KR101307872B1 - Efficiency test device for fuel cell - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료전지 스택의 전압 측정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 본 발명은 고정수단이 기판을 관통하여 분리판에 각각 고정됨으로써 간단한 방법을 이용하여 안정적으로 연료전지 스택의 개별 전압을 측정할 수 있는 연료전지 스택의 전압 측정 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus for measuring a voltage of a fuel cell stack. More particularly, the present invention can stably measure individual voltages of a fuel cell stack by a simple method by fixing the fixing means through the substrate to the separator. The present invention relates to a voltage measuring device of a fuel cell stack.

Description

연료전지 성능 평가 장치{EFFICIENCY TEST DEVICE FOR FUEL CELL }Fuel cell performance evaluation device {EFFICIENCY TEST DEVICE FOR FUEL CELL}

본 발명은 연료전지 성능 평가 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 본 발명은 연료전지의 작동 온도 및 공급되는 가스의 습도를 정밀하게 제어되도록 함으로써 측정 신뢰도를 높일 수 있는 연료전지 성능 평가 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for evaluating fuel cell performance. More particularly, the present invention relates to an apparatus for evaluating fuel cell performance by increasing the reliability of measurement by precisely controlling the operating temperature of the fuel cell and the humidity of the supplied gas.

연료전지(Fuel Cell)는 산화에 의해서 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 전지로, 수소, 산소와 같이 지구상에 풍부하게 존재하는 물질로부터 전기 에너지를 발생시키는 새로운 친환경적 미래형 에너지 기술이다.Fuel cells are cells that directly convert chemical energy generated by oxidation into electrical energy, and are a new environmentally friendly future energy technology that generates electrical energy from substances rich in the earth such as hydrogen and oxygen.

연료전지는 공기극(Cathode)에 산소가 공급되고 연료극(Anode)에 수소가 공급되어 물의 전기분해 역반응 형태로 전기화학반응이 진행되어 전기, 열, 및 물이 발생되어 공해를 유발하지 않으면서도 고효율로 전기에너지를 생산한다.The fuel cell is supplied with oxygen to the cathode and hydrogen to the anode to perform an electrochemical reaction in the form of reverse electrolysis of water, which generates electricity, heat, and water, resulting in high efficiency without causing pollution. Produce electrical energy.

이 때, 상기 연료전지는 단일 셀로부터 생산되는 전압은 제한적이므로, 분리판과 셀이 복수회 적층되고, 양측에 상기 분리판 및 단위셀이 적층된 구성을 지지하기 위한 엔드 플레이트가 구비되어 스택형으로 이용된다. In this case, since the voltage produced from the single cell is limited, the separator and the cell are stacked a plurality of times, and end plates for supporting the structure in which the separator and the unit cell are stacked are stacked on both sides. Used as

이와 같은 연료전지의 성능을 평가하기 위해서는 연료전지의 구동에 큰 영향을 끼치는 외부 요소가 균일하게 유지되어야 하는데, 위 요소로는 작동 온도, 공급 가스의 유량 및 가습 정도를 예를 들 수 있다.In order to evaluate the performance of such a fuel cell, an external element having a large influence on the driving of the fuel cell should be kept uniform. Examples of the above factors may include an operating temperature, a flow rate of a supply gas, and a degree of humidification.

그런데, 연료전지의 성능 평가 시, 한 가지의 요소라도 오차가 발생되는 경우에 평가된 연료전지의 성능 자체의 신뢰도가 저하될 수밖에 없는 문제점이 있다.However, in the performance evaluation of the fuel cell, there is a problem that the reliability of the performance of the evaluated fuel cell is inevitably deteriorated when an error occurs even in one factor.

특히, 종래의 온도 조절 방식을 살펴보면, 고체 대 고체 또는 공기 대 고체의 열전달을 이용하는 경우가 많은데, 위의 방법은 열전달 속도가 느리며 열전달이 위치에 따라 불균일하게 형성된다. In particular, when looking at the conventional temperature control method, it is often used a heat transfer of solid to solid or air to solid, the above method is a slow heat transfer rate and heat transfer is formed non-uniformly depending on the location.

이에 따라, 종래의 온도 조절 방식은 위치에 따라 온도 차이가 유발되며, 정밀하며 지속적인 온도 유지가 어려운 문제점이 있다.
Accordingly, the conventional temperature control method causes a temperature difference depending on the location, there is a problem that it is difficult to maintain a precise and continuous temperature.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 연료전지의 작동 온도 및 공급되는 가스의 습도를 정밀하게 제어되도록 함으로써 측정 신뢰도를 높일 수 있는 연료전지 성능 평가 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a fuel cell performance evaluation apparatus capable of precisely controlling the operating temperature of the fuel cell and the humidity of the supplied gas. To provide.

더욱 상세하게, 본 발명의 목적은 열전달매체를 이용하여 균일하고, 빠른 열전달이 가능함으로써 정밀하고 지속적으로 온도 조절이 가능한 연료전지 성능 평가 장치를 제공하는 것이다. More specifically, an object of the present invention is to provide a fuel cell performance evaluation apparatus capable of precise and continuous temperature control by enabling uniform and rapid heat transfer using a heat transfer medium.

특히, 본 발명의 목적은 연료전지 성능 평가 시, 온도 또는 습도 변화에 의해 연료전지의 단위셀에 구비된 전해질층이 수축 팽창됨에 따라 평가 신뢰도가 저하되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 더욱 상세하게, 가습기가 액체 열교환매체가 저장된 별도의 케이스 내부에 구비되며, 공기, 연료 및 수분이 예열된 상태로 공급되므로 적정 온도로의 제어가 용이하며 가습 효율을 높일 수 있는 연료전지 성능 평가 장치를 제공하는 것이다. Particularly, an object of the present invention is to prevent the evaluation reliability from deteriorating as the electrolyte layer included in the unit cell of the fuel cell shrinks and expands due to temperature or humidity change when evaluating fuel cell performance. It is provided in a separate case in which the liquid heat exchange medium is stored, and the air, fuel and moisture is supplied in a pre-heated state to provide a fuel cell performance evaluation device that is easy to control to an appropriate temperature and to increase the humidification efficiency.

아울러, 본 발명의 목적은 가습 및 가열된 공기 또는 연료가 1차로 액체 열교환매체 및 2차로 단열재에 의해 외부 온도에 의해 온도 변화가 발생되는 것을 방지할 수 있는 연료전지 성능 평가 장치를 제공하는 것이다. In addition, an object of the present invention is to provide a fuel cell performance evaluation apparatus capable of preventing the temperature change caused by the external temperature of the humidified and heated air or fuel primarily by the liquid heat exchange medium and the secondary heat insulating material.

또한, 본 발명의 목적은 성능평가부가 액체 열교환매체에 의해 열교환된 열교환공기를 이용하는 가열부를 이용함으로써 온도 변화를 최소화할 수 있는 연료전지 성능 평가 장치를 제공하는 것이다.
It is also an object of the present invention to provide a fuel cell performance evaluation apparatus capable of minimizing temperature changes by using a heating unit in which the performance evaluation unit uses heat exchange air heat exchanged by a liquid heat exchange medium.

