CN214378516U - 一种燃料电池的氢气循环测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及燃料电池的氢气循环技术领域，公开一种燃料电池的氢气循环测试装置，包括：流量调节阀；高低温试验箱，设有进氢口、排氢口及回氢口；电堆模拟单元，包括电堆模拟进口、排氢调节件和回氢调节件，电堆模拟进口与排氢口通过第一管路连通，排氢调节件和回氢调节件并联且均与电堆模拟进口连通，回氢调节件的出口与回氢口通过第二管路连通；第一检测组件，设置于第一管路；第二检测组件，设置于第二管路；第三检测组件，设置于与排氢调节件连通的第三管路。本实用新型公开的燃料电池的氢气循环测试装置，不但能够检测回氢件在高温和低温环境下的回氢能力，还能够检测流至回氢口的氢气的温度、压力及流量对回氢件的回氢能力的影响。

Description

一种燃料电池的氢气循环测试装置

技术领域

本实用新型涉及燃料电池的氢气循环技术领域，尤其涉及一种燃料电池的氢气循环测试装置。

背景技术

燃料电池汽车发展迅速，由于燃料电池工作特性，过量的氢气会大幅度提高燃料电池的效率与输出特性，所以现有技术方案会给燃料电池电堆阳极端输入过量的氢气。过量的氢气进入电堆阳极，电堆不能完全消耗，如果直接排放到大气中，造成氢气浓度过高，产生爆炸隐患的同时，还将造成燃料浪费，使得燃料电池续航里程大大降低。而在现有技术中，现有的氢气循环测试装置仅仅测试了回氢的压力的变化对回氢件的影响，而并未考虑其他因素对回氢件的影响。

实用新型内容

基于以上所述，本实用新型的目的在于提供一种燃料电池的氢气循环测试装置，不但能够检测回氢件在高温和低温环境下的回氢能力，还能够检测流至回氢口的氢气的温度、压力及流量的变化对回氢件的回氢能力的影响。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种燃料电池的氢气循环测试装置，包括：流量调节阀；高低温试验箱，其上设有进氢口、排氢口及回氢口，所述进氢口同时与所述流量调节阀和所述排氢口连通，所述高低温试验箱内设有回氢件，所述回氢件分别与所述回氢口和所述排氢口连通；电堆模拟单元，包括电堆模拟进口、排氢调节件和回氢调节件，所述电堆模拟进口与所述排氢口通过第一管路连通，所述排氢调节件和所述回氢调节件并联且均与所述电堆模拟进口连通，所述排氢调节件和所述回氢调节件均用于调节氢气的压力、温度及流量，所述回氢调节件的出口与所述回氢口通过第二管路连通；第一检测组件，设置于所述第一管路且用于检测所述第一管路内的氢气的压力、温度及流量；第二检测组件，设置于所述第二管路且用于检测所述第二管路内的氢气的压力、温度及流量；第三检测组件，设置于与所述排氢调节件的出口连通的第三管路且用于检测所述第三管路内的氢气的压力、温度及流量。

作为一种燃料电池的氢气循环测试装置的优选方案，所述流量调节阀为开关阀或者比例阀。

作为一种燃料电池的氢气循环测试装置的优选方案，所述第一检测组件包括第一压力检测件、第一温度检测件及第一流量检测件，所述第一压力检测件用于检测所述电堆模拟进口的氢气的压力，所述第一温度检测件用于检测所述电堆模拟进口的氢气的温度，所述第一流量检测件用于检测所述电堆模拟进口的氢气的流量。

作为一种燃料电池的氢气循环测试装置的优选方案，所述第二检测组件包括第二压力检测件、第二温度检测件及第二流量检测件，所述第二压力检测件用于检测所述回氢调节件出口的氢气的压力，所述第二温度检测件用于检测所述回氢调节件出口的氢气的温度，所述第二流量检测件用于检测所述回氢调节件出口的氢气的流量。

