一种燃料电池增湿器测试系统的制作方法

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池增湿器测试系统。

背景技术：

质子交换膜燃料电池是一种常见的燃料电池，目前，质子交换膜燃料电池中所用的质子交换膜，在电池运行过程中需要有水分子存在，如果燃料电池缺水，将导致电极内阻增加，电池性能下降，为了保证质子从膜电极阳极到达电极阴极的传输能力，需要用增湿器给质子交换膜增湿。质子交换膜燃料电池增湿器在质子交换膜的两侧的分别设有湿气通道和干气通道，干侧气体和湿侧气体在质子交换膜膜上发生质子交换。

质子交换膜燃料电池用增湿器的性能对于燃料电池的工作状态具有十分重要的影响，然后有必要设计一种燃料电池增湿器的测试系统，以对燃料电池增湿器进行检测，然而目前现有技术还并没有相关测试系统。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的加气形成水压的反渗透净水器。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种燃料电池增湿器测试系统，包含干气子系统、湿气子系统和控制子系统；

所述干气子系统包含第一空气过滤装置、第一空气压缩机、第一中冷器、第一温度压力湿度检测单元、阀门、第二温度压力湿度检测单元以及第一节气门；第一空气过滤装置的输入端口用于输入空气，输出端口连接第一空气压缩机的输入端口，第一空气压缩机的输出端口连接第一中冷器的输入端口，第一中冷器的输出端口连接阀门的输入端口，阀门的输出端口连接燃料电池增湿器的干气通道的输入端口，所述干气通道的输出端口连接第一节气门的输入端口，第一节气门的输出入端口用于输出气体；其中，第一中冷器的输出端口与阀门的输入端口之间的连接管道中设置所述第一温度压力湿度检测单元，所述干气通道的输出端口与第一节气门的输出入端口之间的连接管路中设置有所述第二温度压力湿度检测单元；

所述湿气子系统包含第二空气过滤装置、第二空气压缩机、第二中冷器、第一止回阀、混合气体箱、电磁蒸汽发生器、蒸汽过滤阀、第三中冷器、电动阀门、涡街流量计、三通阀、电磁开关、第二止回阀和第三温度压力湿度检测单元；所述第二空气过滤装置的输入端口用于输入空气，输出端口连接第二空气压缩机的输入端口，第二空气压缩机的输出端口连接第二中冷器的输入端口，第二中冷器的输出端口连接第一止回阀的输入端口，第一止回阀的输出端口连接混合气体箱的第一输入端口，电磁蒸汽发生器的输出端口连接蒸汽过滤阀的输入端口，蒸汽过滤阀的输出端口连接第三中冷器的输入端口，第三中冷器的输出端口连接电动阀门的输入端口，电动阀门的输出端口连接三通阀的输入端口，三通阀的第一输出接口连接电磁开关，三通阀的第二输出端口连接第二止回阀的输入端口，第二止回阀的输出端口连接混合气体箱的第二输入端口，混合气体箱的输出端口连接燃料电池增湿器的湿气通道的输入端口，所述湿气通道的输出端口连接第二节气门的输入端口，第二节气门的输出入端口用于输出气体；其中，电动阀门的输出端口与三通阀的输入端口之间的连接管道中设置有所述涡街流量计，混合气体箱的输出端口与所述湿气通道的输入端口之间的管道中设置有所述第三温度压力湿度检测单元，所述湿气通道的输出端口与第二节气门的输出入端口之间的连接管路中设置有所述第四温度压力湿度检测单元；

所述控制子系统分别连接干气子系统和湿气子系统，以对干气子系统和湿气子系统进行控制和数据显示。

进一步地，在本发明的燃料电池增湿器测试系统中，所述干气子系统包含第一冷却系统，分别连接第一空气压缩机以及第一中冷器，以对第一空气压缩机和第一中冷器进行冷却降温。

进一步地，在本发明的燃料电池增湿器测试系统中，所述湿气子系统包含第二冷却系统，分别连接第二气压缩机以及第二中冷器，以对第二空气压缩机和第二中冷器进行冷却降温。

进一步地，在本发明的燃料电池增湿器测试系统中，各温度压力湿度检测单元为温度压力湿度一体传感器。

进一步地，在本发明的燃料电池增湿器测试系统中，所述控制子系统包含控制主机和vcu，控制主机通过can连接方式和vcu连接，vcu连接各个温度压力湿度检测单元、各节气门、电磁开关、涡街流量计、各压缩机、电磁蒸汽发生器、阀门和电动阀门。