본 발명의 연료전지 성능 평가 장치(1000)는 전해질층(11), 상기 전해질층(11)의 양측 면에 각각 형성되는 연료극(13) 및 공기극(12)을 포함하는 단위셀(10)과, 상기 공기극(12)에 공기를 공급하거나 상기 연료극(13)에 연료가스를 공급하는 공급유로(21-1,22-1)가 형성된 분리판(21,22)을 포함하는 연료전지(1)의 성능 평가 장치(1000)에 있어서, 상기 연료전지 성능 평가 장치(1000)는 공기가 저장되는 공기 저장부(100); 상기 공기 저장부(100)와 연결되어 공기가 이송되는 공기 이송 라인(200); 상기 공기 이송 라인(200) 상에 구비되어 공기의 이송 유량을 제어하는 제1제어부(300); 상기 공기 이송 라인(200) 상의 상기 제1제어부(300) 후측에 구비되되, 이송되는 공기의 습도를 조절하는 제1가습부(400); 연료가 저장되는 연료 저장부(500); 상기 연료 저장부(500)와 연결되어 연료가 이송되는 연료 이송 라인(600); 상기 연료 이송 라인(600) 상에 구비되어 연료의 이송 유량을 제어하는 제2제어부(700); 상기 연료 이송 라인(600) 상의 상기 제2제어부(700) 후측에 구비되되, 이송되는 연료의 습도를 조절하는 제2가습부(800); 및 내부에 연료전지(1)가 구비되는 몸체(910), 상기 연료전지(1)의 온도를 조절하는 냉각부(920) 및 가열부(930)를 포함하며, 상기 연료전지(1)에 각각 상기 제1가습부(400) 및 제2가습부(800)를 통과한 공기 및 연료가 공급되어 연료전지(1) 성능이 평가되는 성능평가부(900); 를 포함하는 것을 특징으로 한다. The fuel cell performance evaluation apparatus 1000 of the present invention includes an electrolyte layer 11, a unit cell 10 including a fuel electrode 13 and an air electrode 12 formed on both side surfaces of the electrolyte layer 11, and The fuel cell 1 includes separation plates 21 and 22 having supply passages 21-1 and 22-1 for supplying air to the cathode 12 or supplying fuel gas to the anode 13. In the performance evaluation apparatus (1000), The fuel cell performance evaluation apparatus (1000) includes an air storage unit (100) in which air is stored; An air transfer line 200 connected to the air storage unit 100 to transfer air; A first controller 300 provided on the air transfer line 200 to control a flow rate of air; A first humidifier 400 provided on a rear side of the first controller 300 on the air transfer line 200 to adjust humidity of the air to be transferred; A fuel storage unit 500 in which fuel is stored; A fuel transfer line 600 connected to the fuel storage unit 500 to transfer fuel; A second controller 700 provided on the fuel transfer line 600 to control a flow rate of fuel; A second humidifier 800 provided at a rear side of the second controller 700 on the fuel transfer line 600 to adjust humidity of the fuel to be transferred; And a body 910 provided with a fuel cell 1 therein, a cooling unit 920 and a heating unit 930 for adjusting the temperature of the fuel cell 1, respectively, in the fuel cell 1. A performance evaluation unit 900 in which air and fuel passing through the first humidifying unit 400 and the second humidifying unit 800 are supplied to evaluate the performance of the fuel cell 1; Characterized in that it comprises a.

또한, 상기 연료전지 성능 평가 장치(1000)는 상기 제1가습부(400) 및 제2가습부(800)가 각각 액체 열교환매체가 수용된 제1케이스(410) 및 제2케이스(810) 내부에 구비되며, 상기 제1케이스(410) 및 제2케이스(810) 내부의 액체 열교환매체가 각각 제1히터(420) 및 제2히터(820)에 의해 가열되는 것을 특징으로 한다. In addition, the fuel cell performance evaluation apparatus 1000 may include the first humidifier 400 and the second humidifier 800 in the first case 410 and the second case 810 in which the liquid heat exchange medium is accommodated, respectively. The liquid heat exchange medium in the first case 410 and the second case 810 is heated by the first heater 420 and the second heater 820, respectively.

또, 상기 연료전지 성능 평가 장치(1000)는 상기 제1가습부(400) 내부로 수분을 공급하는 제1수분공급부(430) 및 상기 공기 이송 라인(200)과 연결되어 공기를 공급하는 공기공급부(210)가 상기 제1케이스(410) 내부에 위치되어 상기 제1수분공급부(430) 및 공기공급부(210) 내부의 수분 및 공기가 액체 열교환매체에 의해 예열되며, 상기 제2가습부(800) 내부로 수분을 공급하는 제2수분공급부(830) 및 상기 연료 이송 라인(600)과 연결되어 연료를 공급하는 연료공급부(610)가 상기 제2케이스(810) 내부에 위치되어 상기 제2수분공급부(830) 및 연료공급부(610) 내부의 수분 및 연료가 열교환매체에 의해 예열되는 것을 특징으로 한다. In addition, the fuel cell performance evaluation apparatus 1000 is connected to the first moisture supply unit 430 for supplying moisture into the first humidifying unit 400 and the air supply line 200 to supply air to supply air. 210 is located inside the first case 410, the moisture and air inside the first water supply unit 430 and the air supply unit 210 is preheated by a liquid heat exchange medium, the second humidifying unit 800 The second moisture supply unit 830 for supplying moisture to the inside and the fuel supply unit 610 for supplying fuel connected to the fuel transfer line 600 are located inside the second case 810 to provide the second moisture. Water and fuel in the supply unit 830 and the fuel supply unit 610 may be preheated by a heat exchange medium.

아울러, 상기 제1가습부(400)는 제1케이스(410) 내부에 하나 이상 구비되며, 상기 제2가습부(800)는 제2케이스(810) 내부에 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, at least one first humidifier 400 is provided in the first case 410, and the at least one second humidifier 800 is provided in the second case 810.

또한, 상기 제1가습부(400)와 성능평가부(900)를 연결하는 공기 이송 라인(200) 및 상기 제2가습부(800)와 성능평가부(900)를 연결하는 연료 이송 라인(600)은 이중관 형태로 내부 제1공간부(221)에 공기 또는 연료가 이송되며, 외부 제2공간부(222)에 가열된 열교환매체가 순환되는 것을 특징으로 한다.In addition, the air transfer line 200 connecting the first humidifying unit 400 and the performance evaluation unit 900 and the fuel transfer line 600 connecting the second humidifying unit 800 and the performance evaluation unit 900. ) Is an air or fuel is transferred to the inner first space 221 in the form of a double tube, the heat exchange medium heated in the outer second space 222 is circulated.

또, 상기 제1가습부(400)와 성능평가부(900)를 연결하는 공기 이송 라인(200) 및 상기 제2가습부(800)와 성능평가부(900)를 연결하는 연료 이송 라인(600)은 상기 제2공간부(222) 둘레를 감싸는 단열부(223)가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, the air transfer line 200 connecting the first humidifying unit 400 and the performance evaluation unit 900 and the fuel transfer line 600 connecting the second humidifying unit 800 and the performance evaluation unit 900. ) Is further provided with a heat insulating part 223 surrounding the circumference of the second space 222.

아울러, 상기 성능평가부(900)의 냉각부(920)는 상기 연료전지(1)용 분리판(21,22)에 냉각수가 이동되는 냉각수 유로(23)인 것을 특징으로 한다. In addition, the cooling unit 920 of the performance evaluation unit 900 is characterized in that the cooling water flow path 23 in which the coolant is moved to the separator plates 21 and 22 for the fuel cell 1.