作为一种燃料电池的氢气循环测试装置的优选方案，所述第三检测组件包括第三压力检测件、第三温度检测件及第三流量检测件，所述第三压力检测件用于检测所述排氢调节件出口的氢气的压力，所述第三温度检测件用于检测所述排氢调节件出口的氢气的温度，所述第三流量检测件用于检测所述排氢调节件出口的氢气的流量。

作为一种燃料电池的氢气循环测试装置的优选方案，所述流量调节阀的上游设有第四检测组件，所述第四检测组件包括第四压力检测件、第四温度检测件及第四流量检测件，所述第四压力检测件用于检测所述流量调节阀上游的氢气的压力，所述第四温度检测件用于检测所述流量调节阀上游的氢气的温度，所述第四流量检测件用于检测所述流量调节阀上游的氢气的流量。

作为一种燃料电池的氢气循环测试装置的优选方案，所述回氢件包括第一回氢泵，所述第一回氢泵的进口与所述回氢口连通，所述第一回氢泵的出口与所述排氢口连通。

作为一种燃料电池的氢气循环测试装置的优选方案，所述回氢件包括第一引射器，所述第一引射器的进口分别与所述回氢口和所述进氢口连通，所述第一引射器的出口与所述排氢口连通。

作为一种燃料电池的氢气循环测试装置的优选方案，所述回氢件包括第二回氢泵和第二引射器，所述第二回氢泵的进口与所述回氢口连通，所述第二引射器的进口分别与所述第二回氢泵的出口和所述进氢口连通，所述第二引射器的出口与所述排氢口连通。

作为一种燃料电池的氢气循环测试装置的优选方案，所述回氢件包括第三回氢泵和第三引射器，所述第三回氢泵的进口与所述回氢口连通，所述第三回氢泵的出口与所述排氢口连通，所述第三引射器的进口分别与所述回氢口和所述进氢口连通，所述第三引射器的出口与所述排氢口连通。

本实用新型的有益效果为：本实用新型公开的燃料电池的氢气循环测试装置的排氢调节件和回氢调节件模拟电堆，通过改变排氢调节件和回氢调节件的出口的氢气的压力、温度及流量模拟电堆的实际运行工况，第一检测组件、第二检测组件及第三检测组件能够分别检测不同管路内的氢气的压力、温度及流量的变化，从而得出流至回氢口的氢气的温度、压力及流量的变化对回氢件的回氢能力的影响，通过改变高低温试验箱内的温度，可以模拟回氢件在极端环境温度下的工作状况，从而检测回氢件在高温和低温环境下的回氢能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型具体实施例一提供的燃料电池的氢气循环测试装置的流程图；

图2是本实用新型具体实施例二提供的燃料电池的氢气循环测试装置的流程图；

图3是本实用新型具体实施例三提供的燃料电池的氢气循环测试装置的流程图；

图4是本实用新型具体实施例四提供的燃料电池的氢气循环测试装置的流程图。

图中：

1、流量调节阀；

2、高低温试验箱；201、进氢口；202、排氢口；203、回氢口；

3、电堆模拟单元；30、电堆模拟进口；31、排氢调节件；32、回氢调节件；

41、第一管路；42、第二管路；43、第三管路；

5、第一检测组件；51、第一压力检测件；52、第一温度检测件；53、第一流量检测件；

6、第二检测组件；61、第二压力检测件；62、第二温度检测件；63、第二流量检测件；

7、第三检测组件；71、第三压力检测件；72、第三温度检测件；73、第三流量检测件；

8、第四检测组件；81、第四压力检测件；82、第四温度检测件；83、第四流量检测件；

91、第一回氢泵；92、第一引射器；93、第二回氢泵；94、第二引射器；95、第三回氢泵；96、第三引射器。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

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；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。

