一种燃料电池测试平台循环水压力控制系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术提供一种燃料电池测试平台循环水压力控制系统及其使用方法。系统包括：储液容器，其上设置的进气口经过压力控制单元与辅助用气连通；压力控制单元，其用于根据控制单元发布的指令控制所述储液容器的进气通道以及排气通道的通断；液体循环单元，其一端连接所述储液容器的出水口、另一端连接燃料电池电堆入水口；第一压力反馈单元，其连接于所述燃料电池电堆入水口前的管路上，用于反馈燃料电池电堆入水口处的压力；控制单元，其与所述压力控制单元、液体循环单元以及第一压力反馈单元连接，并根据所述第一压力反馈单元采集的压力值控制所述压力控制单元动作。本发明专利技术结构简单、运行精度高且成本低廉。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池测试平台循环水压力控制系统及其使用方法
本专利技术涉及燃料电池测试领域，具体而言，尤其涉及一种燃料电池测试平台循环水压力控制系统及其使用方法。
技术介绍
氢燃料电池作为一种能够将化学能直接转为电能的新型清洁能源，已成为新能源的重要组成部分。在氢能产业快速发展的今天，不仅要在大功率、高稳定性的电堆研发生产上投入大量的人力物力，在相应的检测系统及配套设备上，也需要进行科学的研发布局。燃料电池电堆测试台在测试电堆高负荷工作时，循环水压力需随气体压力变化，压力的响应是电堆正常工作的前提。电堆冷却液循环水压力如果失控会对极板造成不可逆的损伤。由于电堆的极板材质类别不同，对汽水压差的要求也不相同。石墨极板一般要求汽水压差不能超过50KPA，在研发电堆的前期测试中，为了测出电堆最好性能，保护好电堆，甚至要求汽水压差不能超过20KPA。现有的燃料电堆测试平台，没有考虑循环水压力控制方案，循环水路结构中的水箱不能承压，电堆进出口压力，完全依靠循环水流量，电堆阻力及管路的通径来被动实现。而在测试石墨电堆时，由于汽水压差过大可能对电堆造成不可恢复的伤害，为减小汽水压差只能在电堆出口增加球阀，依靠改变球阀开度来手动实现压力调节。此种调压方法需要在测试过程中多人配合，且精度不高，及时性很差。公开号为CN109585880的中国专利公开了燃料电池测试平台普遍使用的控制方案，其中循环水路没有控压功能，仅用于被动检测进入燃料电池堆的压力。已知的装置和系统不能满足燃料电池的控压需求，为了更好的评估燃料电池电堆产品，需要开发更完备的燃料电池电堆测试台循环水控压系统。
技术实现思路
根据上述提出的现有装置和系统不能满足燃料电池控压需求的问题，而提供一种燃料电池测试平台循环水压力控制系统。本专利技术能够精确的控制电堆循环水路压力，同时能够适应更多类型的电堆。本专利技术采用的技术手段如下：一种燃料电池测试平台循环水压力控制系统，包括：储液容器，其上设置的进气口经过压力控制单元与辅助用气连通；压力控制单元，其用于根据控制单元发布的指令控制所述储液容器的进气通道以及排气通道的通断；液体循环单元，其一端连接所述储液容器的出水口、另一端连接燃料电池电堆入水口；第一压力反馈单元，其连接于所述燃料电池电堆入水口前的管路上，用于反馈燃料电池电堆入水口处的压力；控制单元，其与所述压力控制单元、液体循环单元以及第一压力反馈单元连接，并根据所述第一压力反馈单元采集的压力值控制所述压力控制单元动作。进一步地，所述系统还包括：第二压力反馈单元，其连接于所述储液容器上，用于反馈所述储液容器的内部压力；第三压力反馈单元，其连接于所述燃料电池电堆出水口后的管路上，用于反馈燃料电池电堆出水口处的压力。进一步地，系统还包括：压力保护单元，其一端连接于所述液体循环装置后的进堆管路，另一端连接所述储液容器的回水口。进一步地，所述储液容器上连接有泄压单元。进一步地，所述储液容器为密封不锈钢罐。一种基于上述任意一项所述系统的使用方法，包括以下步骤：启动系统各功能单元，控制单元根据使用需求控制所述液体循环单元功率进而控制循环水流量；控制单元获取燃料电池电堆入水口的需求压力；第一压力反馈单元提取燃料电池电堆入水口的实际压力，并将所述实际压力送至控制单元；所述控制单元根据所述需求压力和实际压力的差值，向所述压力控制单元下发控制指令从而控制进气通道以及排气通道的通断。进一步地，所述控制单元根据所述需求压力和实际压力的差值，向所述压力控制单元下发控制指令从而控制进气通道以及排气通道的通断，包括：当实际压力小于需求压力时，所述压力控制单元打开进气通道，向储液容器内输送气体，直至实际压力与需求压力相等时，关闭进气通道；当实际压力大于需求压力时，所述压力控制单元打开进气通道，将储液容器内气体排出，直至实际压力与需求压力相等时，关闭排气通道。