CN216120395U - 燃料电池氢气循环装置测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃料电池氢气循环装置测试系统，包括测试管组、供气管组与工作管组，测试管组包括第一测试模块、第二测试模块与切换模块，供气管组用于向测试管组供气，第一测试管道与第二测试管道的出口连接于工作管组的一端，第三测试管道与第四测试管道的进口连接于工作管道的另一端。本实用新型通过切换第一换向阀的开口方向与第一阀门、第二阀门的开闭状态，可以调整第一部件与第二部件的连接方式，以形成不同的氢气循环装置，并且测试系统可以分别不同连接状态的第一部件、第二部件进行测试，无需频繁拆装测试台架，测试的便捷度及测试效率高，测试系统能够通用于不同的氢气循环装置。

Description

燃料电池氢气循环装置测试系统

技术领域

本实用新型涉及燃料电池测试技术领域，尤其涉及一种燃料电池氢气循环装置测试系统。

背景技术

氢燃料电池可以通过氢气与氧气在电堆中的催化氧化反应，将化学能转化为电池，并生成无污染的水，具有较优的环保效果，为改善燃料电池的水平衡以及提升氢气的利用率，燃料电池通过设置氢气循环系统实现氢气的充分利用，相关技术中，氢气循环系统配置氢泵与引射器，二者可以单独或者组合应用，以形成不同的循环系统，针对不同的循环方案需设置相应的测试系统进行测试，因此需要搭建多个测试台架，并设计多种测试系统，操作复杂，测试效率低。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种燃料电池氢气循环装置测试系统，测试便利度以及测试效率高。

根据本实用新型实施例的燃料电池氢气循环装置测试系统，包括：

测试管组，包括第一测试模块、第二测试模块与切换模块，所述第一测试模块包括第一测试管道、第二测试管道与第一部件，所述第一部件连接于所述第二测试管道；所述第二测试模块包括第三测试管道、第四测试管道、第二部件、第一阀门与第二阀门，所述第二部件与所述第一阀门连接于所述第三测试管道，所述第二阀门连接于所述第四测试管道；所述切换模块包括第一切换管道、第二切换管道与第一换向阀，所述第一换向阀连接于所述第一切换管道与所述第二切换管道的进口，所述第一切换管道的出口连接于所述第一测试管道的进口，所述第二切换管道的出口连接于所述第一测试管道的出口，所述第四测试管道的出口连接于所述第一切换管道；

供气管组，用于向所述测试管组供气，所述第一测试管道与所述第二测试管道的进口连接于所述供气管组；

工作管组，所述第一测试管道与所述第二测试管道的出口连接于所述工作管组的一端，所述第三测试管道与所述第四测试管道的进口连接于所述工作管组的另一端；

其中，所述第一部件为引射器，所述第二部件分别为氢泵；或者所述第一部件为氢泵，所述第二部件为引射器。

根据本实用新型实施例的燃料电池氢气循环装置测试系统，至少具有如下有益效果：

本实用新型中，通过切换第一换向阀的开口方向与第一阀门、第二阀门的开闭状态，可以调整第一部件与第二部件的连接方式，以形成不同的氢气循环装置，并且测试系统可以分别对单独工作的第一部件、单独工作的第二部件、串联的第一部件与第二部件以及并联的第一部件与第二部件进行测试，无需频繁拆装测试台架，测试的便捷度及测试效率高，测试系统能够通用于不同的氢气循环装置。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一测试模块还包括第二换向阀，所述第二换向阀连接于所述第一测试管道与所述第二测试管道的进口处。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一测试模块还包括第三阀门与第四阀门，所述第三阀门连接于所述第一测试管道，所述第四阀门连接于所述第二测试管道。

根据本实用新型的一些实施例，所述供气管组包括气源及供气管道，所述气源连接于所述供气管道的一端，所述供气管道的另一端连接于所述测试管组。

根据本实用新型的一些实施例，所述供气管组还包括减压阀与第一压力传感器，所述减压阀与所述第一压力传感器连接于所述供气管道。

根据本实用新型的一些实施例，所述工作管组包括工作模拟模块，所述工作模拟模块包括工作管道、模拟管道、模拟部件、第五阀门与第一流量计，所述模拟部件与所述工作管道、所述模拟部件连接，所述工作管道的一端连接于所述第一测试管道与所述第二测试管道的出口，所述第五阀门与第一流量计连接于所述模拟管道。