实施例一

本实施例提供一种燃料电池的氢气循环测试装置，如图1所示，该燃料电池的氢气循环测试装置包括流量调节阀1、高低温试验箱2、电堆模拟单元3、第一检测组件5、第二检测组件6及第三检测组件7，高低温试验箱2上设有进氢口201、排氢口202及回氢口203，进氢口201同时与流量调节阀1和排氢口202连通，高低温试验箱2内设有回氢件，回氢件分别与回氢口203和排氢口202连通，电堆模拟单元3包括电堆模拟进口30、排氢调节件31和回氢调节件32，电堆模拟进口30与排氢口202通过第一管路41连通，排氢调节件31和回氢调节件32并联且均与电堆模拟进口30连通，排氢调节件31和回氢调节件32均用于调节氢气的压力、温度及流量，回氢调节件32的出口与回氢口203通过第二管路42连通，第一检测组件5设置于第一管路41且用于检测第一管路41内的氢气的压力、温度及流量，第二检测组件6设置于第二管路42且用于检测第二管路42内的氢气的压力、温度及流量，第三检测组件7设置于与排氢调节件31的出口连通的第三管路43且用于检测第三管路43内的氢气的压力、温度及流量。

具体地，本实施例采用排氢调节件31和回氢调节件32模拟电堆，通过调节排氢调节件31可以调节从排氢调节件31出口排出的氢气的压力、温度及流量，从而模拟氢气在电堆中的实际运行状况，通过调节回氢调节件32可以调节从回氢调节件32出口进入回氢口203的氢气的压力、温度及流量，从而模拟氢气从电堆流至回氢口203的氢气的压力、温度及流量，进而测得氢气的温度、压力及流量的变化对回氢件的回氢能力的影响。

需要说明的是，本实施例的电堆模拟单元3上设有耗氢排出口(图中未示出)，该耗氢排出口用于排出模拟电堆实际运行时所消耗的氢气，从而保证模拟的准确性。

本实施例提供的燃料电池的氢气循环测试装置的排氢调节件31和回氢调节件32模拟电堆，通过改变排氢调节件31和回氢调节件32的出口的氢气的压力、温度及流量模拟电堆的实际运行工况，第一检测组件5、第二检测组件6及第三检测组件7能够分别检测不同管路内的氢气的压力、温度及流量的变化，从而得出流至回氢口203的氢气的温度、压力及流量的变化对回氢件的回氢能力的影响，通过改变高低温试验箱2内的温度，可以模拟回氢件在极端环境温度下的工作状况，从而检测回氢件分别在高温条件和低温环境下的回氢能力。

本实施例的流量调节阀1为开关阀或者比例阀，通过调节流量调节阀1控制流量调节阀1出口的氢气的流量。

如图1所示，本实施例的第一检测组件5包括第一压力检测件51、第一温度检测件52及第一流量检测件53，第一压力检测件51用于检测电堆模拟进口30的氢气的压力，该第一压力检测件51为第一压力传感器，第一温度检测件52用于检测电堆模拟进口30的氢气的温度，该第一温度检测件52为第一温度传感器，第一流量检测件53用于检测电堆模拟进口30的氢气的流量，该第一流量检测件53为第一流量计。

如图1所示，本实施例的第二检测组件6包括第二压力检测件61、第二温度检测件62及第二流量检测件63，第二压力检测件61用于检测回氢调节件32出口的氢气的压力，该第二压力检测件61为第二压力传感器，第二温度检测件62用于检测回氢调节件32出口的氢气的温度，该第二温度检测件62为第二温度传感器，第二流量检测件63用于检测回氢调节件32出口的氢气的流量，该第二流量检测件63为第二流量计。

如图1所示，本实施例的第三检测组件7包括第三压力检测件71、第三温度检测件72及第三流量检测件73，第三压力检测件71用于检测排氢调节件31出口的氢气的压力，该第三压力检测件71为第三压力传感器，第三温度检测件72用于检测排氢调节件31出口的氢气的温度，该第三温度检测件72为第三温度传感器，第三流量检测件73用于检测排氢调节件31出口的氢气的流量，该第三流量检测件73为第三流量计。

如图1所示，本实施例的流量调节阀1的上游设有第四检测组件8，第四检测组件8包括第四压力检测件81、第四温度检测件82及第四流量检测件83，第四压力检测件81用于检测流量调节阀1上游的氢气的压力，该第四压力检测件81为第四压力传感器，第四温度检测件82用于检测流量调节阀1上游的氢气的温度，该第四温度检测件82为第四温度传感器，第四流量检测件83用于检测流量调节阀1上游的氢气的流量，该第四流量检测件83为第四流量计。

