一种氢燃料电池回氢装置的测试平台的制作方法

[0001]
本发明涉及一种氢燃料电池回氢装置的测试平台。


背景技术：

[0002]
现有氢燃料电池的回氢装置，主要包括多个电动阀门、减压阀、第一引射器、第二引射器和氢水分离器，其中，第一引射器和第二引射器的喷嘴入口相互连接，氢水分离器的入口、第一引射器和第二引射器的引射器出口相互连接；回氢装置是氢燃料电池发动机核心零部件，是提高燃料电池发动机效率最关键的核心，回氢装置的性能直接影响燃料电池发动机的工作效率，作为核心零部件，性能的稳定性需要经过严格的技术测试，回氢的压力、温度、湿度及流量均是回氢装置的关键影响因素，任何一个因素都会对氢燃料电池发动机的输出功率产生影响，在燃料电池发动机开发阶段，回氢装置的测试是必不可少的。但现有的回氢装置检测工具并没有检测进氢量不同的情况下回氢引射比的匹配情况，检测不够全面。


技术实现要素：

[0003]
本发明提供一种氢燃料电池回氢装置的测试平台，用以解决现有技术中回氢装置检测工具无法检测进氢量不同的情况下回氢引射比匹配情况的问题。
[0004]
本发明的技术方案是这样实现的：
[0005]
本发明的目的是提供一种氢燃料电池回氢装置的测试平台，包括上位机控制系统柜和检测架，检测架包括用于与外部氢气瓶连接的进氢接口和出氢接口、以及用于与被测试部件连接的测试工装，测试工装上设有测试件进氢口和测试件出氢口，进氢接口与测试件进氢口之间通过管道依次连接有手动球阀、主路调压阀和主路电磁阀，测试件出氢口与出氢接口之间通过管道连接有排氢针阀，其特征在于：所述测试工装还设有测试件主回氢口，测试件出氢口与排氢针阀之间的管道设有第一分岔管，第一分岔管的岔口与第四球阀的入口连接，第四球阀的出口与测试件主回氢口之间连接有第一回氢电磁阀，主路电磁阀与测试件进氢口之间连接有喷氢调压阀，喷氢调压阀与上位机控制系统柜连接通信，测试件进氢口、测试件出氢口和测试件主回氢口旁均设有压力传感器和温度传感器。
[0006]
上述所述测试工装还设有测试件分回氢口，第四球阀的出口与第一回氢电磁阀之间连接有第二分岔管，第二分岔管的分岔口与测试件分回氢口之间连接有第二回氢电磁阀，测试件分回氢口旁也设有压力传感器和温度传感器。
[0007]
上述测试工装还设有测试件氢水分离口，第四球阀的出口与测试件氢水分离口之间连接有第三回氢电磁阀，测试件氢水分离口旁也设有压力传感器和温度传感器。
[0008]
上述所述进氢接口与手动球阀之间的管道设有第三分岔管，第三分岔管的岔口与第四球阀的出口之间依次连接有支路调压阀和第三球阀，支路调压阀与第三球阀之间连接有支路压力表。
[0009]
上述所述第三回氢电磁阀旁还设置有第四氢气质量流量计，第二分岔管与第四球
阀之间连接有第三氢气质量流量计。
[0010]
上述测试件出氢口与排氢针阀之间还连接有排氢调压组件和排氢电磁阀，所述第一分岔管设置在排氢调压组件与排氢电磁阀之间。
[0011]
上述所述排氢调压组件包括连接于测试件出氢口与排氢针阀之间的缓冲块和调压针阀，以及设置在调压针阀的出口旁的流量调节阀。
[0012]
上述所述排氢调压组件的两端并联有用于检测压力差的压力感应器，测试件出氢口与排氢调压组件之间还连接有泄压阀。
[0013]
上述所述主路电磁阀与测试件进氢口之间设有并联的第一测试管道和第二测试管道，第一测试管道包括第一球阀，第二测试管道包括连接的第二球阀和一对阀门检测接口，所述喷氢调压阀可拆装的安装在阀门检测接口上。
[0014]
上述所述主路调压阀和主路电磁阀之间还设置有主路氢气压力表，第一测试管道还串接有第一氢气质量流量计，第二测试管道还包括串接在第二球阀与阀门检测接口之间的第二氢气质量流量计和检测氢气压力表。
[0015]
本发明与现有技术相比，有以下优点：
[0016]