또한, 상기 성능평가부(900)는 상기 몸체(910) 일측에 일정거리 이격되어 중공되는 제1중공부(911) 및 제2중공부(912)가 형성되고, 상기 가열부(930)가 상기 제1중공부(911)와 연통되는 제1탱크(931)와, 상기 제2중공부(912)와 연통되는 제2탱크(932)와, 상기 제1탱크(931) 또는 제2탱크(932)에 연결되어 열교환공기가 유출입되는 열교환공기 유출입부(933)와 상기 제1탱크(931) 및 제2탱크(932)에 양단이 고정되어 열교환공기가 이동되는 튜브(934)와, 내부에 상기 튜브(934)를 포함하며 내부에 액체 열교환매체가 저장되는 열교환탱크(935)와, 상기 열교환탱크(935) 내부의 액체 열교환매체를 가열하는 제3히터(936)를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the performance evaluation unit 900 is the first hollow portion 911 and the second hollow portion 912 is formed on one side of the body 910 spaced apart by a predetermined distance, the heating unit 930 is A first tank 931 in communication with the first hollow portion 911, a second tank 932 in communication with the second hollow portion 912, and the first tank 931 or the second tank 932. And a tube 934 in which both ends are fixed to the heat exchange air inflow and outflow part 933 and the first tank 931 and the second tank 932 connected to the heat exchange air, and the heat exchange air is moved therein. A heat exchange tank 935 including a tube 934 and a liquid heat exchange medium is stored therein, and a third heater 936 for heating the liquid heat exchange medium in the heat exchange tank 935.

또한, 상기 가열부(930)는 상기 제1탱크(931) 또는 제2탱크(932)에 열교환공기를 순환하기 위한 팬(937)이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the heating unit 930 is characterized in that the first tank 931 or the second tank 932 is further provided with a fan 937 for circulating the heat exchange air.

이에 따라, 본 발명의 연료전지 성능 평가 장치는 연료전지의 작동 온도 및 공급되는 가스의 습도를 정밀하게 제어되도록 함으로써 측정 신뢰도를 높일 수 있는 장점이 있다.Accordingly, the fuel cell performance evaluation apparatus of the present invention has an advantage of increasing the measurement reliability by precisely controlling the operating temperature of the fuel cell and the humidity of the supplied gas.

더욱 상세하게, 본 발명의 연료전지 성능 평가 장치는 열전달매체를 이용하여 균일하고, 빠른 열전달이 가능함으로써 정밀하고 지속적으로 온도 조절이 가능한 장점이 있다.In more detail, the fuel cell performance evaluation apparatus of the present invention has the advantage that the temperature can be precisely and continuously controlled by the uniform and fast heat transfer using the heat transfer medium.

특히, 본 발명의 연료전지 성능 평가 장치는 연료전지 성능 평가 시, 온도 또는 습도 변화에 의해 연료전지의 단위셀에 구비된 전해질층이 수축 팽창됨에 따라 평가 신뢰도가 저하되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 더욱 상세하게, 가습기가 액체 열교환매체가 저장된 별도의 케이스 내부에 구비되며, 공기, 연료 및 수분이 예열된 상태로 공급되므로 적정 온도로의 제어가 용이하며 가습 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. In particular, the apparatus for evaluating fuel cell performance of the present invention is to prevent the evaluation reliability from deteriorating as the electrolyte layer included in the unit cell of the fuel cell shrinks and expands due to temperature or humidity change when evaluating fuel cell performance. In detail, the humidifier is provided in a separate case in which the liquid heat exchange medium is stored, and since the air, fuel, and moisture are supplied in a preheated state, the humidifier can be easily controlled at an appropriate temperature and the humidification efficiency can be improved.

아울러, 본 발명의 연료전지 성능 평가 장치는 가습 및 가열된 공기 또는 연료가 1차로 액체 열교환매체 및 2차로 단열재에 의해 외부 온도에 의해 온도 변화가 발생되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.In addition, the fuel cell performance evaluation apparatus of the present invention has the advantage that the humidified and heated air or fuel can prevent the temperature change caused by the external temperature by the first liquid heat exchange medium and the secondary heat insulating material.

또한, 본 발명의 연료전지 성능 평가 장치는 성능평가부가 액체 열교환매체에 의해 열교환된 열교환공기를 이용하는 가열부를 이용함으로써 온도 변화를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
In addition, the fuel cell performance evaluation apparatus of the present invention has an advantage that the performance evaluation unit can minimize the temperature change by using a heating unit using heat exchange air heat exchanged by the liquid heat exchange medium.

도 1은 본 발명에 따른 연료전지 성능 평가 장치를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 연료전지 성능 평가 장치의 제1가습부 및 제2가습부를 나타낸 도면.
도 3은 상기 도 1에 도시한 AA'단면을 나타낸 도면.
도 4 및 도 5는 도 1에 도시한 성능평가부를 나타낸 사시도 및 분해사시도.
도 6은 상기 도 4에 도시한 성능평가부의 열교환공기의 흐름 예를 나타낸 도면.
도 7은 상기 도 1에 도시한 냉각부가 형성된 연료전지를 나타낸 단면도.1 is a schematic view showing a fuel cell performance evaluation apparatus according to the present invention.
2 is a view showing a first humidifying unit and a second humidifying unit of a fuel cell performance evaluation apparatus according to the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along the line AA 'shown in FIG.
4 and 5 are a perspective view and an exploded perspective view showing a performance evaluation unit shown in FIG.
6 is a view showing an example of the flow of heat exchange air of the performance evaluation unit shown in FIG.
7 is a cross-sectional view showing a fuel cell in which the cooling unit shown in FIG. 1 is formed.

이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 연료전지 성능 평가 장치(1000)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
Hereinafter, the fuel cell performance evaluation apparatus 1000 of the present invention having the features as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 연료전지 성능 평가 장치(1000)는 연료전지(1)의 성능을 평가하기 위한 장치로서, 공기 저장부(100), 공기 이송 라인(200), 제1제어부(300), 제1가습부(400), 연료 저장부(500), 연료 이송 라인(600), 제2제어부(700), 제2가습부(800), 및 성능평가부(900)를 포함하여 형성된다. The fuel cell performance evaluation apparatus 1000 of the present invention is an apparatus for evaluating the performance of the fuel cell 1, and includes an air storage unit 100, an air transfer line 200, a first control unit 300, and a first humidification. The unit 400, the fuel storage unit 500, the fuel transfer line 600, the second control unit 700, the second humidification unit 800, and the performance evaluation unit 900 are formed.

먼저, 본 발명의 연료전지 성능 평가 장치(1000)의 평가 대상인 연료전지(1)의 기본 구성을 살펴보면, 연료전지(1)는 단위셀(10)과 상기 단위셀(10)을 지지하며 공기 또는 연료를 공급하기 위한 분리판(21,22)을 포함하여 형성된다. First, referring to the basic configuration of the fuel cell 1, which is the evaluation target of the fuel cell performance evaluation apparatus 1000 of the present invention, the fuel cell 1 supports the unit cell 10 and the unit cell 10 and air or It is formed including a separator plate (21, 22) for supplying fuel.

상기 단위셀(10)은 전해질층(11), 상기 전해질층(11)의 양측 면에 각각 형성되는 연료극(13) 및 공기극(12)을 포함하여 형성된다. The unit cell 10 is formed to include an electrolyte layer 11, a fuel electrode 13 and an air electrode 12 formed on both side surfaces of the electrolyte layer 11, respectively.

