一种燃料电池电堆歧管配气测试系统的制作方法

本发明属于燃料电池，涉及一种燃料电池电堆歧管配气测试系统。

背景技术：

1、燃料电池发动机作为一种新型的绿色动力源，因其所具有的高效率和低排放等优良特性，正逐渐成为车载发动机的研发重点之一。燃料电池发动机是基于负载的输出，对于整车而言具有良好的控制性；同时，燃料电池发动机的能量输出为电能，简化了传统汽车的传动和调速结构。随着目前燃料电池在重卡、公交车上配套越来越多，燃料电池整体功率需求越来越大，单堆已无法满足整体使用需求，然而多堆的并联测试则需要对氢气、空气、循环水路的歧管分配特性进行分析。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种燃料电池电堆歧管配气测试系统，本发明可实现电堆的气路歧管不同流量、温度、湿度、压力情况下的各种工况模拟，达到歧管分配特性分析，实现电堆的水路歧管不同流量、温度、压力情况下的各种工况模拟，达到歧管分配特性分析。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、本发明的技术方案之一在于，提供一种燃料电池电堆歧管配气测试系统，该系统包括阳极系统、阴极系统和水路系统；

4、所述的阳极系统包括依次连接的阳极进气系统、阳极流量分配三通阀、阳极进堆温湿度传感器、阳极进堆歧管及压力检测系统、阳极出堆歧管及压力检测系统、阳极出堆歧管及流量检测系统、阳极尾排降温板换、阳极背压阀和阳极水汽分离罐，所述阳极流量分配三通阀的一处出口端连接阳极进堆温湿度传感器，另一处出口端经过阳极加湿系统连接阳极进堆温湿度传感器，进行干湿气体混合；

5、所述的阴极系统包括依次连接的阴极进气系统、阴极流量分配三通阀、阴极进堆温湿度传感器、阴极进堆歧管及压力检测系统、阴极出堆歧管及压力检测系统、阴极出堆歧管及流量检测系统、阴极尾排降温板换、阴极背压阀和阴极水汽分离罐，所述阴极流量分配三通阀的一处出口端连接阴极进堆温湿度传感器，另一处出口端经过阴极加湿系统连接阴极进堆温湿度传感器，进行干湿气体混合；

6、所述的水路系统包括依次连接的循环水路水箱、循环水路水泵、水路进堆温度流量传感器、水路进堆歧管及压力检测系统、水路出堆歧管及压力检测系统、水路出堆歧管及流量检测系统和水路加热器，所述的循环水路水箱连接水路背压阀，所述的水路加热器连接循环水路水箱；

7、所述的阳极进堆歧管及压力检测系统与阳极出堆歧管及压力检测系统之间、阴极进堆歧管及压力检测系统与阴极出堆歧管及压力检测系统之间以及水路进堆歧管及压力检测系统与水路出堆歧管及压力检测系统之间连接燃料电池电堆。

8、进一步地，所述的阳极进气系统前端氢气由氢气主管路提供，包括氢气输送管以及设置在氢气输送管上的减压阀、过滤器、电磁阀和质量流量控制器，用于整体氢气过滤、开关和流量控制。

9、所述的阳极流量分配三通阀用于控制氢气干气和进加湿罐流量，用于实现温度和湿度的精确控制。

10、进一步地，所述的阳极加湿系统包括加湿罐、加湿罐循环水管路以及设置在加湿罐循环水管路上的变频水泵、变频水泵出口压力传感器、加热器、板式换热器、板式换热器热侧出口温度传感器和板式换热器冷侧出口比例阀，用于控制进加湿罐气体湿度。

11、所述的阳极进堆温湿度传感器检测阳极进堆氢气的湿度和温度。

12、进一步地，所述的阳极进堆歧管及压力检测系统包括分配均匀的管路以及管路上的压力传感器，用于检测每路歧管的气体压力；

13、所述的阳极出堆歧管及压力检测系统包括分配均匀的管路以及管路上的压力传感器，用于检测每路歧管出堆的压力；

14、所述的阳极出堆歧管及流量检测系统包括分配均匀的管路以及管路上的流量计，用于检测每路歧管出堆的流量。

15、所述的阳极尾排降温板换包括板换和相应管路，所述板换的热侧为电堆出口氢气，冷侧冷却水由实验室冷却水主管路提供，用于对尾排高温高湿氢气降温，保护后端背压阀同时减少进入实验室管路的尾排水。

16、所述的阳极背压阀用于控制整体管路压力。

17、进一步地，所述的阳极水汽分离罐和阴极水汽分离罐设置液位传感器、电磁阀、球阀和相应管路，用于对整体管路液态水进行收集排放。

18、进一步地，所述的阴极进气系统前端空气由空气主管路提供，包括空气输送管以及设置在空气输送管上的减压阀、过滤器、电磁阀和质量流量控制器，用于整体空气过滤、开关和流量控制。

19、所述的阴极流量分配三通阀用于控制空气干气和进加湿罐流量，用于实现温度和湿度的精确控制。

20、进一步地，所述的阴极加湿系统包括加湿罐、加湿罐循环水管路以及设置在加湿罐循环水管路上的变频水泵、变频水泵出口压力传感器、加热器、板式换热器、板式换热器热侧出口温度传感器和板式换热器冷侧出口比例阀，用于控制进加湿罐气体湿度。