根据本实用新型的一些实施例，所述工作模拟模块还包括第二压力传感器，所述第二压力传感器连接于所述工作管道，并位于所述第一部件与模拟部件之间。

根据本实用新型的一些实施例，所述工作管组还包括排气模块，所述排气模块包括排气管道与第六阀门，所述第六阀门连接于所述排气管道，所述排气管道的一端与所述工作管道的出口连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述排气模块还包括浓度检测器，所述浓度检测器连接于所述排气管道。

根据本实用新型的一些实施例，所述排气模块还包括连接管道、第三压力传感器与第七阀门，所述连接管道的两端分别与所述工作管道、所述第二测试模块连接，所述第三压力传感器与所述第七阀门连接于所述连接管道，所述排气管道与所述连接管道连接。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：

图1为本实用新型燃料电池氢气循环测试系统一个实施例的示意图；

图2为图1中燃料电池氢气循环测试系统的示意图；

图3为本实用新型燃料电池氢气循环测试系统另一实施例的示意图。

附图标记：

测试管组100，第一测试模块110，第一测试管道111，第二测试管道112，第一部件113，第二换向阀114，第三阀门115，第四阀门116，第二测试模块120，第三测试管道121，第四测试管道122，第二部件123，第一阀门124，第二阀门125，切换模块130，第一切换管道131，第二切换管道132，第一换向阀133；供气管组200，气源210，供气管道220，减压阀230，第一压力传感器240，比例阀250；工作管组300，工作模拟模块310，工作管道 311，模拟管道312，模拟部件313，第五阀门314，第一流量计315，第二压力传感器316，排气模块320，排气管道321，第六阀门322，连接管道323，第三压力传感器324，第七阀门325，第二流量计326。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本实用新型的实施例中提供了一种燃料电池氢气循环装置测试系统(以下简称测试系统)，参照图1，测试系统包括测试管组100、供气管组200与工作管组300，供气管组200用于向测试管组100供气，以向测试管组100提供稳定的测试气源210，工作管组300可以是燃料电池的电堆，或者是用于模拟电堆实际工况的模拟系统，测试系统包括氢气循环装置内的引射器以及用于驱动氢气循环的氢泵，测试系统可以使该两个部件变换不同的连接方式，以使测试系统可以适配不同的氢气循环装置。

具体的，如图2所示，测试管组100包括第一测试模块110、第二测试模块120与切换模块130，第一测试模块110与第二测试模块120中分别设置有引射器与氢泵，第一测试模块110包括第一测试管道111、第二测试管道112与第一部件113，第一部件113连接于第二测试管道112，第一测试管道111与第二测试管道112的进口与供气管组200连接，供气管组200可以分别向第一测试管道111与第二测试管道112供气。第二测试模块120包括第三测试管道121、第四测试管道122、第二部件123、第一阀门124与第二阀门125，第二部件123与第一阀门124连接于第三测试管道121，第一阀门124用于打开或关闭第三测试管道121，第二阀门125连接于第四测试管道122，第二阀门125用于打开或关闭第四测试管道122；其中，第一部件113与第二部件123分别设置为引射器或氢泵，本实用新型的一个实施例中，将第一部件113设置为引射器，第二部件123设置为氢泵。切换模块130用于连接第一测试模块110与第二测试模块120，并改变第一部件113与第二部件123的连接方式，切换模块130包括第一切换管道131、第二切换管道132与第一换向阀133，第一换向阀133 连接于第一切换管道131与第二切换管道132的进口，第一切换管道131的出口连接于第一测试管道111的进口，第二切换管道132的出口连接于第一测试管道111的出口，第四测试管道122的出口连接于第一切换管道131，改变第一换向阀133的打开方向，可以切换第一切换管道131或第二切换管道132与第三测试管道121、第四测试管道122、第一测试管道 111的连接关系，从而改变第一部件113与第二部件123的连接方式。