1、所述氢燃料电池回氢装置的测试平台，包括上位机控制系统柜和检测架，检测架包括用于与外部氢气瓶连接的进氢接口和出氢接口、以及用于与被测试部件连接的测试工装，测试工装上设有测试件进氢口和测试件出氢口，进氢接口与测试件进氢口之间通过管道依次连接有手动球阀、主路调压阀和主路电磁阀，测试件出氢口与出氢接口之间通过管道连接有排氢针阀，其特征在于：所述测试工装还设有测试件主回氢口，测试件出氢口与排氢针阀之间的管道设有第一分岔管，第一分岔管的岔口与第四球阀的入口连接，第四球阀的出口与测试件主回氢口之间连接有第一回氢电磁阀，主路电磁阀与测试件进氢口之间连接有喷氢调压阀，喷氢调压阀与上位机控制系统柜连接通信，测试件进氢口、测试件出氢口和测试件主回氢口旁均设有压力传感器和温度传感器。测试平台可实现氢气量不同时对回氢引射比、回氢压力、压力差、温度等影响回氢性能的关键参数进行测量。
[0017]
2、本发明的其它优点在实施例部分展开详细描述。
附图说明
[0018]
图1为本发明实施例提供的氢燃料电池回氢装置的测试平台的外观图；
[0019]
图2为氢燃料电池回氢装置的测试平台的结构示意图；
[0020]
图3为氢燃料电池回氢装置的测试平台对回氢装置的电动阀门进行检测时的接线图。
具体实施方式
[0021]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0022]
如图1所示，本实施例提供的是一种氢燃料电池回氢装置的测试平台，用于检测氢燃料电池发动机的回氢装置，具体检测在燃料电池不同功率下，根据所需氢气量的不同，对
回氢引射比、回氢压力、压力差、温度等影响回氢性能的关键参数进行测量。回氢装置包括电动阀门94、第一引射器91、第二引射器92和氢水分离器93，其中，第一引射器91和第二引射器92的喷嘴入口相互连接并形成引射主入口901，氢水分离器93的入口、第一引射器 91和第二引射器92的引射器出口相互连接并形成引射主出口902，第一引射器91的引流入口形成第一回氢口903，第二引射器的92的引流入口形成第二回氢口904，氢水分离器93的出口形成氢水分离检测口905，电动阀门94 的两端形成第一阀门检测口906。
[0023]
所述测试平台包括上位机控制系统柜8和检测架100，检测架100包括用于与外部氢气瓶连接的进氢接口11和出氢接口19、以及用于与被测试部件连接的测试工装3，测试工装3上设有测试件进氢口31和测试件出氢口32，进氢接口11与测试件进氢口31之间通过管道依次连接有手动球阀12、主路调压阀13和主路电磁阀14，测试件出氢口32与出氢接口19之间通过管道连接有排氢针阀18，其特征在于：所述测试工装3还设有测试件主回氢口33，测试件出氢口32与排氢针阀18之间的管道设有第一分岔管51，第一分岔管 51的岔口与第四球阀21的入口连接，第四球阀21的出口与测试件主回氢口 33之间连接有第一回氢电磁阀22，主路电磁阀14与测试件进氢口31之间连接有喷氢调压阀61，喷氢调压阀61与上位机控制系统柜8连接通信，测试件进氢口31、测试件出氢口32和测试件主回氢口33旁均设有压力传感器p1 和温度传感器t1。
[0024]
测试时，所述测试件进氢口31与被测回氢装置的引射主入口901对接，测试件出氢口32与被测回氢装置的引射主出口902对接，测试件主回氢口 33与被测回氢装置的第一回氢口903对接。手动球阀12、主路调压阀13和主路电磁阀14和喷氢调压阀61、第一引射器91和排氢针阀18形成氢气引射通道，第一分岔管51的岔口、第四球阀21、第一回氢电磁阀22和第一回氢口903形成第一回氢通道。
[0025]
当打开手动球阀12后氢气进入氢气引射通道，大部分经过氢气引射通道后排出测试平台，小部分氢气从第一回氢通道回到被测回氢装置。主路调压阀13将氢气引射通道的进氢压力再次进行降压到3～20bar范围内；主路电磁阀14与上位机控制系统柜8连接通信，并由上位机控制系统柜8控制开关实现远程控制氢气的供给与停止；通过调节喷氢调压阀61改变测试件进氢口 31处的压力再进行检测，实时检测氢气量不同时对回氢引射比、回氢压力、压力差、温度等影响回氢性能的关键参数。
[0026]
上述所述测试工装3还设有测试件分回氢口34，第四球阀21的出口与第一回氢电磁阀22之间连接有第二分岔管52，第二分岔管52的分岔口与测试件分回氢口34之间连接有第二回氢电磁阀23，测试件分回氢口33旁也设有压力传感器p1和温度传感器t1。
