燃料电池测试系统的动态气体混合装置及混合方法与流程

本发明涉及燃料电池测试系统，具体地，涉及一种燃料电池测试系统的动态气体混合装置及方法。

背景技术：

1、动态气体混合方法的关键技术是动态响应的控制策略与算法，以及高精度流量与压力的测量和控制方法，但目前燃料电池行业中的常见动态气体混合方式存在运行成本高，制造产品周期长等缺点，并不适合在短交期交付产品的制造企业中使用。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种燃料电池测试系统的动态气体混合装置及方法。

2、根据本发明提供的一种燃料电池测试系统的动态气体混合装置，包括氢气输送组件、氮气输送组件以及氢气&氮气静态混合器，所述氢气输送组件和所述氮气输送组件通过管道并联连接在所述氢气&氮气静态混合器一端上；

3、所述氢气&氮气静态混合器另一端通过所述管道依次串联连接氢气&氮气压力传感器、氢气浓度传感器以及氢气&氮气气动开关阀。

4、一些实施方式中，所述氢气输送组件包括氢气手动开关阀，所述氢气手动开关阀一端通过所述管道串联连接氢气气动开关阀；

5、所述氢气气动开关阀一端通过所述管道串联连接氢气膜片式减压阀，所述氢气膜片式减压阀一端通过所述管道串联连接氢气压力传感器；

6、所述氢气压力传感器一端通过所述管道串联连接氢气质量流量计，所述氢气质量流量计一端通过所述管道串联连接氢气单向阀，所述氢气单向阀一端通过所述管道串联连接氢气比例调节阀。

7、一些实施方式中，所述氮气输送组件包括氮气手动开关阀，所述氮气手动开关阀一端通过所述管道串联连接氮气气动开关阀；

8、所述氮气气动开关阀一端通过所述管道串联连接氮气膜片式减压阀，所述氮气膜片式减压阀一端通过所述管道串联连接氮气压力传感器；

9、所述氮气压力传感器一端通过所述管道串联连接氮气质量流量计，所述氮气质量流量计一端通过所述管道串联连接氮气单向阀，所述氮气单向阀一端通过所述管道串联连接氮气比例调节阀。

10、一些实施方式中，所述氢气比例调节阀一端和所述氮气比例调节阀一端通过所述管道并联连接在所述氢气&氮气静态混合器一端上。

11、一种动态气体混合方法，应用于上述的燃料电池测试系统的动态气体混合装置，一些实施方式中，通过控制所述氢气手动开关阀和所述氢气气动开关阀使进气端一内流入氢气，通过控制所述氮气手动开关阀和所述氮气气动开关阀，使进气端二内流入氮气。

12、一些实施方式中，所述进气端一内所述氢气通过所述氢气膜片式减压阀控制气体压力，所述进气端二内所述氮气通过所述氮气膜片式减压阀控制气体压力；

13、且所述进气端一内所述氢气通过氢气压力传感器检测气体压力，所述进气端二内所述氮气通过氮气压力传感器检测气体压力。

14、一些实施方式中，通过所述氢气质量流量计监测所述进气端一内所述氢气的质量流量，通过所述氮气质量流量计监测所述进气端二内所述氮气的质量流量。

15、一些实施方式中，通过在所述氢气质量流量计和所述氢气比例调节阀之间设置氢气单向阀，以及在所述氮气质量流量计和所述氮气比例调节阀之间设置氮气单向阀，用于防止所述进气端一内所述氢气和所述进气端二内所述氮气之间相互窜流。

16、一些实施方式中，所述进气端一内所述氢气通过所述氢气比例调节阀调节进气比例，所述进气端二内所述氮气通过所述氮气比例调节阀调节进气比例。

17、一些实施方式中，所述进气端一内所述氢气和所述进气端二内所述氮气通过所述管道进入所述所述氢气&氮气静态混合器内充分混合组成混合气体，且通过所述氢气&氮气压力传感器测量所述混合气体的压力，以及通过所述氢气浓度传感器测量所述混合气体中的氢气浓度，并通过所述氢气&氮气气动开关阀控制所述混合气体流入其他管路系统中。

18、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

19、本发明通过在两进气管路中设置膜片减压阀与比例调节阀并组合使用，解决了氢气与氮气混合比例单一和响应速度慢的问题；

20、通过在两进气管路中设置质量流量计解决了氢气与氮气混合精度差的问题，通过在两进气管路中设置单向阀，防止两进气管路中氢气和氮气相互窜流，提高装置安全性；通过将两进气管路并联连接在静态混合器上，解决了氢气与氮气混合不均匀的问题；