单独对第一部件113进行测试时，第一测试管道111关闭，第二测试管道112打开，第一阀门124关闭，第二阀门125打开，第一换向阀133切换至第一切换管道131，此时，第三测试管道121处于关闭状态，第四测试管道122处于打开状态，氢气通过供气管组200通入第二测试管道112，并经过第一部件113，然后依次进入工作管组300、第四测试管道122、第一切换管道131，连接至第二测试管道112的进口；该过程中，第一部件113与工作管组 300并联，第二部件123不工作，工作管组300单独对第一部件113测试。

单独对第二部件123进行测试时，第一测试管道111开启，第二测试管道112关闭，第一阀门124开启，第二阀门125关闭，第一换向阀133切换至第二切换管道132，此时，第三测试管道121处于开启状态，第四测试管道122处于关闭状态，第三测试管道121与第二切换管道132连通，氢气通过供气管组200通入第一测试管道111，经过工作管组300后，进入第三测试管道121，并经过第二部件123后，通过第二切换管道132连接于第一测试管道111的出口；该过程中，第二部件123与工作管组300并联，第一部件113不工作，工作管组300单独对第二部件123测试。

第一部件113与第二部件123以串联方式进行测试时，第一测试管道111关闭，第二测试管道112开启，第一阀门124开启，第二阀门125关闭，第一换向阀133切换至第一切换管道131，此时，第三测试管道121处于开启状态，第四测试管道122处于关闭状态，第三测试管道121与第一切换管道131连通，氢气通过供气管组200通入第二测试管道112，并经过第一部件113，然后进入工作管组300，进而通入第三测试管道121，并经过第二部件 123，最后通过第一切换管道131连接至第二测试管道112的开口处；该过程中，第一部件 113与第二部件123形成串联回路，工作管组300与该串联回路并联，并对第一部件113与第二部件123的串联回路测试。

第一部件113与第二部件123以并联方式进行测试时，第一测试管道111关闭，第二测试管道112开启，第一阀门124打开，第二阀门125打开，第一换向阀133切换至第二切换管道132，此时，第三测试管道121与第四测试管道122均处于打开状态，第三测试管道121 与第二切换管道132连通，第四测试管道122与第一切换管道131连通，第三测试管道121 的进口通过第四测试管道122、第一切换管道131连接至第二测试管道112的进口处，第三测试管道121的出口通过第二切换管道132连接至第二测试管道112的出口，实现第一部件 113与第二部件123的并联，并形成并联回路，工作管组300的两端分别与第二测试管道112、第三测试管道121的出口汇接处、第二测试管道112、第三测试管道121的进口汇接处连接，从而工作管组300与该并联回路并联，工作管组300可以对第一部件113与第二部件123的并联回路测试。

从而，本实用新型中的测试系统，通过切换第一换向阀133的开口方向与第一阀门124、第二阀门125的开闭状态，可以调整第一部件113与第二部件123的连接方式，以形成不同的氢气循环装置，并且测试系统可以分别对单独工作的第一部件113、单独工作的第二部件 123、串联的第一部件113与第二部件123以及并联的第一部件113与第二部件123进行测试，无需频繁拆装测试台架，测试的便捷度及测试效率高，测试系统能够通用于不同的氢气循环装置。

第一测试模块110可以通过设置换向阀的方式，交替实现第一测试管道111或第二测试管道112的打开；或者通过设置阀门的方式，通过阀门开闭使第一测试管道111或第二测试管道112通断，实现第一测试管道111或第二测试管道112的交替打开。具体的，如图2所示，第一测试模块110还包括第二换向阀114，第二换向阀114连接于第一测试管道111与第二测试管道112的进口处，切换第二换向阀114的开口方向，可以使供气管组200交替与第一测试管道111或第二测试管道112连通，实现供气管组200向第一测试管道111与第二测试管道112的交替供气。在另一实施例中，如图3所示，第一测试模块110还包括第三阀门115与第四阀门116，第三阀门115连基于第一测试管道111，第四阀门116连接于第二测试管道112，在需要第一测试管道111打开时，第三阀门115开启，第四阀门116关闭，在需要第二测试管道112打开时，第三阀门115关闭，第四阀门116开启，从而实现供气管组200能够分别与第一测试管道111、第二测试管道112连通。

