燃料电池尾气成分在线检测系统及燃料电池的制作方法

本技术涉及燃料电池，尤其涉及一种燃料电池尾气成分在线检测系统及燃料电池。

背景技术：

1、氢燃料电池尾气成分主要包括n2、h2、o2、co、co2和h2o等，通过对燃料电池尾气成分进行定量分析，可进一步了解燃料电池内部运行情况，有助于燃料电池控制策略的开发与优化。现有的尾气分析设备，对待测尾气的湿度有一定要求，如果湿度过高，会导致尾气分析设备损坏，而现有的氢燃料电池尾气成分在线检测系统，虽然设置有汽水分离器对进入尾气分析设备的尾气进行一定的干燥处理，但是由于缺乏对尾气干燥效果的监测措施以及对尾气干燥效果不达标的补偿干燥设备，无法切实保证进入尾气分析设备的尾气的湿度满足要求。

2、因此，亟需一种燃料电池尾气成分在线检测系统及燃料电池，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种燃料电池尾气成分在线检测系统及燃料电池，能够实时监测燃料电池的尾气成分，并且保证进入尾气成分测试仪的尾气湿度符合要求。

2、为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、燃料电池尾气成分在线检测系统，包括气泵、第一汽水分离器、水分捕集阱、硅胶干燥管、流量计和尾气成分测试仪，所述硅胶干燥管内填充有变色硅胶干燥剂，所述气泵进气口与燃料电池堆的尾气排放管连通，所述气泵出气口与所述第一汽水分离器进气口连通，所述第一汽水分离器出气口与所述水分捕集阱进气口连通，所述水分捕集阱出气口与所述硅胶干燥管进气口连通，所述硅胶干燥管出气口与所述尾气成分测试仪进气口连通，所述流量计设置于所述硅胶干燥管出气口与所述尾气成分测试仪进气口的连通管路上。

4、作为优选，还包括控制阀组、第一旁通管和第一湿度传感器，所述第一旁通管的一端连通于所述第一汽水分离器出气口与所述水分捕集阱进气口的连通管路上，另一端连通于所述硅胶干燥管出气口与所述尾气成分测试仪进气口的连通管路上，所述第一湿度传感器设置于所述第一汽水分离器出气口与所述水分捕集阱进气口的连通管路上，所述控制阀组能够控制所述第一旁通管的通断以及所述第一汽水分离器出气口与所述水分捕集阱进气口连通管路的通断。

5、作为优选，所述控制阀组包括第一开关阀和第二开关阀，所述第一开关阀设置于所述第一汽水分离器出气口与所述水分捕集阱进气口的连通管路上，所述第二开关阀设置于所述第一旁通管上。

6、作为优选，还包括冷凝器，所述冷凝器设置于所述气泵出气口与所述第一汽水分离器进气口的连通管路上。

7、作为优选，还包括第二旁通管，所述第二旁通管一端连通于所述气泵出气口与所述冷凝器进气口的连通管路上，另一端连通于所述冷凝器出气口与所述第一汽水分离器进气口的连通管路上，所述控制阀组能够控制所述第二旁通管的通断以及所述气泵出气口与所述冷凝器进气口连通管路的通断。

8、作为优选，还包括第三旁通管，所述第三旁通管一端连通于所述气泵出气口与所述冷凝器进气口的连通管路上，另一端连通于所述第一汽水分离器出气口与所述水分捕集阱进气口的连通管路上，所述控制阀组能够控制所述第三旁通管的通断。

9、作为优选，所述控制阀组还包括第三开关阀、第四开关阀和第五开关阀，所述第三开关阀设置于所述气泵出气口与所述冷凝器进气口的连通管路上，所述第四开关阀设置于所述第二旁通管上，所述第五开关阀设置于所述第三旁通管上。

10、作为优选，还包括第二湿度传感器，所述第二湿度传感器设置于所述气泵出气口与所述第三开关阀进气口的连通管路上。

11、燃料电池，包括上述任一项所述的燃料电池尾气成分在线检测系统，还包括燃料电池堆。

12、作为优选，还包括第二汽水分离器，所述第二汽水分离器设置于所述燃料电池堆的尾气排放管上，所述气泵的进气口与所述第二汽水分离器的出气口连通。

13、本实用新型的有益效果：

14、本实用新型的燃料电池尾气成分在线检测系统及燃料电池，气泵和流量计配合，便于调节进入尾气成分测试仪的尾气流量，以使进入尾气成分测试仪的尾气流量能够满足测试要求，实现对燃料电池尾气的实时检测。第一汽水分离器对尾气中的水分进行分离，水分捕集阱对第一汽水分离器处理后的尾气进行进一步干燥，尾气成分测试仪进气口前设置硅胶干燥管，硅胶干燥管内的变色硅胶干燥剂能够吸附水分，并且吸水后颜色会发生改变，因此将硅胶干燥管作为尾气进入尾气成分测试仪前尾气干燥效果的监测设备，同时也作为对尾气干燥效果不达标的补偿干燥设备，如果硅胶干燥管内的变色硅胶干燥剂未变色，说明到达硅胶干燥管的尾气湿度已符合要求，如果变色，则说明到达硅胶干燥管的尾气湿度偏高，此时通过变色硅胶干燥剂对到达硅胶干燥管的尾气进行进一步干燥，从而保证进入尾气成分测试仪的尾气湿度符合要求，并且操作人员能够直观快速的通过硅胶干燥管内硅胶干燥剂的颜色判断到达硅胶干燥管的尾气湿度是否偏高，进而及时对燃料电池尾气成分在线检测系统进行调整和处理，确保尾气成分测试仪长期实时监测的可靠性和安全性。