进一步地，在本发明的燃料电池增湿器测试系统中，所述控制主机具有显示屏以及操控输入装置，用于对干气子系统、湿气子系统的数据监控或者调控。

进一步地，在本发明的燃料电池增湿器测试系统中，所述干气子系统、湿气子系统和控制子系统集成于测试台架上。

实施本发明的燃料电池增湿器测试系统，控制子系统分别与干气子系统、湿气子系统连接，以对干气子系统和湿气子系统进行控制和数据显示，可以实现对燃料电池增湿器的测试；干气子系统、湿气子系统和控制子系统集成于测试台架上，便于对增湿器的测试；电磁蒸汽发生器产生的蒸汽传输至混合气体箱中与来自第二空气压缩机的空气混合，形成湿空气，实现架构简单，成本低廉。

附图说明

图1为燃料电池增湿器测试系统一实施例的原理图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。

下面结合附图描述本发明的具体实施例。

参考图1，图1为燃料电池增湿器测试系统一实施例的原理图。本实施例的燃料电池增湿器测试系统，包含干气子系统1、湿气子系统2和控制子系统3。

干气子系统1包含第一空气过滤装置11、第一空气压缩机12、第一中冷器13、第一温度压力湿度检测单元14、阀门15、第二温度压力湿度检测单元16以及第一节气门17。

第一空气过滤装置11的输入端口用于输入空气，输出端口连接第一空气压缩机12的输入端口，第一空气压缩机12的输出端口连接第一中冷器13的输入端口，第一中冷器13的输出端口连接阀门15的输入端口，阀门15的输出端口连接燃料电池增湿器(图1中采用增湿器标识出来)的干气通道的输入端口，干气通道的输出端口连接第一节气门17的输入端口，第一节气门的输出入端口用于输出气体；其中，第一中冷器13的输出端口与阀门15的输入端口之间的连接管道中设置所述第一温度压力湿度检测单元14，干气通道的输出端口与第一节气门17的输出入端口之间的连接管路中设置有第二温度压力湿度检测单元16。

第一空气过滤装置11对输入的空气中的杂质进行过滤，杂质包括颗粒物、粉尘、水蒸气等中的一种或者多种，过滤后的空气进入第一空气压缩机12，经压缩后进入第一中冷器13进行冷却，冷却后的空气通过阀门15控制气流流通的通断和大小，第一温度压力湿度检测单元14用于检测第一中冷器13流通至阀门15的空气的温度、压力和湿度，经过阀门15的空气为干气，干气进入燃料电池增湿器的干气通道，然后从干气通道的输出端口流出，进入第一节气门17，由第一节气门17进行控制气体的流出，第二温度压力湿度检测单元16用于检测流出燃料电池增湿器的干气通道的空气的温度、压力和湿度。

湿气子系统2包含第二空气过滤装置21、第二空气压缩机22、第二中冷器23、第一止回阀24、混合气体箱25、电磁蒸汽发生器26、蒸汽过滤阀27、第三中冷器28、电动阀门29、涡街流量计210、三通阀211、电磁开关212、第二止回阀213和第三温度压力湿度检测单元214。