상기 전해질층(11)은 공급되는 습도 변화에 따라 수축 팽창하여 빠른 열화가 진행될 수 있는 요소로서, 연료전지 성능 평가 장치(1000)에 있어서, 습도 변화는 전체 연료전지(1)의 성능에 큰 영향을 끼치게 된다. The electrolyte layer 11 is a factor in which shrinkage expansion and rapid deterioration may proceed according to the supplied humidity change, and in the fuel cell performance evaluation apparatus 1000, the change in humidity greatly affects the performance of the entire fuel cell 1. Will cause.

상기 분리판(21,22)은 상기 공기극(12)에 공기를 공급하거나 상기 연료극(13)에 연료가스를 공급하는 공급유로(21-1,22-1)가 형성된다. The separation plates 21 and 22 are provided with supply passages 21-1 and 22-1 for supplying air to the cathode 12 or supplying fuel gas to the anode 13.

상기 공급유로(21-1,22-1)는 다양한 형태를 갖도록 형성될 수 있다. The supply passages 21-1 and 22-1 may be formed to have various shapes.

즉, 상기 분리판(21,22)은 상기 공기극(12)을 지지하며 공기극(12)에 공기를 공급하는 공급유로(21-1)가 형성된 제1분리판(21)과, 상기 연료극(13)을 지지하며 연료극(13)에 연료를 공급하는 공급유로(22-1)가 형성된 제2분리판(22)을 포함하여 구성된다.
That is, the separators 21 and 22 support the cathode 12 and the first separator 21 having a supply passage 21-1 for supplying air to the cathode 12, and the fuel electrode 13. ) And a second separator 22 having a supply passage 22-1 for supplying fuel to the anode 13.

상기 공기 저장부(100)는 상기 공기극(12)에 공급되는 공기가 저장된다. The air storage unit 100 stores air supplied to the cathode 12.

상기 공기 이송 라인(200)은 일측이 상기 공기 저장부(100)와 연결되어 공기가 이송되는 부분으로서, 타측이 상기 성능평가부(900) 내부에 구비된 연료전지(1)의 공기극(12)에 인접한 제1분리판(21)의 공급유로(21-1)와 연결된다. The air transfer line 200 is a portion in which one side is connected to the air storage unit 100 to transfer air, and the other side of the air electrode 12 of the fuel cell 1 is provided in the performance evaluation unit 900. It is connected to the supply passage 21-1 of the first separation plate 21 adjacent to the.

상기 제1제어부(300)는 상기 공기 이송 라인(200) 상에 구비되어 공기의 이송 유량을 제어하는 구성으로서 MFC(Mass Flow Controller)가 이용될 수 있다. The first controller 300 may be provided on the air transfer line 200 to use a Mass Flow Controller (MFC) as a configuration for controlling a flow rate of air.

상기 제1가습부(400)는 상기 공기 이송 라인(200) 상에 구비되어 공기의 습도를 조절하는 부분으로서, 상기 공기 이송 라인(200) 상의 상기 제1제어부(300) 후측에 구비된다. The first humidifier 400 is provided on the air transfer line 200 to adjust the humidity of the air, and is provided on the rear side of the first control unit 300 on the air transfer line 200.

즉, 상기 제1가습부(400)는 상기 제1제어부(300)에 의해 유량 제어되어 공급된 공기의 습도를 조절하는 부분이다.That is, the first humidifier 400 is a portion for controlling the humidity of the air supplied by the flow rate control by the first control unit 300.

이 때, 연료전지(1)의 경우 특정 온도로 제어되어야 하며, 상기 특정 온도에서 상대습도 100% 환경이 조성되는 경우에, 연료전지 성능 평가 장치(1000)의 정밀한 측정이 가능하다. In this case, the fuel cell 1 should be controlled at a specific temperature, and in the case where a 100% relative humidity environment is formed at the specific temperature, accurate measurement of the fuel cell performance evaluation apparatus 1000 is possible.

이에 따라, 본 발명의 연료전지 성능 평가 장치(1000)는 가습 효율을 높이며, 공급 가스의 온도를 적절하게 제어하기 위하여 상기 제1가습부(400)가 열교환매체가 수용된 제1케이스(410) 내부에 구비되며, 상기 제1케이스(410) 내부의 액체 열교환매체는 제1히터(420)에 의해 가열되는 것이 바람직하다. Accordingly, the fuel cell performance evaluation apparatus 1000 of the present invention increases the humidification efficiency, and the first humidifier 400 is inside the first case 410 in which the heat exchange medium is accommodated in order to appropriately control the temperature of the supply gas. The liquid heat exchange medium inside the first case 410 is preferably heated by the first heater 420.

이 때, 상기 제1가습부(400)는 내부로 수분을 공급하기 위한 제1수분공급부(430) 및 상기 공기 이송 라인(200)과 연결되어 상기 제1가습부(400) 내부로 공기를 공급하는 공기공급부(210)가 구비된다.At this time, the first humidifier 400 is connected to the first moisture supply part 430 and the air transfer line 200 to supply moisture to the inside to supply air to the first humidifier 400. The air supply unit 210 is provided.

상기 제1수분공급부(430) 및 공기공급부(210)는 상기 제1가습부(400)와 함께 상기 제1케이스(410) 내부에 구비되어 상기 제1수분공급부(430) 및 공기공급부(210)에 의해 공급되는 수분 및 공기가 예열된 상태로 상기 제1가습부(400)로 공급됨으로써 가습 효율을 높이며 온도를 균일하게 제어되도록 한다. The first moisture supply unit 430 and the air supply unit 210 are provided in the first case 410 together with the first humidification unit 400 to provide the first moisture supply unit 430 and the air supply unit 210. Moisture and air supplied by the is supplied to the first humidifier 400 in a preheated state to increase the humidification efficiency and to uniformly control the temperature.

상기 제1수분공급부(430) 및 공기공급부(210)는 형성되는 유로 길이가 길수록 상기 액체 열교환매체와의 열교환에 의해 가열되므로, 그 형성 길이가 조절될 수 있다. The longer the length of the flow path is formed, the first moisture supply unit 430 and the air supply unit 210 are heated by heat exchange with the liquid heat exchange medium, and thus the length of formation thereof may be controlled.

도 2에서, 본 발명의 연료전지 성능 평가 장치(1000)는 상기 제1수분공급부(430) 및 공기공급부(210)가 상기 제1가습부(400) 일측에 지그재그 형태로 형성된 예를 도시하였으나, 상기 제1가습부(400) 둘레를 나선 형태로 감싸도록 형성되는 것을 포함하여 다양한 형태 및 길이를 갖도록 형성될 수 있다. In FIG. 2, the fuel cell performance evaluation apparatus 1000 of the present invention shows an example in which the first water supply unit 430 and the air supply unit 210 are formed in a zigzag form on one side of the first humidifier 400. It may be formed to have various shapes and lengths, including being formed to surround the first humidifying part 400 in a spiral form.

