一种膜增湿器性能测试方法和装置与流程

本发明属于测试，具体涉及一种膜增湿器性能测试方法和装置。

背景技术：

1、膜增湿器是目前常用的燃料电池发动机增湿器，它利用燃料电池发动机的尾气对燃料电池电堆的反应气体进行增湿。

2、膜增湿器有两个通道，即干气进口与干气出口之间的干气通道、以及湿气进口与湿气出口之间的湿气通道。干气通道与湿气通道之间用膜隔开。高温高湿的尾气通过膜一侧的湿气通道，在浓度差的作用下扩散到膜另一侧的干气通道，从而对干气通道内反应气体进行增湿。

3、为验证膜增湿器的性能，需对膜增湿器的性能进行测试。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种膜增湿器性能测试方法和装置。该膜增湿器性能测试方法和装置能够在测试时对膜增湿器的真实工况进行模拟，提升了测试效果。

2、本发明采用的技术方案如下。

3、一方面，提供了一种膜增湿器性能测试装置，所述膜增湿器性能测试装置包括：进气管、换热器、干气加热器、加湿器、湿气加热器和排气管，

4、所述进气管的进气端用于输入干气，所述进气管的出气端与所述换热器的冷流体通道的进口连通，所述冷流体通道的出口与所述干气加热器的进口连通，所述干气加热器的出口通过干进管与被测膜增湿器的干气进口连通，所述加湿器的进口通过干出管与所述被测膜增湿器的干气出口连通，所述加湿器的出口与所述湿气加热器的进口连通，所述湿气加热器的出口通过湿进管与所述被测膜增湿器的湿气进口连通，所述换热器的热流体通道的进口通过湿出管与所述被测膜增湿器的湿气出口连通，所述热流体通道的出口与所述排气管的进气端连通，

5、所述进气管上设有进气流量控制器，所述干进管上设有干进传感器组，所述干出管上设有干出传感器组，所述湿进管上设有湿进传感器组，所述湿出管上设有湿出传感器组，所述排气管上设有背压阀。

6、可选地，所述膜增湿器性能测试装置还包括：消耗流量控制器，

7、所述消耗流量控制器的两端分别与所述干出管的出气端和所述排气管连通。

8、可选地，所述膜增湿器性能测试装置还包括：调节阀，

9、所述调节阀分别与所述加湿器的进口和所述干出管的出气端连通。

10、可选地，所述膜增湿器性能测试装置还包括：分水器，

11、所述分水器分别与所述热流体通道的出口和所述背压阀的进气端连通。

12、可选地，所述分水器设有液位传感器，所述膜增湿器性能测试装置还包括：水泵，

13、所述水泵分别与所述分水器的出水口和所述加湿器的进水口连通。

14、另一方面，提供了一种膜增湿器性能测试方法，应用于前述膜增湿器性能测试装置，所述膜增湿器性能测试方法包括：

15、确定当前测试工况需模拟的工况参数，所述工况参数包括干气进气参数和湿气进气参数，所述干气进气参数包括干气进气流量、干气进气压力和干气进气温度，所述湿气进气参数包括湿气进气湿度和湿气进气温度；

16、按照确定的当前测试工况需模拟的工况参数，对被测膜增湿器进行测试；

17、若当前测试工况不为最后一个测试工况，则确定下一个测试工况需模拟的工况参数，并按照下一个测试工况需模拟的工况参数，对所述被测膜增湿器进行测试；

18、若当前测试工况为最后一个测试工况，则结束测试。

19、可选地，所述按照确定的当前测试工况需模拟的工况参数，对被测膜增湿器进行测试，包括：

20、将所述进气管的进气端与干气源连通；

21、通过所述进气流量控制器、所述背压阀和所述干气加热器，分别设定当前测试工况需模拟的干气进气流量、干气进气压力和干气进气温度；

22、通过所述加湿器和所述湿气加热器，分别设定当前测试工况需模拟的湿气进气湿度和湿气进气温度；

23、记录所述干进传感器组检测的干气的温度和压力、所述干出传感器组检测的加湿后干气的温度、压力和湿度、所述湿进传感器组检测的湿气的温度、压力和湿度、以及所述湿出传感器组检测的加湿后湿气的温度、压力和湿度；