[0027]
所述测试件分回氢口34与被测回氢装置的第二回氢口904对接，第二分岔管52的分岔口、第二回氢电磁阀23和第二回氢口904形成第二回氢通道；测试件分回氢口33旁的压力传感器p1和温度传感器t1实时监测第二回氢通道的回氢量，实现多级引射器并联工作测试中的特性测试分析。
[0028]
上述测试工装3还设有测试件氢水分离口35，第四球阀21的出口与测试件氢水分离口35之间连接有第三回氢电磁阀24，测试件氢水分离口35旁也设有压力传感器p1和温度传感器t1。
[0029]
所述测试件氢水分离口35与被测回氢装置的氢水分离检测口905对接，第四球阀21的出口、第三回氢电磁阀24和测试件氢水分离口35形成氢水分离通道；测试件氢水分离
口35旁也设有压力传感器p1和温度传感器t1实时监测氢水分离通道的气压，检测氢水分离器93的性能。
[0030]
上述所述进氢接口11与手动球阀12之间的管道设有第三分岔管53，第三分岔管53的岔口与第四球阀21的出口之间依次连接有支路调压阀41和第三球阀42，支路调压阀41与第三球阀42之间连接有支路压力表p3。在第一回氢通道和第二回氢通道的氢气量供应不足以满足实验测试要求时，打开第三球阀42，氢气通过第二分岔管52进入第一回氢通道和第二回氢通道，达到补充氢气量的目的，支路压力表p3实时监测补充的氢气量。
[0031]
上述所述第三回氢电磁阀24旁还设置有第四氢气质量流量计m4，第二分岔管52与第四球阀21之间连接有第三氢气质量流量计m3。
[0032]
上述测试件出氢口32与排氢针阀18之间还连接有排氢调压组件16和排氢电磁阀17，所述第一分岔管51设置在排氢调压组件16与排氢电磁阀17 之间。排氢电磁阀17实现对回氢装置中氢气的排放，排氢电磁阀17与上位机控制系统柜8进行连接通信实现自动化控制；排氢调压组件16实现了对排出的氢气压力进行调节。
[0033]
上述所述排氢调压组件16包括连接于测试件出氢口32与排氢针阀18之间的缓冲块64和调压针阀63，以及设置在调压针阀63的出口旁的流量调节阀65。调压针阀63和流量调节阀65可对氢气引射通道的压力进行释放，使系统内形成一个稳定压力，使测试更安全。
[0034]
上述所述排氢调压组件16的两端并联有用于检测压力差的压力感应器δ p，测试件出氢口32与排氢调压组件16之间还连接有泄压阀66。压力感应器δp实现对排氢调压组件16前后氢气压力差的检测，并与上位机控制系统柜 8进行连接通信，使测试更安全。
[0035]
上述所述主路电磁阀14与测试件进氢口31之间设有并联的第一测试管道54和第二测试管道55，第一测试管道54包括第一球阀15，第二测试管道 55包括连接的第二球阀62和一对阀门检测接口36，所述喷氢调压阀61可拆装的安装在阀门检测接口36上。如需进行普通检测时可将第二球阀62打开并关闭第一球阀15，如需进行回氢料匹配测试时可打开第一球阀15、关闭第二球阀62并调节喷氢调压阀61。
[0036]
所述的阀门检测接口36设置在测试工装3上，当需要对被测回氢装置的电动阀门94进行检测时，如图3所示，可将喷氢调压阀61拆下、将被测回氢装置的电动阀门94与阀门检测接口36对接即可，检测更灵活全面。
[0037]
上述所述主路调压阀13和主路电磁阀14之间还设置有主路氢气压力表 p2，第一测试管道54还串接有第一氢气质量流量计m1，第二测试管道55还包括串接在第二球阀62与阀门检测接口36之间的第二氢气质量流量计m2和检测氢气压力表p4。
[0038]
本实施例所述氢燃料电池回氢装置的测试平台，能模拟回氢装置的各种工作环境，对回氢装置的测试功能全面，测量精度高，操作方便，数据处理快速，检测快速，并通过可控的工作温度、压力、流速、流量来实现对燃料电池发动机回氢系统的检测、调试、优化及产品的改进；并具有可靠的运行环境及应急处理措施。
[0039]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。