一种具有气液分离功能的燃料电池背压调节装置的制作方法

本发明属于燃料电池性能测试技术领域，具体涉及具有气液分离功能的燃料电池背压调节装置。

背景技术：

燃料电池是通过电化学反应将储存在反应物中的化学能直接转化为电能的能量转换装置，由于转化过程不存在热机做功，没有卡诺循环的限制，因此能量转化效率高(40％～60％)。其中质子交换膜燃料电池(protonexchangemembranefuelcell，pemfc)因具有低启动温度、零排放、高效率与高功率密度的特点，特别是在新能源交通动力应用方面具有极其诱人的前景。

由于燃料电池电化学反应的发生需要各个组成部分的协调配合，所以燃料电池个组件包括膜电极的制备方法、组装工艺、物性特性、使用材料和运行条件等都会对pemfc的性能产生重要影响。为了测试燃料电池性能需要用到燃料电池测试系统，包括供气模块、加湿模块、温控模块、电特性测试模块以及背压调节模块等，背压调节模块包括压力表、背压阀、管路等。由燃料电池排出的未反应气体(氢气、氧气(或空气))以及液态水滴均需要通过背压调节模块排出，而当液态水滴进入压力表时会造成压力表示数的跳动和显示不准确，液态水滴进入背压阀也会影响背压阀调节背压的效果。因此会导致燃料电池性能测试的不正常。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种燃料电池背压调节装置，液体不会进入背压阀或者压力表。

为了解决上述的技术问题，本发明的技术方案如下：

一种具有气液分离功能的燃料电池背压调节装置,用在氢氧或氢空燃料电池性能测试中实现电池的背压调节,其特征在于包括单向阀、压力表、背压阀、集水罐、水位显示管、泄水阀门及管路；

所述单向阀的入口端与来自燃料电池的含有液态水的未反应气体排气管连通，出口端连接至集水罐；所述压力表的入口端通过管路与集水罐相连；所述储水罐呈上下垂直方向放置；

所述压力表的出口端连通至背压阀；所述集水罐外设置有与集水罐平行的水位显示管，所述集水罐和水位显示管共同连通至所述泄水阀门；

所述单向阀将来自燃料电池的未反应气体与液态水滴一起导通进入所述集水罐，液态水滴在重力作用下流向所述集水罐底部，所述集水罐与所述水位显示管在上下两处均连通，故所述水位显示管可以显示出集水罐内水位高低；当所述集水罐内水位高于预设高度时，打开所述泄水阀门,集水罐中的水从所述泄水阀门排出；未反应液体依次通过所述压力表和所述背压阀排出装置，所述背压阀可调节燃料电池背压值，所述压力表可实时显示燃料电池背压数值。

在一较佳实施例中：所述集水罐与所述水位显示管及所述泄水阀门连通，所述泄水阀门呈常闭状态。

在一较佳实施例中：所述集水罐呈上下垂直放置,所述单向阀出口端与所述压力表入口端与所述集水罐的连通位置均设置在集水罐的顶部端面。

相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：

本发明提供的一种具有气液分离功能的燃料电池背压调节装置,实现了由燃料电池中排出的未反应气体与液态水滴的分离和分别排放，避免了因液态水滴入压力表和背压阀造成的压力显示和调节故障，具有压力显示稳定和背压调节精确的优点。

附图说明

图1为本发明实施例1的具有气液分离功能的燃料电池背压调节装置示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式结合附图对本新型的技术方案进行进一步的说明和描述。

如图1所示，一种具有气液分离功能的燃料电池背压调节装置,用在氢氧或氢空燃料电池性能测试中实现电池的背压调节,其特征在于包括单向阀1、压力表2、背压阀3、水位显示管4、集水罐5、泄水阀门6及管路；

所述单向阀1的入口端与来自燃料电池的含有液态水的未反应气体排气管连通，出口端连接至集水罐5；所述压力表2的入口端通过管路与集水罐5相连；所述集水罐5呈上下垂直方向放置；

所述压力表2的出口端连通至背压阀3；所述集水罐5外设置有与集水罐5平行的水位显示管4，所述集水罐5和水位显示管4共同连通至所述泄水阀门6；

所述单向阀1将来自燃料电池的未反应气体与液态水滴一起导通进入所述集水罐5，液态水滴在重力作用下流向所述集水罐5底部，所述集水罐5与所述水位显示管4在上下两处均连通，故所述水位显示管4可以显示出集水罐5内水位高低；当所述集水罐5内水位高于预设高度时，打开所述泄水阀门6,集水罐5中的水从所述泄水阀门6排出；未反应液体依次通过所述压力表2和所述背压阀3排出装置，所述背压阀3可调节燃料电池背压值，所述压力表2可实时显示燃料电池背压数值。

优选的，所述集水罐5与所述水位显示管4及所述泄水阀门6连通，所述泄水阀门6呈常闭状态。

优选的，所述集水罐5呈上下垂直放置,所述单向阀1出口端与所述压力表2入口端与所述集水罐5的连通位置均设置在集水罐5的顶部端面。

上述的一种具有气液分离功能的燃料电池背压调节装置,实现了由燃料电池中排出的未反应气体与液态水滴的分离和分别排放，避免了因液态水滴入压力表和背压阀造成的压力显示和调节故障，具有压力显示稳定和背压调节精确的优点。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种具有气液分离功能的燃料电池背压调节装置,用在氢氧或氢空燃料电池性能测试中实现电池的背压调节,包括单向阀、压力表、背压阀、集水罐、水位显示管、泄水阀门及管路等。由燃料电池中排出的未反应气体与液态水滴同时进入装置后，液态水滴在重力作用下流入集水罐，其水位由水位显示管显示出，当水位达到预定高度时可由泄水阀门排出；未反应气体则依次通过压力表和背压阀排出。本发明实现了由燃料电池中排出的未反应气体与液态水滴的分离和分别排放，避免了因液态水滴入压力表和背压阀造成的压力显示和调节故障，具有压力显示稳定和背压调节精确的优点。

技术研发人员：周伟;刘瑞亮;李双利;李非桁;徐东升
受保护的技术使用者：厦门大学
技术研发日：2018.08.01
技术公布日：2019.01.22