本实用新型的一个实施例中，供气管组200包括气源210与供气管道220，供气管道220 的一端与气源210连接，供气管道220的另一端连接至第一测试管道111与第二测试管道112 的进口，气源210可以选择为高压气瓶，高压气瓶内容置有氢气，通过切换第一换向阀133 的开口方向，可以使供气管道220与第一测试管道111或第二测试管道112连通，氢气能够经由进气管道输送至第一测试管道111或第二测试管道112。

供气管组200还包括减压阀230与第一压力传感器240，减压阀230与第一压力传感器 240连接于供气管道220，第一压力传感器240可以检测供气管道220内的气体压力，通过第一压力传感器240所测得的压力值，可以对减压阀230进行调整，以改变供气管道220的气体压力，从而向测试管组100提供稳定的测试气源210。进一步的，供气管组200内还包括比例阀250，比例阀250可以调整供气管道220内的氢气流量，比例阀250与减压阀230 组合使用，能够保证供气管道220内气压的稳定性。

如图2所示，工作管组300包括工作模拟模块310，工作模拟模块310用于模拟电镀的实际工况，以在测试状态下提供真实的反应气体消耗，工作模拟模块310包括工作管道311、模拟管道312、模拟部件313、第五阀门314及第一流量计315，模拟部件313与工作管道311、模拟管道312连接，模拟部件313用于接收、排放及容纳氢气，模拟部件313可选用胶质容器，工作管道311的一端连接于第一测试管道111与第二测试管道112的出口，从第一测试管道111或第二测试管道112内排出的氢气可以进入模拟部件313内，第五阀门314 与第一流量计315连接于模拟管道312，从模拟管道312内排出的气体可以反映电堆正常工作中的气体消耗，第五阀门314用于控制模拟管道312的通断，第一流量计315用于检测模拟管道312内通过的气体流量，当第一流量计315所检测到的气体流量过大时，则调整第五阀门314的开度，或者关闭第五阀门314，减少气体消耗。通过设置工作模拟模块310，使测试系统能够在实际的工况中对第一部件113、第二部件123进行测试，以真实反应第一部件113、第二部件123相关的工作参数，提高测试精度。

工作模拟模块310还包括第二压力传感器316，第二压力传感器316连接于工作通道，并位于第一部件113与模拟部件313之间，第二压力传感器316用于检测工作管道311内的气体压力，便于获知氢气进入模拟部件313之前的压力，以与氢气从模拟部件313排出后的压力进行对比，进而得到气体在模拟部件313前后的压力消耗。

工作管组300还包括排气模块320，排气模块320包括排气管道321与第六阀门322，第六阀门322连基于排气管道321，并用于控制排气管道321的通断，排气管道321的一端与工作管道311的出口连接，排气管道321用于模拟电堆实际运行中的尾排，模拟部件313 内排出的气体可进入排气管道321，在第六阀门322打开时，气体从排气管道321内排出。

若排出的氢气浓度过高，危害人的生命健康，甚至引起爆炸，本实用新型的一个实施例中，排气模块320还包括浓度检测器，浓度检测器连接于排气管道321，浓度检测器用于检测从排气管道321内排出的氢气浓度，若氢气浓度过高，则关闭第六阀门322。

排气模块320还包括连接管道323、第三压力传感器324与第七阀门325，连接管道323 的两端分别与工作管道311、第二测试模块120连接，排气管道321与连接管道323连接，模拟部件313中排出的气体经由连接管道323进入排气管道321内，第三压力传感器324与第七阀门325连接于连接管道323，第七阀门325用于控制连接管道323的通断，第三压力传感器324检测连接管道323的气体压力，第三压力传感器324的检测数据与第二压力传感器316的检测数据对比，可以模拟电堆的实际压降，便于根据实际的测试条件进行压力调节。连接管道323内的气体一部分通过排气管道321排出，一部分通入第二测试模块120，当连接管道323内的气体压力较低时，第六阀门322关闭，停止从排气管道321排气，氢气全部进入第二测试模块120，当连接管道323内的气体压力较高时，第六阀门322开启，排气管道321排气，同时可以关闭第七阀门325，停止向连接管道323进气。