또한, 상기 제1가습부(400)는 상기 제1케이스(410) 내부에 하나 이상 형성가능하며, 상기 제1가습부(400)가 복수개 형성되는 경우에, 이 때, 최초 제1가습부(400)에는 상기 제1수분공급부(430) 및 공기공급부(210)가 각각 연결되어 수분 및 공기가 공급되고, 이 후, 직렬로 연결되는 제1가습부(400)는 이전 제1가습부(400)를 지나 습도가 높은 상태의 수분 및 공기 혼합 물질이 이동되어 습도가 더욱 상승된다. In addition, at least one first humidifying unit 400 may be formed inside the first case 410, and in the case where a plurality of first humidifying units 400 are formed, at this time, the first first humidifying unit ( 400, the first moisture supply unit 430 and the air supply unit 210 are connected to each other to supply water and air. After that, the first humidification unit 400 connected in series is the first first humidification unit 400. ), The moisture and air mixture in high humidity is moved, and the humidity is further increased.

도 2에서 상기 제1가습부(400)가 2개 직렬 연결된 예를 도시하였으나, 상기 제1가습부(400)의 형성 개수는 더욱 다양하게 형성될 수 있다. In FIG. 2, an example in which two first humidifying units 400 are connected in series is illustrated, but the number of forming the first humidifying units 400 may be more various.

상기 연료 저장부(500), 연료 이송 라인(600), 제2제어부(700) 및 제2가습부(800)는 각각 상기 공기 저장부(100), 공기 이송 라인(200), 제1제어부(300) 및 제1가습부(400)와 서로 동일한 구성으로 형성되되, 공기 대신 연료를 대상으로 하는 것이다. The fuel storage unit 500, the fuel transfer line 600, the second control unit 700, and the second humidification unit 800 are respectively the air storage unit 100, the air transfer line 200, and the first control unit ( 300 and the first humidifying unit 400 is formed in the same configuration, and is intended for fuel instead of air.

도 2에서 상기 제2가습부(800)는 제1가습부(400)와 동일한 형태로 형성되므로, 상기 제2가습부(800)와 관련 도면 부호를 괄호 안에 표시하였다.In FIG. 2, since the second humidifier 800 is formed in the same shape as the first humidifier 400, the second humidifier 800 and the reference numerals are shown in parentheses.

더욱 상세하게, 상기 연료 저장부(500)는 상기 연료극(13)에 공급되는 연료가 저장된다. In more detail, the fuel storage unit 500 stores the fuel supplied to the fuel electrode 13.

상기 연료 이송 라인(600)은 일측이 상기 연료 저장부(500)와 연결되어 연료가 이송되는 부분으로서, 타측이 상기 성능평가부(900) 내부에 구비된 연료전지(1)의 연료극(13)에 인접한 제2분리판(22)의 공급유로(22-1)와 연결된다. One side of the fuel transfer line 600 is connected to the fuel storage unit 500 to transfer fuel, and the other side of the fuel electrode 13 of the fuel cell 1 provided in the performance evaluation unit 900. It is connected to the supply passage 22-1 of the second separation plate 22 adjacent to the second.

상기 제2제어부(700)는 상기 연료 이송 라인(600) 상에 구비되어 연료의 이송 유량을 제어한다. The second controller 700 is provided on the fuel transfer line 600 to control a flow rate of fuel.

상기 제2가습부(800)는 상기 연료 이송 라인(600) 상의 상기 제2제어부(700) 후측에 구비되며, 이송되는 연료의 습도를 조절하는 부분으로서, 액체 열교환매체가 저장된 제2케이스(810) 내부에 구비되되, 상기 제2케이스(810) 내부의 열교환매체는 제2히터(820)에 의해 저장된다. The second humidifying unit 800 is provided at the rear side of the second control unit 700 on the fuel transfer line 600 and controls a humidity of the transferred fuel. The second case 810 stores a liquid heat exchange medium. The heat exchange medium inside the second case 810 is stored by the second heater 820.

이 때, 상기 연료전지 성능 평가 장치(1000)는 상기 제2가습부(800) 내부로 수분을 공급하는 제2수분공급부(830) 및 상기 연료 이송 라인(600)과 연결되어 상기 제2가습부(800) 내부로 연료를 공급하는 연료공급부(610)가 상기 제2케이스(810) 내부에 위치되어 상기 제2수분공급부(830) 및 연료공급부(610) 내부의 수분 및 연료가 예열된다. In this case, the fuel cell performance evaluation apparatus 1000 is connected to the second moisture supply unit 830 and the fuel transfer line 600 to supply moisture to the second humidifying unit 800, and the second humidifying unit. A fuel supply unit 610 for supplying fuel to the inside of the 800 is located in the second case 810 to preheat the moisture and fuel in the second moisture supply unit 830 and the fuel supply unit 610.

즉, 상기 제2가습부(800) 내부고 공급되는 수분 및 연료 역시 액체 열교환매체에 의해 예열된 상태로 공급되어 연료전지(1)로 공급되는 연료의 온도를 균일하게 할 수 있으며, 효과적으로 습도를 높일 수 있는 장점이 있다. That is, the moisture and fuel supplied to the inside of the second humidifier 800 may also be preheated by the liquid heat exchange medium to uniformize the temperature of the fuel supplied to the fuel cell 1, and effectively maintain the humidity. There is an advantage to increase.

상기 제2가습부(800) 역시 상기 제2케이스(810) 내부에 하나 이상 구비될 수 있다. One or more second humidifying parts 800 may be provided inside the second case 810.

상기 성능평가부(900)는 상기 제1가습부(400) 및 제2가습부(800)를 통과하여 습도가 높은 공기 및 연료가 각각 공급되어 연료전지(1)의 성능을 평가하기 위한 장치로서, 내부에 연료전지(1)가 구비되는 몸체(910), 상기 연료전지(1)의 온도를 조절하는 냉각부(920) 및 가열부(930)를 포함하여 형성된다. The performance evaluation unit 900 is an apparatus for evaluating the performance of the fuel cell 1 by supplying air and fuel having high humidity through the first humidifying unit 400 and the second humidifying unit 800, respectively. The fuel cell 1 includes a body 910 having a fuel cell 1 therein, a cooling unit 920 and a heating unit 930 for adjusting the temperature of the fuel cell 1.

이 때, 상기 성능평가부(900)는 상기 연료전지(1)로부터 발생되는 전기의 전류, 전압 성능을 측정하여 성능을 평가할 수 있다. In this case, the performance evaluation unit 900 may evaluate the performance by measuring the current and voltage performance of electricity generated from the fuel cell 1.

상기 몸체(910)는 연료전지(1)가 구비될 수 있는 일정 공간을 갖도록 형성되며, 본 발명의 연료전지 성능 평가 장치(1000)는 다양한 냉각부(920) 및 가열부(930)의 형태를 가질 수 있다.The body 910 is formed to have a predetermined space in which the fuel cell 1 may be provided, and the fuel cell performance evaluation apparatus 1000 of the present invention may take the form of various cooling units 920 and heating units 930. Can have

그 일예를 도 4 내지 도 6에 도시하였다. An example thereof is illustrated in FIGS. 4 to 6.

상기 도 4 및 도 6에 도시한 성능평가부(900)는 상기 몸체(910) 일측에 일정거리 이격되어 중공되는 제1중공부(911) 및 제2중공부(912)가 형성되고, 상기 가열부(930)가 제1탱크(931), 제2탱크(932), 열교환공기 유출입부(933), 튜브(934), 열교환탱크(935), 및 제3히터(936)를 포함하여 형성된다. The performance evaluation unit 900 shown in FIGS. 4 and 6 has a first hollow portion 911 and a second hollow portion 912 which are hollow at a predetermined distance from one side of the body 910, and the heating is performed. The unit 930 is formed to include a first tank 931, a second tank 932, a heat exchange air inlet and outlet 933, a tube 934, a heat exchange tank 935, and a third heater 936. .