24、待所述干进传感器组、所述干出传感器组、所述湿进传感器组、以及所述湿出传感器组检测的值稳定至预定时长后，断开所述进气管和干气源，结束本次工况的测试。

25、可选地，所述膜增湿器性能测试装置还包括：消耗流量控制器，所述消耗流量控制器的两端分别与所述干出管的出气端和所述排气管连通，

26、相应地，所述工况参数还包括氧化剂消耗流量；在连通所述进气管和干气源之后，还包括，

27、通过所述消耗流量控制器，设定当前测试工况需模拟的氧化剂消耗流量。

28、可选地，所述膜增湿器性能测试装置还包括：调节阀，所述调节阀分别与所述加湿器的进口和所述干出管的出气端连通，

29、相应地，工况参数还包括电堆压损；在连通所述进气管和干气源之后，还包括，

30、调节所述调节阀的开度，以使所述干出传感器组检测的压力与所述湿进传感器组检测的压力之差为当前测试工况需模拟的电堆压损。

31、可选地，在结束测试之后，还包括：

32、根据记录的所述干出传感器组检测的加湿后干气的温度、压力和湿度、以及所述湿进传感器组检测的加湿前湿气的温度、压力和湿度，对所述被测膜增湿器的性能进行评估。

33、本发明的效果在于：通过膜增湿器性能测试装置包括进气管、换热器、干气加热器、加湿器、湿气加热器和排气管；进气管的进气端用于输入干气，进气管的出气端与换热器的冷流体通道的进口连通，冷流体通道的出口与干气加热器的进口连通，干气加热器的出口通过干进管与被测膜增湿器的干气进口连通；干气加热器能够对干气进行加热；加湿器的进口通过干出管与被测膜增湿器的干气出口连通，加湿器的出口与湿气加热器的进口连通，湿气加热器的出口通过湿进管与被测膜增湿器的湿气进口连通；被测膜增湿器的湿气来源于被测膜增湿器输出的加湿加热后干气，被测膜增湿器输出的加湿加热后干气相当于实际燃料电池发动机中电堆输出的尾气，能够模拟膜增湿器的实际工况；换热器的热流体通道的进口通过湿出管与被测膜增湿器的湿气出口连通；该换热器利用被测膜增湿器输出的湿气对进气管输入的干气进行预先加热，使得到达干气加热器的干气具有一定温度，减小了干气加热器的能耗；热流体通道的出口与排气管的进气端连通；进气管上设有进气流量控制器，干进管上设有干进传感器组，干出管上设有干出传感器组，湿进管上设有湿进传感器组，湿出管上设有湿出传感器组，排气管上设有背压阀；通过进气流量控制器能够调节进气管输入的干气流量，以使干气进入被测膜增湿器之前达到实际燃料电池发动机中干气进入膜增湿器之前的流量；通过背压阀能够调节进气管输入的干气压力，以使干气进入被测膜增湿器之前达到实际燃料电池发动机中干气进入膜增湿器之前的压力；能够调节干气加热器的加热温度，以使干气进入被测膜增湿器之前达到实际燃料电池发动机中干气进入膜增湿器之前的温度；能够调节加湿器的加湿湿度，以使湿气进入被测膜增湿器之前达到实际燃料电池发动机中湿气进入膜增湿器之前的湿度；能够调节湿气加热器的加热温度，以使湿气进入被测膜增湿器之前达到实际燃料电池发动机中湿气进入膜增湿器之前的温度；采用干进传感器组、干出传感器组、湿进传感器组和湿出传感器组，能够根据传感器检测到的被测膜增湿器的干气进入时的温度压力、干气流出时的温度压力湿度、湿气进入及流出时的湿度温度压力，对被测膜增湿器的湿热交换性能进行评估，实现了被测膜增湿器性能的测试；在测试时实现了对膜增湿器的真实工况进行模拟，提升了测试效果；并且，采用换热器回收了膜增湿器输出的尾气中的热量和水，降低了测试的系统能耗，节省了测试成本。