第二空气过滤装置21的输入端口用于输入空气，输出端口连接第二空气压缩机22的输入端口，第二空气压缩机22的输出端口连接第二中冷器23的输入端口，第二中冷器23的输出端口连接第一止回阀24的输入端口，第一止回阀24的输出端口连接混合气体箱25的第一输入端口，电磁蒸汽发生器26的输出端口连接蒸汽过滤阀27的输入端口，蒸汽过滤阀27的输出端口连接第三中冷器28的输入端口，第三中冷器28的输出端口连接电动阀门29的输入端口，电动阀门29的输出端口连接三通阀211的输入端口，三通阀211的第一输出接口连接电磁开关212，三通阀211的第二输出端口连接第二止回阀213的输入端口，第二止回阀213的输出端口连接混合气体箱25的第二输入端口，混合气体箱25的输出端口连接燃料电池增湿器的湿气通道的输入端口，所述湿气通道的输出端口连接第二节气门216的输入端口，第二节气门216的输出入端口用于输出气体；其中，电动阀门29的输出端口与三通阀211的输入端口之间的连接管道中设置有所述涡街流量计210，混合气体箱25的输出端口与湿气通道的输入端口之间的管道中设置有第三温度压力湿度检测单元214，湿气通道的输出端口与第二节气门216的输出入端口之间的连接管路中设置有所述第四温度压力湿度检测单元215。

第二空气过滤装置21、第二空气压缩机22、第二中冷器23与第一空气过滤装置11、第一空气压缩机12、第一中冷器13的工作原理相同，具体可参考前述说明。第二中冷器23流出的气体流入第一止回阀24，然后再流入混合气体箱25，第一止回阀24用于防止混合气体箱25的气体回流至第二中冷器23。

电磁蒸汽发生器26产生的蒸汽通过蒸汽过滤阀27进行过滤，流出其中的杂质，包括颗粒物、粉尘等中的一种或者多种，但是不包括水蒸气。经过蒸汽过滤阀27的蒸汽进入第三中冷器28进行冷却，冷却后的气体通过电动阀门29进入三通阀211，电动阀门29可以控制第三中冷器29流入三通阀211的气体的通断和大小，设置在电动阀门29与三通阀211之间的涡街流量计210可以检测电动阀阀门29流入三通阀211的气体的流量，流入三通阀211的气体经过第二止回阀213流入混合气体箱25，电磁开关212用于控制多余的气体从三通阀211处流出，第二止回阀213用于防止混合气体箱25的气体回流至三通阀211。

经过第一止回阀24和第二止回阀213流入混合气体箱25的气体在混合气体箱25中发生混合，形成湿气，湿气进入燃料电池增湿器的湿气通道，然后从湿气气通道的输出端口流出，进入第二节气门216，由第二节气门216进行控制气体的流出，第三温度压力湿度检测单元214用于检测由混合气体箱25流入燃料电池增湿器的湿气通道的空气的温度、压力和湿度，第四温度压力湿度检测单元215用于检测流出燃料电池增湿器的湿气通道的空气的温度、压力和湿度。干气通道中的气体和湿气通道中的气体在燃料电池增湿器中进行质子交换，从而实现湿度交换。

控制子系统3分别连接干气子系统1和湿气子系统2，以对干气子系统1和湿气子系统2进行控制和数据显示。具体地，控制子系统3包含控制主机31和vcu32，控制主机31通过can连接方式和vcu32连接，vcu32连接第一至第四温度压力湿度检测单元、第一和第二节气门、电磁开关212、涡街流量计210、第一和第二压缩机、电磁蒸汽发生器26、阀门15和电动阀门29等。控制主机31具有显示屏以及操控输入装置，用于对干气子系统、湿气子系统的数据监控或者调控。第一至第四温度压力湿度检测单元采集的温度、压力和湿度，以及涡街流量计210采集的流量可以在显示屏中显示，操控输入装置可以控制第一和第二节气门、电磁开关212、第一和第二压缩机、电磁蒸汽发生器26、阀门15和电动阀门29。

在本实施例中，作为本发明的一种优选实施方式，干气子系统1、湿气子系统2和控制子系统3集成于测试台架上，各温度压力湿度检测单元采用温度压力湿度一体传感器实现。

在本发明的其他实施例中，干气子系统1还包含第一冷却系统18，分别连接第一空气压缩机12以及第一中冷器13，以对第一空气压缩机和第一中冷器进行冷却降温，湿气子系统2还包含第二冷却系统217，分别连接第二气压缩机22以及第二中冷器23，以对第二空气压缩机22和第二中冷器23进行冷却降温。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。