具体地，如图1所示，本实施例的回氢件包括第一回氢泵91，第一回氢泵91的进口与回氢口203连通，第一回氢泵91的出口与排氢口202连通。

具体地，采用本实施例的燃料电池的氢气循环测试装置检测氢气的温度、压力及流量的变化对第一回氢泵91的回氢能力时，具体操作步骤如下：

S1、设置流经第一检测组件5的氢气的压力和温度；

S2、调节流量调节阀1的开启频率，以改变氢气的流量；

S3、设置第一回氢泵91的转速；

S4、调节排氢调节件31出口的氢气的流量、温度及压力，以模拟电堆的实际运行工况，调节回氢调节件32出口的氢气的流量、温度及压力，以模拟电堆的回氢工况；

S5、第一检测组件5、第二检测组件6、第三检测组件7及第四检测组件8分别检测氢气的压力、温度及流量；

S6、测试完成后，关闭气源和电源，对检测的数据进行分析。

实施例二

如图2所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，本实施例的回氢件包括第一引射器92，但不包括第一回氢泵91，第一引射器92的进口分别与回氢口203和进氢口201连通，第一引射器92的出口与排氢口202连通。该燃料电池的氢气循环测试装置不但可以测试流至回氢口203的氢气的温度、压力及流量的变化对第一引射器92的回氢能力的影响，通过改变高低温试验箱2内的温度，可以模拟回氢件在极端环境温度下的工作状况，从而检测第一引射器92分别处于高温条件和低温条件下的回氢能力。

实施例三

如图3所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，本实施例的回氢件包括第二回氢泵93和第二引射器94，但不包括第一回氢泵91，第二回氢泵93的进口与回氢口203连通，第二引射器94的进口分别与第二回氢泵93的出口和进氢口201连通，第二引射器94的出口与排氢口202连通。该燃料电池的氢气循环测试装置不但可以测试流至回氢口203的氢气的温度、压力及流量的变化对第二回氢泵93和第二引射器94的回氢能力的影响，通过改变高低温试验箱2内的温度，可以模拟回氢件在极端环境温度下的工作状况，从而检测第二回氢泵93和第二引射器94分别处于高温条件和低温条件下的回氢能力。

实施例四

如图4所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，本实施例的回氢件包括第三回氢泵95和第三引射器96，但不包括第一回氢泵91，第三回氢泵95的进口与回氢口203连通，第三回氢泵95的出口与排氢口202连通，第三引射器96的进口分别与回氢口203和进氢口201连通，第三引射器96的出口与排氢口202连通。该燃料电池的氢气循环测试装置不但可以测试流至回氢口203的氢气的温度、压力及流量的变化对第三回氢泵95和第三引射器96的回氢能力的影响，通过改变高低温试验箱2内的温度，可以模拟回氢件在极端环境温度下的工作状况，从而检测第三回氢泵95和第三引射器96分别处于高温条件和低温条件下的回氢能力。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种燃料电池的氢气循环测试装置，其特征在于，包括：

流量调节阀(1)；

高低温试验箱(2)，其上设有进氢口(201)、排氢口(202)及回氢口(203)，所述进氢口(201)同时与所述流量调节阀(1)和所述排氢口(202)连通，所述高低温试验箱(2)内设有回氢件，所述回氢件分别与所述回氢口(203)和所述排氢口(202)连通；

电堆模拟单元(3)，包括电堆模拟进口(30)、排氢调节件(31)和回氢调节件(32)，所述电堆模拟进口(30)与所述排氢口(202)通过第一管路(41)连通，所述排氢调节件(31)和所述回氢调节件(32)并联且均与所述电堆模拟进口(30)连通，所述排氢调节件(31)和所述回氢调节件(32)均用于调节氢气的压力、温度及流量，所述回氢调节件(32)的出口与所述回氢口(203)通过第二管路(42)连通；