상기 몸체(910)에 형성된 제1중공부(911) 및 제2중공부(912) 중 하나는 가열된 열교환공기가 유입되며, 나머지 하나는 몸체(910) 내부를 순환한 열교환공기가 배출되는 부분으로서, 몸체(910)의 일측 면에 일정 거리 이격되어 형성된다. One of the first hollow portion 911 and the second hollow portion 912 formed in the body 910 receives heated heat exchange air, and the other portion discharges heat exchange air circulated through the body 910. As, it is formed spaced a predetermined distance on one side of the body 910.

상기 가열부(930)는 상기 성능평가부(900) 몸체(910)의 일측(도면에서 우측)에 형성되는데, 먼저, 상기 제1탱크(931) 및 제2탱크(932)는 각각 상기 제1중공부(911) 및 제2중공부(912)와 연통되며 내부에 일정 공간을 형성하도록 형성된다. The heating unit 930 is formed on one side (right side in the drawing) of the performance evaluation unit 900, the body 910, first, the first tank 931 and the second tank 932 are respectively the first In communication with the hollow portion 911 and the second hollow portion 912 is formed to form a predetermined space therein.

도면에서, 상기 제1탱크(931)는 상측에 위치한 제1중공부(911)와 연통되며, 상기 제2탱크(932)는 하측에 위치한 제2중공부(912)와 연통되는 예를 도시하였으나, 상기 제1탱크(931) 및 제2탱크(932)는 상기 제1중공부(911) 및 제2중공부(912)의 형성 위치에 따라 다양하게 형성될 수 있다. In the drawing, the first tank 931 is in communication with the first hollow portion 911 located on the upper side, the second tank 932 is shown an example in communication with the second hollow portion 912 located on the lower side. The first tank 931 and the second tank 932 may be variously formed according to the formation positions of the first hollow part 911 and the second hollow part 912.

상기 열교환공기 유출입부(933)는 열교환공기를 제1탱크(931) 또는 제2탱크(932) 내부로 유입하거나 반대로 배출 가능하도록 구비되는 것으로서, 도면에서는 상기 제2탱크(932)에 형성된 예를 나타내었다. The heat exchange air inflow and outflow part 933 is provided to allow the heat exchange air to flow into the first tank 931 or the second tank 932 or vice versa. In the drawing, an example formed in the second tank 932 is illustrated. Indicated.

이 때, 상기 열교환공기 유출입부(933)는 필요에 따라 개폐가능하게 구비된다. At this time, the heat exchange air outlet 933 is provided to be opened and closed as needed.

상기 튜브(934)는 상기 제1탱크(931) 및 제2탱크(932)에 양단이 고정되어 열교환공기가 이동되는 구성으로서, 복수개가 구비된다.Both ends of the tube 934 are fixed to the first tank 931 and the second tank 932 to move heat exchange air, and a plurality of tubes 934 are provided.

상기 열교환탱크(935)는 내부에 상기 튜브(934)를 포함하여 내부에 열교환매체가 저장되도록 형성되는 구성으로서, 상기 액체 열교환매체는 상기 제3히터(936)에 의해 가열되며, 상기 액체 열교환매체와 열교환공기가 열교환되어 상기 연료전지(1)의 온도를 제어한다. The heat exchange tank 935 is configured to store a heat exchange medium therein, including the tube 934 therein, wherein the liquid heat exchange medium is heated by the third heater 936, and the liquid heat exchange medium And heat exchange air are heat exchanged to control the temperature of the fuel cell (1).

즉, 본 발명의 연료전지 성능 평가 장치(1000)는 열교환에 의해 연료전지(1)의 온도 제어 균일성을 확보하도록 함으로써 안정적인 성능 평가가 가능한 장점이 있다. That is, the fuel cell performance evaluation apparatus 1000 of the present invention has an advantage that stable performance evaluation is possible by ensuring temperature control uniformity of the fuel cell 1 by heat exchange.

상기 열교환탱크(935)는 튜브(934) 전체에서 열교환이 이루어질 수 있도록 상기 제1탱크(931) 및 제2탱크(932) 사이의 영역에 모두 열교환매체가 위치될 수 있는 형태로 형성되는 것이 바람직하다. The heat exchange tank 935 is preferably formed in such a way that the heat exchange medium can be located in both the region between the first tank 931 and the second tank 932 so that heat can be exchanged in the entire tube 934. Do.

또한, 상기 제1탱크(931), 제2탱크(932) 중 하나 또는 모두에는 열교환공기의 이동이 용이하도록 하는 팬(937)이 하나 이상 구비될 수 있다. In addition, one or both of the first tank 931 and the second tank 932 may be provided with one or more fans 937 to facilitate the movement of the heat exchange air.

도 6을 참조로, 열교환공기의 흐름을 설명하면, 상기 열교환공기 유출입부(933)를 통해 유입된 열교환 공기는 상기 제2탱크(932)로 유입되고, 상기 제2탱크(932)로 유입된 열교환 공기는 상기 튜브(934)를 통과하면서 액체 열교환매체와 열교환에 의해 가열되고, 상기 제1탱크(931) 및 제1중공부(911)를 통해 몸체(910) 내부로 공급된다. Referring to Figure 6, the flow of the heat exchange air, the heat exchange air introduced through the heat exchange air inlet 933 is introduced into the second tank 932, the second tank 932 Heat exchange air is heated by heat exchange with the liquid heat exchange medium while passing through the tube 934, and is supplied into the body 910 through the first tank 931 and the first hollow part 911.

상기 몸체(910) 내부고 공급된 열교환공기는 상기 연료전지(1)를 특정 온도로 가열하며, 상기 제2중공부(912) 및 제2탱크(932)로 유입된다.The heat exchange air supplied inside the body 910 heats the fuel cell 1 to a specific temperature, and flows into the second hollow portion 912 and the second tank 932.

아울러, 상기 열교환공기는 위에서 설명한 통로를 계속 순환하게 되며, 이 때, 상기 열교환공기 유출입부(933)는 폐쇄된다. In addition, the heat exchange air continues to circulate the passage described above, and at this time, the heat exchange air outlet 933 is closed.

즉, 열교환공기 유출입부(933)는 열교환공기의 필요에 의해 유입 또는 배출될 때만 개방된 상태를 유지하고, 성능 평가가 시행되는 상태에서는 폐쇄된 상태를 유지한다. That is, the heat exchanging air inlet / out part 933 is kept open only when it is introduced or discharged by the need of the heat exchanging air, and remains closed when the performance evaluation is performed.

상기 냉각부(920)는 상기 연료전지(1)가 특정 온도 이상으로 가열되는 것을 방지하기 위한 구성으로서, 상기 분리판(21,22)에 형성되는 공급유로(21-1,22-1)와는 별도로 냉각수가 유동되는 냉각수 유로(23)일 수 있다. The cooling unit 920 is configured to prevent the fuel cell 1 from being heated above a specific temperature, and is different from the supply passages 21-1 and 22-1 formed in the separation plates 21 and 22. Separately, the cooling water flow path 23 may be a cooling water flow.

이 때, 상기 냉각부(920)는 냉각수 유로(23)의 형성 형태를 조절하여 냉각 성능을 조절할 수 있으며, 전체 분리판(21,22) 형성 영역에 고르게 분포되는 것이 바람직하다. At this time, the cooling unit 920 may control the cooling performance by adjusting the formation form of the cooling water flow path 23, and is preferably evenly distributed in the entire separation plate 21 and 22 forming region.