另外，连接管道323还设置有第二流量计326，第二流量计326用于检测氢气进入第二检测模块前的流量，通过调整比例阀250、开闭第六阀门322与第七阀门325等，可以调节连接管道323内的氢气流量，以适配不同的测试工况。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.燃料电池氢气循环装置测试系统，其特征在于，包括：

测试管组，包括第一测试模块、第二测试模块与切换模块，所述第一测试模块包括第一测试管道、第二测试管道与第一部件，所述第一部件连接于所述第二测试管道；所述第二测试模块包括第三测试管道、第四测试管道、第二部件、第一阀门与第二阀门，所述第二部件与所述第一阀门连接于所述第三测试管道，所述第二阀门连接于所述第四测试管道；所述切换模块包括第一切换管道、第二切换管道与第一换向阀，所述第一换向阀连接于所述第一切换管道与所述第二切换管道的进口，所述第一切换管道的出口连接于所述第一测试管道的进口，所述第二切换管道的出口连接于所述第一测试管道的出口，所述第四测试管道的出口连接于所述第一切换管道；

供气管组，用于向所述测试管组供气，所述第一测试管道与所述第二测试管道的进口连接于所述供气管组；

工作管组，所述第一测试管道与所述第二测试管道的出口连接于所述工作管组的一端，所述第三测试管道与所述第四测试管道的进口连接于所述工作管组的另一端；

其中，所述第一部件为引射器，所述第二部件分别为氢泵；或者所述第一部件为氢泵，所述第二部件为引射器。

2.根据权利要求1所述的燃料电池氢气循环装置测试系统，其特征在于，所述第一测试模块还包括第二换向阀，所述第二换向阀连接于所述第一测试管道与所述第二测试管道的进口处。

3.根据权利要求1所述的燃料电池氢气循环装置测试系统，其特征在于，所述第一测试模块还包括第三阀门与第四阀门，所述第三阀门连接于所述第一测试管道，所述第四阀门连接于所述第二测试管道。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃料电池氢气循环装置测试系统，其特征在于，所述供气管组包括气源及供气管道，所述气源连接于所述供气管道的一端，所述供气管道的另一端连接于所述测试管组。

5.根据权利要求4所述的燃料电池氢气循环装置测试系统，其特征在于，所述供气管组还包括减压阀与第一压力传感器，所述减压阀与所述第一压力传感器连接于所述供气管道。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的燃料电池氢气循环装置测试系统，其特征在于，所述工作管组包括工作模拟模块，所述工作模拟模块包括工作管道、模拟管道、模拟部件、第五阀门与第一流量计，所述模拟部件与所述工作管道、所述模拟部件连接，所述工作管道的一端连接于所述第一测试管道与所述第二测试管道的出口，所述第五阀门与第一流量计连接于所述模拟管道。

7.根据权利要求6所述的燃料电池氢气循环装置测试系统，其特征在于，所述工作模拟模块还包括第二压力传感器，所述第二压力传感器连接于所述工作管道，并位于所述第一部件与模拟部件之间。

8.根据权利要求7所述的燃料电池氢气循环装置测试系统，其特征在于，所述工作管组还包括排气模块，所述排气模块包括排气管道与第六阀门，所述第六阀门连接于所述排气管道，所述排气管道的一端与所述工作管道的出口连接。

9.根据权利要求8所述的燃料电池氢气循环装置测试系统，其特征在于，所述排气模块还包括浓度检测器，所述浓度检测器连接于所述排气管道。

10.根据权利要求8所述的燃料电池氢气循环装置测试系统，其特征在于，所述排气模块还包括连接管道、第三压力传感器与第七阀门，所述连接管道的两端分别与所述工作管道、所述第二测试模块连接，所述第三压力传感器与所述第七阀门连接于所述连接管道，所述排气管道与所述连接管道连接。

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