进一步地，该方法还包括：当所述第一压力反馈单元提取的压力值异常时，控制单元控制压力保护单元开启，将液体循环单元后管路中的水引导回流至所述储液容器内。进一步地，该方法还包括：通过第二压力反馈单元实时获取储液容器内压力，当该压力值大于设定阈值时，控制单元控制泄压单元开启释放所述储液容器内气体。较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术公开的燃料电池测试平台循环水压力控制系统，实现了燃料电池测试平台对循环水路压力的精准控制。其对于燃料电池测试平台循环水的控压精度可以达到0.01BAR以内、响应时间在10秒以内。将此系统应用于燃料电池测试台，能够在测试过程中控制循环水压力，且控压精准，布管简单，控制方便，成本低廉。基于上述理由本专利技术可在燃料电池测试领域广泛推广。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为实施例中燃料电池测试平台循环水压力控制系统结构示意图。图中：1、储液容器；2、压力控制单元；3、泄压单元；4、液体循环单元；5、第一压力反馈单元；6、第二压力反馈单元；7、第三压力反馈单元；8、压力保护单元；9、控制单元。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在燃料电池电堆性能的评估及测试领域，进行电堆工况测试时，不仅需要对反应物及温湿度条件进行精准的控制和管理，更需要控制反应物及冷却液的压力。为了能够实现电堆冷却液压力的精准控制，本专利技术提供了一种燃料电池测试平台循环水压力控制系统，如图1所示，系统主要包括储液容器1、压力控制单元2、液体循环单元4、第一压力反馈单元5以及控制单元9。储液容器1上设置有进气口、排气口、出水口和回水口。进气口连接进气管路，所述进气管路与辅助用气输送装置出气口连通。排气口连接排气管路，所述排气管路与所述辅助用气输送装置回气口连通。出水口连接燃料电池电堆的入水管路。回水口连接燃料电池电堆的出水管路。此外，储液容器1上还设置有泄压口，泄压口通过泄压管路与泄压单元3连接。当储液容器1内的压力超过阈值，则通过泄压单元3排出气体，进而降低压强。进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池测试平台循环水压力控制系统，其特征在于，包括：/n储液容器，其上设置的进气口经过压力控制单元与辅助用气连通；/n压力控制单元，其用于根据控制单元发布的指令控制所述储液容器的进气通道以及排气通道的通断；/n液体循环单元，其一端连接所述储液容器的出水口、另一端连接燃料电池电堆入水口；/n第一压力反馈单元，其连接于所述燃料电池电堆入水口前的管路上，用于反馈燃料电池电堆入水口处的压力；/n控制单元，其与所述压力控制单元、液体循环单元以及第一压力反馈单元连接，并根据所述第一压力反馈单元采集的压力值控制所述压力控制单元动作。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池测试平台循环水压力控制系统，其特征在于，包括：
储液容器，其上设置的进气口经过压力控制单元与辅助用气连通；
压力控制单元，其用于根据控制单元发布的指令控制所述储液容器的进气通道以及排气通道的通断；
液体循环单元，其一端连接所述储液容器的出水口、另一端连接燃料电池电堆入水口；
第一压力反馈单元，其连接于所述燃料电池电堆入水口前的管路上，用于反馈燃料电池电堆入水口处的压力；
控制单元，其与所述压力控制单元、液体循环单元以及第一压力反馈单元连接，并根据所述第一压力反馈单元采集的压力值控制所述压力控制单元动作。


2.根据权利要求1所述的燃料电池测试平台循环水压力控制系统，其特征在于，所述系统还包括：
第二压力反馈单元，其连接于所述储液容器上，用于反馈所述储液容器的内部压力；
第三压力反馈单元，其连接于所述燃料电池电堆出水口后的管路上，用于反馈燃料电池电堆出水口处的压力。


3.根据权利要求1所述的燃料电池测试平台循环水压力控制系统，其特征在于，系统还包括压力保护单元，其一端连接于所述液体循环装置后的进堆管路，另一端连接所述储液容器的回水口。


4.根据权利要求1所述的燃料电池测试平台循环水压力控制系统，其特征在于，所述储液容器上连接有泄压单元。


5.根据权利要求1-4中任意一项所述的燃料电池测试平台循环水压力控制系统，其特征在于，所述储液容器为密封不锈钢罐。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丽华，高鹏云，安东宇，邵卫，梁栋，杜超，
申请(专利权)人：大连擎研科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21