第一检测组件(5)，设置于所述第一管路(41)且用于检测所述第一管路(41)内的氢气的压力、温度及流量；

第二检测组件(6)，设置于所述第二管路(42)且用于检测所述第二管路(42)内的氢气的压力、温度及流量；

第三检测组件(7)，设置于与所述排氢调节件(31)的出口连通的第三管路(43)且用于检测所述第三管路(43)内的氢气的压力、温度及流量。

2.根据权利要求1所述的燃料电池的氢气循环测试装置，其特征在于，所述流量调节阀(1)为开关阀或者比例阀。

3.根据权利要求1所述的燃料电池的氢气循环测试装置，其特征在于，所述第一检测组件(5)包括第一压力检测件(51)、第一温度检测件(52)及第一流量检测件(53)，所述第一压力检测件(51)用于检测所述电堆模拟进口(30)的氢气的压力，所述第一温度检测件(52)用于检测所述电堆模拟进口(30)的氢气的温度，所述第一流量检测件(53)用于检测所述电堆模拟进口(30)的氢气的流量。

4.根据权利要求1所述的燃料电池的氢气循环测试装置，其特征在于，所述第二检测组件(6)包括第二压力检测件(61)、第二温度检测件(62)及第二流量检测件(63)，所述第二压力检测件(61)用于检测所述回氢调节件(32)出口的氢气的压力，所述第二温度检测件(62)用于检测所述回氢调节件(32)出口的氢气的温度，所述第二流量检测件(63)用于检测所述回氢调节件(32)出口的氢气的流量。

5.根据权利要求1所述的燃料电池的氢气循环测试装置，其特征在于，所述第三检测组件(7)包括第三压力检测件(71)、第三温度检测件(72)及第三流量检测件(73)，所述第三压力检测件(71)用于检测所述排氢调节件(31)出口的氢气的压力，所述第三温度检测件(72)用于检测所述排氢调节件(31)出口的氢气的温度，所述第三流量检测件(73)用于检测所述排氢调节件(31)出口的氢气的流量。

6.根据权利要求1所述的燃料电池的氢气循环测试装置，其特征在于，所述流量调节阀(1)的上游设有第四检测组件(8)，所述第四检测组件(8)包括第四压力检测件(81)、第四温度检测件(82)及第四流量检测件(83)，所述第四压力检测件(81)用于检测所述流量调节阀(1)上游的氢气的压力，所述第四温度检测件(82)用于检测所述流量调节阀(1)上游的氢气的温度，所述第四流量检测件(83)用于检测所述流量调节阀(1)上游的氢气的流量。

7.根据权利要求1所述的燃料电池的氢气循环测试装置，其特征在于，所述回氢件包括第一回氢泵(91)，所述第一回氢泵(91)的进口与所述回氢口(203)连通，所述第一回氢泵(91)的出口与所述排氢口(202)连通。

8.根据权利要求1所述的燃料电池的氢气循环测试装置，其特征在于，所述回氢件包括第一引射器(92)，所述第一引射器(92)的进口分别与所述回氢口(203)和所述进氢口(201)连通，所述第一引射器(92)的出口与所述排氢口(202)连通。

9.根据权利要求1所述的燃料电池的氢气循环测试装置，其特征在于，所述回氢件包括第二回氢泵(93)和第二引射器(94)，所述第二回氢泵(93)的进口与所述回氢口(203)连通，所述第二引射器(94)的进口分别与所述第二回氢泵(93)的出口和所述进氢口(201)连通，所述第二引射器(94)的出口与所述排氢口(202)连通。

10.根据权利要求1所述的燃料电池的氢气循环测试装置，其特征在于，所述回氢件包括第三回氢泵(95)和第三引射器(96)，所述第三回氢泵(95)的进口与所述回氢口(203)连通，所述第三回氢泵(95)的出口与所述排氢口(202)连通，所述第三引射器(96)的进口分别与所述回氢口(203)和所述进氢口(201)连通，所述第三引射器(96)的出口与所述排氢口(202)连通。

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