21、所述的阴极进堆温湿度传感器检测阴极进堆空气的湿度和温度。

22、进一步地，所述的阴极进堆歧管及压力检测系统包括分配均匀的管路以及管路上的压力传感器，用于检测每路歧管的气体压力；

23、所述的阴极出堆歧管及压力检测系统包括分配均匀的管路以及管路上的压力传感器，用于检测每路歧管出堆的压力；

24、所述的阴极出堆歧管及流量检测系统包括分配均匀的管路以及管路上的流量计，用于检测每路歧管出堆的流量。

25、所述的阴极尾排降温板换包括板换和相应管路，所述板换的热侧为电堆出口空气，冷侧冷却水由实验室冷却水主管路提供，用于对尾排高温高湿空气降温，保护后端背压阀同时减少进入实验室管路的尾排水。

26、所述的阴极背压阀用于控制整体管路压力。

27、进一步地，所述的循环水路水箱设置进水过滤器、电磁阀和液位传感器，用于整体循环水路补水和储水。

28、所述的水路背压阀用于提供循环水路密闭回路增压。

29、所述的循环水路水泵用于控制整个循环水路流量。

30、所述的水路进堆温度流量传感器用于检测进堆水温和流量。

31、进一步地，所述的水路进堆歧管及压力检测系统包括分配均匀的管路以及管路上的压力传感器，用于检测每路歧管的水压；

32、所述的水路出堆歧管及压力检测系统包括分配均匀的管路以及管路上的压力传感器，用于检测每路歧管出堆的压力；

33、所述的水路出堆歧管及流量检测系统包括分配均匀的管路以及管路上的流量计，用于检测每路歧管出堆的流量。

34、所述的水路加热器用于控制水路温度。

35、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

36、(1)本发明的水汽分离罐包含气体尾排液态水收集功能，对实验室管路进行保护；

37、(2)本发明的阳极系统和阴极系统具备气体流量、压力、温度、湿度控制功能；

38、(3)本发明的水路系统具备循环水流量、压力、温度控制功能。

技术特征：

1.一种燃料电池电堆歧管配气测试系统，其特征在于，该系统包括阳极系统、阴极系统和水路系统；

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆歧管配气测试系统，其特征在于，所述的阳极进气系统(1)包括输送管以及设置在输送管上的减压阀、过滤器、电磁阀和质量流量控制器。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆歧管配气测试系统，其特征在于，所述的阳极加湿系统(3)包括加湿罐、加湿罐循环水管路以及设置在加湿罐循环水管路上的变频水泵、变频水泵出口压力传感器、加热器、板式换热器、板式换热器热侧出口温度传感器和板式换热器冷侧出口比例阀。

4.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆歧管配气测试系统，其特征在于，所述的阳极进堆歧管及压力检测系统(5)包括分配均匀的管路以及管路上的压力传感器；

5.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆歧管配气测试系统，其特征在于，所述的阳极水汽分离罐(10)和阴极水汽分离罐(20)设置液位传感器、电磁阀、球阀和相应管路。

6.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆歧管配气测试系统，其特征在于，所述的阴极进气系统(11)包括输送管以及设置在输送管上的减压阀、过滤器、电磁阀和质量流量控制器。

7.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆歧管配气测试系统，其特征在于，所述的阴极加湿系统(13)包括加湿罐、加湿罐循环水管路以及设置在加湿罐循环水管路上的变频水泵、变频水泵出口压力传感器、加热器、板式换热器、板式换热器热侧出口温度传感器和板式换热器冷侧出口比例阀。

8.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆歧管配气测试系统，其特征在于，所述的阴极进堆歧管及压力检测系统(15)包括分配均匀的管路以及管路上的压力传感器；

9.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆歧管配气测试系统，其特征在于，所述的循环水路水箱(21)设置进水过滤器、电磁阀和液位传感器。

10.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆歧管配气测试系统，其特征在于，所述的水路进堆歧管及压力检测系统(25)包括分配均匀的管路以及管路上的压力传感器；

技术总结
本发明涉及一种燃料电池电堆歧管配气测试系统，该系统包括阳极系统、阴极系统和水路系统；所述的阳极系统或阴极系统包括依次连接的进气系统、流量分配三通阀、进堆温湿度传感器、进堆歧管及压力检测系统、出堆歧管及压力检测系统、出堆歧管及流量检测系统、尾排降温板换、背压阀和水汽分离罐；所述的水路系统包括依次连接的水箱、水泵、进堆温度流量传感器、进堆歧管及压力检测系统、出堆歧管及压力检测系统、出堆歧管及流量检测系统和加热器。与现有技术相比，本发明可实现电堆的气路歧管不同流量、温度、湿度、压力情况下的各种工况模拟，达到歧管分配特性分析，实现水路歧管不同流量、温度、压力情况下的各种工况模拟，达到歧管分配特性分析。

技术研发人员：孙贺,赵云杰,王永湛,卢金阳,甘全全,戴威
受保护的技术使用者：上海神力科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13