아울러, 상기 냉각부(920)는 복수개의 냉각수 유로(23)를 포함할 수 있으며, 내부 냉각수의 이동 방향은 다양하게 조절될 수 있다. In addition, the cooling unit 920 may include a plurality of cooling water flow paths 23, and a moving direction of the internal cooling water may be variously adjusted.

본 발명의 연료전지 성능 평가 장치(1000)는 상술한 바와 같이, 상기 성능평가부(900) 내부의 연료전지(1)를 단위셀(10)과 동일한 온도를 갖는 열교환공기가 순환되도록 하는 능동적인 온도 제어가 수행됨으로써 종래의 온도 차이에 의한 성능 저하의 문제점을 해소할 수 있는 장점이 있다. As described above, the fuel cell performance evaluation apparatus 1000 according to the present invention is configured to actively circulate heat exchange air having the same temperature as that of the unit cell 10 in the fuel cell 1 inside the performance evaluation unit 900. By performing the temperature control, there is an advantage that can solve the problem of performance degradation due to the conventional temperature difference.

상기 제1가습부(400)와 성능평가부(900)를 연결하는 공기 이송 라인(200) 및 상기 제2가습부(800)와 성능평가부(900)를 연결하는 연료 이송 라인(600)은 이중관 형태로 내부 제1공간부(221)에 공기 또는 연료가 이송되며, 외부 제2공간부(222)에 가열된 열교환매체가 순환되는 것이 바람직하다. The air transfer line 200 connecting the first humidification unit 400 and the performance evaluation unit 900 and the fuel transfer line 600 connecting the second humidification unit 800 and the performance evaluation unit 900 are Air or fuel is transferred to the inner first space 221 in the form of a double tube, and the heat exchange medium heated in the outer second space 222 is circulated.

아울러, 부가적으로 상기 제1가습부(400)와 성능평가부(900)를 연결하는 공기 이송 라인(200) 및 상기 제2가습부(800)와 성능평가부(900)를 연결하는 연료 이송 라인(600)은 상기 제2공간부(222) 둘레를 감싸는 단열부(223)가 더 구비될 수 있다.(도 3 참조)In addition, additionally, the air transfer line 200 connecting the first humidifying unit 400 and the performance evaluation unit 900 and the fuel transfer connecting the second humidifying unit 800 and the performance evaluation unit 900. The line 600 may further include a heat insulating part 223 surrounding the circumference of the second space part 222 (see FIG. 3).

이를 통해, 본 발명의 연료전지 성능 평가 장치(1000)는 연료전지(1)의 작동 온도 및 공급되는 가스의 습도를 정밀하게 제어되도록 함으로써 측정 신뢰도를 높일 수 있는 장점이 있다.
Through this, the fuel cell performance evaluation apparatus 1000 of the present invention has an advantage of increasing the measurement reliability by precisely controlling the operating temperature of the fuel cell 1 and the humidity of the supplied gas.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

1 : 연료전지
10 : 단위셀 11 : 전해질층
12 : 공기극 13 : 연료극
21, 22 : 분리판 21-1, 22-1 : 공급유로
23 : 냉각수 유로
1000 : 연료전지의 성능 평가 장치
100 : 공기 저장부
200 : 공기 이송 라인 210 : 공기공급부
221 : 제1공간부 222 : 제2공간부
223 : 단열부
300 : 제1제어부
400 : 제1가습부 410 : 제1케이스
420 : 제1히터 430 : 제1수분공급부
500 : 연료 저장부
600 : 연료 이송 라인 610 : 연료공급부
700 : 제2제어부
800 : 제2가습부 810 : 제2케이스
820 : 제2히터 830 : 제2수분공급부
900 : 성능평가부 910 : 몸체
911 : 제1중공부 912 : 제2중공부
920 : 냉각부
930 : 가열부 931 : 제1탱크
932 : 제2탱크 933 : 열교환공기 유출입부
934 : 튜브 935 : 열교환탱크
936 : 제3히터 937 : 팬1: fuel cell
10 unit cell 11 electrolyte layer
12: air electrode 13: fuel electrode
21, 22: separation plate 21-1, 22-1: supply flow path
23: coolant flow path
1000: performance evaluation device of fuel cell
100: air storage unit
200: air transfer line 210: air supply unit
221: first space portion 222: second space portion
223: heat insulation
300: first control unit
400: first humidification unit 410: first case
420: first heater 430: first moisture supply unit
500: fuel storage unit
600: fuel transfer line 610: fuel supply unit
700: second control unit
800: second humidification unit 810: second case
820: second heater 830: second moisture supply unit
900: performance evaluation unit 910: body
911: First Hollow 912: Second Hollow
920: cooling unit
930: heating unit 931: first tank
932: 2nd tank 933: heat exchange air inflow and outflow
934: tube 935: heat exchange tank
936: third heater 937: fan

Claims (9)