21、以及通过采用本发明中的动态气体混合方法可以控制氢气与氮气的进气压力与质量流量，实现不同气体混合浓度的快速控制，具有响应快速，控制精度高，适用范围广的优点，可以降低生产运行成本，缩短制造产品周期，提高产品交付效率。

技术特征：

1.一种燃料电池测试系统的动态气体混合装置，其特征在于，包括氢气输送组件(1)、氮气输送组件(2)以及氢气&氮气静态混合器(3)，所述氢气输送组件(1)和所述氮气输送组件(2)通过管道并联连接在所述氢气&氮气静态混合器(3)一端上；

2.根据权利要求1所述的燃料电池测试系统的动态气体混合装置，其特征在于，所述氢气输送组件(1)包括氢气手动开关阀(11)，所述氢气手动开关阀(11)一端通过所述管道串联连接氢气气动开关阀(12)；

3.根据权利要求2所述的燃料电池测试系统的动态气体混合装置，其特征在于，所述氮气输送组件(2)包括氮气手动开关阀(21)，所述氮气手动开关阀(21)一端通过所述管道串联连接氮气气动开关阀(22)；

4.根据权利要求3所述的燃料电池测试系统的动态气体混合装置，其特征在于，所述氢气比例调节阀(17)一端和所述氮气比例调节阀(27)一端通过所述管道并联连接在所述氢气&氮气静态混合器(3)一端上。

5.一种动态气体混合方法，应用于权利要求4所述的燃料电池测试系统的动态气体混合装置，其特征在于，通过控制所述氢气手动开关阀(11)和所述氢气气动开关阀(12)使进气端一(7)内流入氢气，通过控制所述氮气手动开关阀(21)和所述氮气气动开关阀(22)，使进气端二(8)内流入氮气。

6.根据权利要求5所述的动态气体混合方法，其特征在于，所述进气端一(7)内所述氢气通过所述氢气膜片式减压阀(13)控制气体压力，所述进气端二(8)内所述氮气通过所述氮气膜片式减压阀(23)控制气体压力；

7.根据权利要求5所述的动态气体混合方法，其特征在于，通过所述氢气质量流量计(15)监测所述进气端一(7)内所述氢气的质量流量，通过所述氮气质量流量计(25)监测所述进气端二(8)内所述氮气的质量流量。

8.根据权利要求5所述的动态气体混合方法，其特征在于，通过在所述氢气质量流量计(16)和所述氢气比例调节阀(17)之间设置氢气单向阀(15)，以及在所述氮气质量流量计(26)和所述氮气比例调节阀(27)之间设置氮气单向阀(25)，用于防止所述进气端一(7)内所述氢气和所述进气端二(8)内所述氮气之间相互窜流。

9.根据权利要求5所述的动态气体混合方法，其特征在于，所述进气端一(7)内所述氢气通过所述氢气比例调节阀(17)调节进气比例，所述进气端二(8)内所述氮气通过所述氮气比例调节阀(27)调节进气比例。

10.根据权利要求5所述的动态气体混合方法，其特征在于，所述进气端一(7)内所述氢气和所述进气端二(8)内所述氮气通过所述管道进入所述所述氢气&氮气静态混合器(3)内充分混合组成混合气体；

技术总结
本发明提供了燃料电池测试系统技术领域一种燃料电池测试系统的动态气体混合装置及混合方法，包括氢气输送组件、氮气输送组件以及氢气&氮气静态混合器，氢气输送组件和氮气输送组件通过管道并联连接在氢气&氮气静态混合器一端上。氢气&氮气静态混合器另一端通过管道依次串联连接氢气&氮气压力传感器、氢气浓度传感器以及氢气&氮气气动开关阀。本发明通过在两进气管路中设置膜片减压阀与比例调节阀并组合使用，解决了氢气与氮气混合比例单一和响应速度慢的问题。以及通过采用本发明中的动态气体混合方法可以控制氢气与氮气的进气压力与质量流量，实现不同气体混合浓度的快速控制，具有响应快速，控制精度高，适用范围广的优点。

技术研发人员：曹骏雄,张鸣
受保护的技术使用者：上海艾福亿维测试设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16