技术特征：

1.燃料电池尾气成分在线检测系统，其特征在于，包括气泵(11)、第一汽水分离器(12)、水分捕集阱(13)、硅胶干燥管(14)、流量计(15)和尾气成分测试仪(16)，所述硅胶干燥管(14)内填充有变色硅胶干燥剂，所述气泵(11)进气口与燃料电池堆(100)的尾气排放管连通，所述气泵(11)出气口与所述第一汽水分离器(12)进气口连通，所述第一汽水分离器(12)出气口与所述水分捕集阱(13)进气口连通，所述水分捕集阱(13)出气口与所述硅胶干燥管(14)进气口连通，所述硅胶干燥管(14)出气口与所述尾气成分测试仪(16)进气口连通，所述流量计(15)设置于所述硅胶干燥管(14)出气口与所述尾气成分测试仪(16)进气口的连通管路上。

2.根据权利要求1所述的燃料电池尾气成分在线检测系统，其特征在于，还包括控制阀组、第一旁通管(18)和第一湿度传感器(20)，所述第一旁通管(18)的一端连通于所述第一汽水分离器(12)出气口与所述水分捕集阱(13)进气口的连通管路上，另一端连通于所述硅胶干燥管(14)出气口与所述尾气成分测试仪(16)进气口的连通管路上，所述第一湿度传感器(20)设置于所述第一汽水分离器(12)出气口与所述水分捕集阱(13)进气口的连通管路上，所述控制阀组能够控制所述第一旁通管(18)的通断以及所述第一汽水分离器(12)出气口与所述水分捕集阱(13)进气口连通管路的通断。

3.根据权利要求2所述的燃料电池尾气成分在线检测系统，其特征在于，所述控制阀组包括第一开关阀(17)和第二开关阀(19)，所述第一开关阀(17)设置于所述第一汽水分离器(12)出气口与所述水分捕集阱(13)进气口的连通管路上，所述第二开关阀(19)设置于所述第一旁通管(18)上。

4.根据权利要求2所述的燃料电池尾气成分在线检测系统，其特征在于，还包括冷凝器(21)，所述冷凝器(21)设置于所述气泵(11)出气口与所述第一汽水分离器(12)进气口的连通管路上。

5.根据权利要求4所述的燃料电池尾气成分在线检测系统，其特征在于，还包括第二旁通管(23)，所述第二旁通管(23)一端连通于所述气泵(11)出气口与所述冷凝器(21)进气口的连通管路上，另一端连通于所述冷凝器(21)出气口与所述第一汽水分离器(12)进气口的连通管路上，所述控制阀组能够控制所述第二旁通管(23)的通断以及所述气泵(11)出气口与所述冷凝器(21)进气口连通管路的通断。

6.根据权利要求5所述的燃料电池尾气成分在线检测系统，其特征在于，还包括第三旁通管(25)，所述第三旁通管(25)一端连通于所述气泵(11)出气口与所述冷凝器(21)进气口的连通管路上，另一端连通于所述第一汽水分离器(12)出气口与所述水分捕集阱(13)进气口的连通管路上，所述控制阀组能够控制所述第三旁通管(25)的通断。

7.根据权利要求6所述的燃料电池尾气成分在线检测系统，其特征在于，所述控制阀组还包括第三开关阀(22)、第四开关阀(24)和第五开关阀(26)，所述第三开关阀(22)设置于所述气泵(11)出气口与所述冷凝器(21)进气口的连通管路上，所述第四开关阀(24)设置于所述第二旁通管(23)上，所述第五开关阀(26)设置于所述第三旁通管(25)上。

8.根据权利要求7所述的燃料电池尾气成分在线检测系统，其特征在于，还包括第二湿度传感器(27)，所述第二湿度传感器(27)设置于所述气泵(11)出气口与所述第三开关阀(22)进气口的连通管路上。

9.燃料电池，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的燃料电池尾气成分在线检测系统，还包括燃料电池堆(100)。

10.根据权利要求9所述的燃料电池，其特征在于，还包括第二汽水分离器(200)，所述第二汽水分离器(200)设置于所述燃料电池堆(100)的尾气排放管上，所述气泵(11)的进气口与所述第二汽水分离器(200)的出气口连通。

技术总结
本技术属于燃料电池技术领域，公开了一种燃料电池尾气成分在线检测系统及燃料电池，燃料电池尾气成分在线检测系统包括气泵、第一汽水分离器、水分捕集阱、硅胶干燥管、流量计和尾气成分测试仪，硅胶干燥管内填充有变色硅胶干燥剂，气泵的进气口与燃料电池的尾气排放管连通，气泵的出气口与第一汽水分离器的进气口连通，第一汽水分离器的出气口与水分捕集阱的进气口连通，水分捕集阱的出气口与硅胶干燥管的进气口连通，硅胶干燥管的出气口与尾气成分测试仪的进气口连通，流量计设置于硅胶干燥管出气口与尾气成分测试仪进气口的连通管路上。本技术的燃料电池尾气成分在线检测系统，能够保证进入尾气成分测试仪的尾气湿度符合要求。

技术研发人员：孙玉玲,王彦波,时保帆,唐亮,乔兴年
受保护的技术使用者：山东国创燃料电池技术创新中心有限公司
技术研发日：20230117
技术公布日：2024/1/12