전해질층(11), 상기 전해질층(11)의 양측 면에 각각 형성되는 연료극(13) 및 공기극(12)을 포함하는 단위셀(10)과, 상기 공기극(12)에 공기를 공급하거나 상기 연료극(13)에 연료가스를 공급하는 공급유로(21-1,22-1)가 형성된 분리판(21,22)을 포함하는 연료전지의 성능 평가 장치(1000)에 있어서,
상기 연료전지 성능 평가 장치(1000)는
공기가 저장되는 공기 저장부(100);
상기 공기 저장부(100)와 연결되어 공기가 이송되는 공기 이송 라인(200);
상기 공기 이송 라인(200) 상에 구비되어 공기의 이송 유량을 제어하는 제1제어부(300);
상기 공기 이송 라인(200) 상의 상기 제1제어부(300) 후측에 구비되되, 이송되는 공기의 습도를 조절하는 제1가습부(400);
연료가 저장되는 연료 저장부(500);
상기 연료 저장부(500)와 연결되어 연료가 이송되는 연료 이송 라인(600);
상기 연료 이송 라인(600) 상에 구비되어 연료의 이송 유량을 제어하는 제2제어부(700);
상기 연료 이송 라인(600) 상의 상기 제2제어부(700) 후측에 구비되되, 이송되는 연료의 습도를 조절하는 제2가습부(800); 및
내부에 연료전지(1)가 구비되는 몸체(910), 상기 연료전지(1)의 온도를 조절하는 냉각부(920) 및 가열부(930)를 포함하며, 상기 연료전지(1)에 각각 상기 제1가습부(400) 및 제2가습부(800)를 통과한 공기 및 연료가 공급되어 연료전지(1) 성능이 평가되는 성능평가부(900);를 포함하며,
상기 제1가습부(400) 및 제2가습부(800)가 각각 열교환매체가 수용된 제1케이스(410) 및 제2케이스(810) 내부에 구비되며,
상기 제1케이스(410) 및 제2케이스(810) 내부의 열교환매체가 각각 제1히터(420) 및 제2히터(820)에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는 연료전지 성능 평가 장치.
Unit cell 10 including an electrolyte layer 11, a fuel electrode 13 and an air electrode 12 formed on both sides of the electrolyte layer 11, and supplying air to the air electrode 12 or supplying air to the fuel electrode 12. In the performance evaluation apparatus 1000 of the fuel cell including the separator plates 21 and 22, in which supply passages 21-1 and 22-1 for supplying fuel gas to 13 are formed,
The fuel cell performance evaluation apparatus 1000
An air storage unit 100 in which air is stored;
An air transfer line 200 connected to the air storage unit 100 to transfer air;
A first controller 300 provided on the air transfer line 200 to control a flow rate of air;
A first humidifier 400 provided on a rear side of the first controller 300 on the air transfer line 200 to adjust humidity of the air to be transferred;
A fuel storage unit 500 in which fuel is stored;
A fuel transfer line 600 connected to the fuel storage unit 500 to transfer fuel;
A second controller 700 provided on the fuel transfer line 600 to control a flow rate of fuel;
A second humidifier 800 provided at a rear side of the second controller 700 on the fuel transfer line 600 to adjust humidity of the fuel to be transferred; And
It includes a body 910 is provided with a fuel cell 1, a cooling unit 920 and a heating unit 930 to adjust the temperature of the fuel cell (1), respectively in the fuel cell (1) And a performance evaluation unit 900 in which air and fuel passing through the first humidifying unit 400 and the second humidifying unit 800 are supplied to evaluate the performance of the fuel cell 1.
The first humidifier 400 and the second humidifier 800 are respectively provided in the first case 410 and the second case 810 in which the heat exchange medium is accommodated.
The heat exchange medium in the first case 410 and the second case 810 is heated by the first heater 420 and the second heater 820, respectively.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 연료전지 성능 평가 장치(1000)는
상기 제1가습부(400) 내부로 수분을 공급하는 제1수분공급부(430) 및 상기 공기 이송 라인(200)과 연결되어 공기를 공급하는 공기공급부(210)가 상기 제1케이스(410) 내부에 위치되어 상기 제1수분공급부(430) 및 공기공급부(210) 내부의 수분 및 공기가 열교환매체에 의해 예열되며,
상기 제2가습부(800) 내부로 수분을 공급하는 제2수분공급부(830) 및 상기 연료 이송 라인(600)과 연결되어 연료를 공급하는 연료공급부(610)가 상기 제2케이스(810) 내부에 위치되어 상기 제2수분공급부(830) 및 연료공급부(610) 내부의 수분 및 연료가 액체 열교환매체에 의해 예열되는 것을 특징으로 하는 연료전지 성능 평가 장치.
The method of claim 1,
The fuel cell performance evaluation apparatus 1000
The first moisture supply unit 430 for supplying moisture to the first humidifying unit 400 and the air supply unit 210 for supplying air connected to the air transfer line 200 are inside the first case 410. Located in the first moisture supply unit 430 and the moisture and air inside the air supply unit 210 is preheated by a heat exchange medium,
A second water supply unit 830 for supplying moisture to the second humidifying unit 800 and a fuel supply unit 610 connected to the fuel transfer line 600 to supply fuel are inside the second case 810. The fuel cell performance evaluation apparatus, characterized in that the water and fuel in the second moisture supply unit 830 and the fuel supply unit 610 is preheated by the liquid heat exchange medium.
제1항에 있어서,
상기 제1가습부(400)는 제1케이스(410) 내부에 하나 이상 구비되며,
상기 제2가습부(800)는 제2케이스(810) 내부에 하나 이상 구비되는 것을 특징으로 하는 연료전지 성능 평가 장치.
The method of claim 1,
The first humidifier 400 is provided with one or more inside the first case 410,
At least one second humidifying unit (800) is provided in the second case (810).
제3항에 있어서,
상기 제1가습부(400)와 성능평가부(900)를 연결하는 공기 이송 라인(200) 및 상기 제2가습부(800)와 성능평가부(900)를 연결하는 연료 이송 라인(600)은 이중관 형태로 내부 제1공간부(221)에 공기 또는 연료가 이송되며, 외부 제2공간부(222)에 가열된 액체 열교환매체가 순환되는 것을 특징으로 하는 연료전지 성능 평가 장치.
The method of claim 3,
The air transfer line 200 connecting the first humidification unit 400 and the performance evaluation unit 900 and the fuel transfer line 600 connecting the second humidification unit 800 and the performance evaluation unit 900 are Air or fuel is transferred to the inner first space portion (221) in the form of a double tube, the fuel cell performance evaluation device, characterized in that the heated liquid heat exchange medium is circulated in the outer second space portion (222).
제5항에 있어서,
상기 제1가습부(400)와 성능평가부(900)를 연결하는 공기 이송 라인(200) 및 상기 제2가습부(800)와 성능평가부(900)를 연결하는 연료 이송 라인(600)은 상기 제2공간부(222) 둘레를 감싸는 단열부(223)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 연료전지 성능 평가 장치.
The method of claim 5,
The air transfer line 200 connecting the first humidification unit 400 and the performance evaluation unit 900 and the fuel transfer line 600 connecting the second humidification unit 800 and the performance evaluation unit 900 are A fuel cell performance evaluation apparatus, characterized in that further provided with a heat insulating portion 223 surrounding the circumference of the second space (222).
제1항에 있어서,
상기 성능평가부(900)의 냉각부(920)는 상기 연료전지(1)용 분리판(21,22)에 냉각수가 이동되는 냉각수 유로(23)인 것을 특징으로 하는 연료전지 성능 평가 장치.
The method of claim 1,
The cooling unit (920) of the performance evaluation unit (900) is a fuel cell performance evaluation apparatus, characterized in that the cooling water flow path (23) for moving the coolant to the separation plate (21, 22) for the fuel cell (1).
제7항에 있어서,
상기 성능평가부(900)는 상기 몸체(910) 일측에 일정거리 이격되어 중공되는 제1중공부(911) 및 제2중공부(912)가 형성되고,
상기 가열부(930)가 상기 제1중공부(911)와 연통되는 제1탱크(931)와,
상기 제2중공부(912)와 연통되는 제2탱크(932)와,
상기 제1탱크(931) 또는 제2탱크(932)에 연결되어 열교환공기가 유출입되는 열교환공기 유출입부(933);
상기 제1탱크(931) 및 제2탱크(932)에 양단이 고정되어 열교환공기가 이동되는 튜브(934)와,
내부에 상기 튜브(934)를 포함하며 내부에 액체 열교환매체가 저장되는 열교환탱크(935)와,
상기 열교환탱크(935) 내부의 액체 열교환매체를 가열하는 제3히터(936)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 성능 평가 장치.
The method of claim 7, wherein
The performance evaluation unit 900 is the first hollow portion 911 and the second hollow portion 912 is formed to be spaced apart a predetermined distance on one side of the body 910,
A first tank 931 in which the heating part 930 communicates with the first hollow part 911,
A second tank 932 in communication with the second hollow portion 912,
A heat exchange air outlet 933 connected to the first tank 931 or the second tank 932 through which heat exchange air flows in and out;
Both ends are fixed to the first tank 931 and the second tank 932 and the tube 934 to which the heat exchange air is moved;
A heat exchange tank 935 including the tube 934 therein and storing a liquid heat exchange medium therein;
And a third heater (936) for heating the liquid heat exchange medium in the heat exchange tank (935).
제8항에 있어서,
상기 가열부(930)는 상기 제1탱크(931) 또는 제2탱크(932)에 열교환공기를 순환하기 위한 팬(937)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 연료전지 성능 평가 장치. 9. The method of claim 8,
The heating unit (930) is a fuel cell performance evaluation apparatus, characterized in that the first tank (931) or the second tank (932) is further provided with a fan (937) for circulating the heat exchange air.
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