一侧相连，开关阀a7的另一侧与氢气循环泵1的一侧相连，氢气循环泵1的另一侧与氢气源和氢气增湿器2之间的管道相连。模拟电堆流阻阀4与氢气加热器5之间的管道与背压阀6的一侧相连，背压阀6的另一侧用于尾气排放。本实用新型还设有膨胀水箱a11，膨胀水箱a11与氢气增湿器2的一侧相连，膨胀水箱a11也与开关阀b20的一侧相连，开关阀b20的另一侧用于氢气排水，膨胀水箱a11与开关阀b20之间的管道与热水泵a8的一侧相连，热水泵a8的另一侧与热水加热器a9的一侧相连，热水加热器a9的另一侧与冷却器a10的一侧相连，冷却器a10的另一侧与氢气增湿器2的底部相连，氢气增湿器2的底部还与排水罐12的顶部相连，排水罐12的底部与高压热水泵13的一侧相连，高压热水泵13的另一侧与氢气增湿器2的顶部相连，排水罐12与高压热水泵13之间的管道与开关阀c21的一侧相连，开关阀c21的另一侧用于氢气排水。其中氢气加热器5还与热水泵b15的一侧相连，热水泵b15的另一侧与热水加热器b16的一侧相连，热水加热器b16的另一侧与冷却器b17的一侧相连，冷却器b17的另一侧与氢气加热器5相连，热水泵b15与氢气加热器5之间的管道与膨胀水箱b14相连。冷却器a10上设有冷却水控制阀a18，冷却器b17上设有冷却水控制阀b19。
实施例2
工作过程：首先氢气源6-8barg经过减压后3-4barg进入氢气增湿器2，进行氢气增湿，氢气增湿器2为模拟燃料电池电堆产热产湿，同时可以升温加热，加热温度至40-85℃，此温度为燃料电池电堆的正常工作温度范围，湿度为90-100％RH；再进入氢气缓冲罐3缓冲并排除冷凝水，再经过模拟电堆流阻阀4进行电堆流阻模拟，0.1-1barg流阻可调；背压阀6为背压调整，即为调整燃料电池工作压力0.1-2.5barg，同时也是调整氢气进循环泵1的压力；氢气循环泵1的作用就是把燃料电池电堆出口未反应的氢气回收输送至燃料电池入口再利用，提高氢气利用率；然后高湿度的氢气进入氢气加热器5，此加热器来模拟调整燃料电池出口温度以及氢气湿度的模拟调整，再进入开关阀a7，而后进入氢气循环泵1，通过氢气循环泵1升压(克服电堆流阻)输送至氢气增湿器2。如此循环起来可以对被测氢气循环泵进行性能及耐久性测试。
上述实施例只是用于对本实用新型的举例和说明，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围内。

Claims (4)

1.一种氢气系统测试平台模拟电堆产热产湿流阻装置，其特征在于，该装置设有氢气源，氢气源与氢气增湿器(2)一侧相连，氢气增湿器(2)的另一侧与氢气缓冲罐(3)一侧相连，氢气缓冲罐(3)另一侧与模拟电堆流阻阀(4)的一侧相连，模拟电堆流阻阀(4)的另一侧与氢气加热器(5)的一侧相连，氢气加热器(5)的另一侧与开关阀a(7)的一侧相连，开关阀a(7)的另一侧与氢气循环泵(1)的一侧相连，氢气循环泵(1)的另一侧与氢气源和氢气增湿器(2)之间的管道相连；模拟电堆流阻阀(4)与氢气加热器(5)之间的管道与背压阀(6)的一侧相连，背压阀(6)的另一侧用于尾气排放；本装置中还设有膨胀水箱a(11)，膨胀水箱a(11)与氢气增湿器(2)的一侧相连，膨胀水箱a(11)也与开关阀b(20)的一侧相连，开关阀b(20)的另一侧用于氢气排水，膨胀水箱a(11)与开关阀b(20)之间的管道与热水泵a(8)的一侧相连，热水泵a(8)的另一侧与热水加热器a(9)的一侧相连，热水加热器a(9)的另一侧与冷却器a(10)的一侧相连，冷却器a(10)的另一侧与氢气增湿器(2)的底部相连，氢气增湿器(2)的底部还与排水罐(12)的顶部相连，排水罐(12)的底部与高压热水泵(13)的一侧相连，高压热水泵(13)的另一侧与氢气增湿器(2)的顶部相连，排水罐(12)与高压热水泵(13)之间的管道与开关阀c(21)的一侧相连，开关阀c(21)的另一侧用于氢气排水。
2.据权利要求1所述的一种氢气系统测试平台模拟电堆产热产湿流阻装置，其特征在于，氢气加热器(5)还与热水泵b(15)的一侧相连，热水泵b(15)的另一侧与热水加热器b(16)的一侧相连，热水加热器b(16)的另一侧与冷却器b(17)的一侧相连，冷却器b(17)的另一侧与氢气加热器(5)相连，热水泵b(15)与氢气加热器(5)之间的管道与膨胀水箱b(14)相连。
3.据权利要求1所述的一种氢气系统测试平台模拟电堆产热产湿流阻装置，其特征在于，冷却器a(10)上设有冷却水控制阀a(18)。
4.据权利要求1所述的一种氢气系统测试平台模拟电堆产热产湿流阻装置，其特征在于，冷却器b(17)上设有冷却水控制阀b(19)。
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Date Code Title Description
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GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of utility model: A flow resistance device for simulating heat and moisture generation of electric reactor

Effective date of registration: 20220610

Granted publication date: 20210803

Pledgee: Guangfa Bank Co.,Ltd. Dalian Branch

Pledgor: DALIAN RIGOR NEW ENERGY TECHNOLOGY CO.,LTD.

Registration number: Y2022980007599