一种氢气循环泵性能测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种氢气循环泵性能测试系统，包括气体输送模块、模拟电堆模块、安全监测模块、供配电模块、控制模块、数据采集器；气体输送模块包括截止阀、切断阀、过滤器、减压阀、安全阀、流量计、止回阀、电磁阀、阻火器、气液分离器；模拟电堆模块包括模拟罐、调压阀、流量控制器、止回阀、阻火器、蒸发器、止回阀、流量计、循环水泵、水箱、截止阀；安全监测模块包括氢气浓度探测器、火焰探测器和声光报警器；本系统能准确模拟燃料电池系统全工况运行下氢气循环泵进口气体参数和监测氢气循环泵出口气体参数，输出相应工况下氢气循环泵的性能特征曲线，为氢气循环泵在燃料电池系统中适用性与匹配性评判，及后续设计与优化提供可靠的数据支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种氢气循环泵性能测试系统
本专利技术属于气体循环水泵测试
，更具体地，涉及一种用于氢燃料电池系统的氢气循环泵性能测试系统。
技术介绍
氢燃料电池系统是一种新型、高效、清洁的发电装置，具有发电效率高、振动噪声低、零排放环境友好等优势，在新能源汽车、绿色船舶、固定电站、便携式电源等领域具有广阔市场应用前景。氢气循环泵是氢燃料电池系统的核心设备，把未反应的过量氢气从燃料电池电堆出口输送回燃料电池电堆入口循环利用，从而提高氢气的利用率。工作过程中，既能够把反应尾气的水份带入燃料电池电堆起到增湿作用，又能够提高氢气在燃料电池电堆阳极流道内流速，防止阳极水的累积，避免阳极发生水淹。因此，氢气循环泵的选择尤为重要，迫切需要研发一套氢气循环泵性能测试系统。科研人员通过科研项目研发过程技术创新，形成一系列的相关专利技术成果，如专利技术专利“一种燃料电池系统用氢气循环泵测试装置（申请号201910730513.0）”、“一种气体循环水泵的测试装置（申请号201910905421.1）”和“燃料电池氢气测试系统及测试方法（申请号201910909448.8）”等。然而，现有技术仍无法较为准确地模拟燃料电池系统复杂工况运行时氢气循环泵的进口气体参数，导致所测定氢循环水泵在不同工况下的性能数据不够精确，在上整机燃料电池系统试验前无法准确地评判氢气循环泵的适用性和匹配性，无法为后续氢气循环泵的设计与优化提供可靠的数据支撑。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种氢气循环泵性能测试系统，该系统通过遵循氢燃料电池系统全工况覆盖、数据精确、安全与可靠的设计原则，有效实现了对燃料电池系统复杂工况下氢气循环泵性能参数更为准确地监测和模拟。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种氢气循环泵性能测试系统，包括气体输送模块、模拟电堆模块、安全监测模块、供配电模块、控制模块和数据采集器；所述的气体输送模块包括顺序连接的切断阀、过滤器、减压阀、安全阀、第一流量计、第一止回阀、第二流量计、氢气循环泵、气液分离器和电磁阀，通过电磁阀排空氢气，所述的切断阀分别通过第一截止阀和第二截止阀连接氮气供给装置和氢气供给装置；所述的模拟电堆模块包括模拟罐和与模拟罐连接的蒸发器，模拟罐和蒸发器上分别安装有模拟罐加热器和蒸发器加热器，所述的模拟罐前侧连接在第一止回阀和第二流量计之间，模拟罐后侧依次连接流量控制器和第二止回阀，通过第二止回阀将氢气收集到指定容器，模拟罐后侧还通过调压阀连接电磁阀，所述的蒸发器上还依次连接有第三止回阀、第三流量计、循环水泵、水箱和第三截止阀；所述的安全监测模块包括氢气浓度探测器、火焰探测器和声光报警器；所述的供配电模块通过控制模块分别与切断阀、减压阀、电磁阀、调压阀，流量控制器、模拟罐加热器、蒸发器加热器、循环水泵和声光报警器连接；所述的供配电模块通过数据采集器与第一流量计、第二流量计、流量控制器、第三流量计、氢气浓度探测器和火焰探测器连接。所述的一种氢气循环泵性能测试系统，其电磁阀和第二止回阀上分别连接有第一阻火器和第二阻火器。所述的一种氢气循环泵性能测试系统，其模拟罐和蒸发器上分别设置有温度传感器，所述的温度传感器与数据采集器连接。所述的一种氢气循环泵性能测试系统，其第一止回阀与模拟罐之间连接有温度传感器、压力传感器和湿度传感器，所述的温度传感器、压力传感器和湿度传感器与数据采集器连接。所述的一种氢气循环泵性能测试系统，其调压阀与气液分离器之间连接有温度传感器、压力传感器和湿度传感器，所述的温度传感器、压力传感器和湿度传感器与数据采集器连接。所述的一种氢气循环泵性能测试系统，其气液分离器与氢气循环泵之间连接有温度传感器、压力传感器和湿度传感器，所述的温度传感器、压力传感器和湿度传感器与数据采集器连接。所述的一种氢气循环泵性能测试系统，其第二流量计与氢气循环泵之间连接有压力传感器、湿度传感器，所述的压力传感器和湿度传感器与数据采集器连接。所述的一种氢气循环泵性能测试系统，其循环水泵为爪式循环水泵、离心式循环水泵、罗茨式循环水泵或引射泵。本专利技术的有益效果是：1，本系统能够更为准确地模拟燃料电池系统全工况运行下氢气循环泵的进口气体参数和监测氢气循环泵出口气体参数，输出相应工况下氢气循环泵的性能特征曲线，为氢气循环泵在燃料电池系统中适用性与匹配性评判，及其后续设计与优化提供更为可靠的数据支撑。2，本系统采集器收集数据通过控制模块与燃料电池系统实时数据在线匹配，对本系统测试数据准确性进行在线校核，提高可靠性。3，本系统设计科学、精确度高、安全可靠、操作方便、扩展性强，具有极高的推广价值和巨大应用前景。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图中标记说明：1—第一截止阀，2—第二截止阀，3—切断阀，4—过滤器，5—减压阀，6—安全阀，7—第一流量计，8—第一止回阀，9—电磁阀，10—第一阻火器，11—气液分离器，12—第二流量计，13—模拟罐，13-1—模拟罐加热器，14—调压阀，15—流量控制器，16—第二止回阀，17—第二阻火器，18—蒸发器，18-1—蒸发器加热器，19—第三止回阀，20—第三流量计，21—循环水泵，22—水箱，23—第三截止阀，24—氢气浓度探测器，25—火焰探测器，26—声光报警器，a/d/e/h/m—温度传感器，b/f/i/k—压力传感器，c/g/j/l—湿度传感器。具体实施方式结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明如下。如图1所示，本专利技术公开了一种氢气循环泵性能测试系统，包括气体输送模块、模拟电堆模块、安全监测模块、供配电模块、控制模块和数据采集器。所述的气体输送模块包括顺序连接的切断阀3、过滤器4、减压阀5、安全阀6、第一流量计7、第一止回阀8、第二流量计12、氢气循环泵、气液分离器11、电磁阀9和第一阻火器10，通过电磁阀9排空氢气，所述的切断阀3分别通过第一截止阀1和第二截止阀2连接氮气供给装置和氢气供给装置。所述的模拟电堆模块包括模拟罐13和与模拟罐13连接的蒸发器18，模拟罐13和蒸发器18上分别安装有模拟罐加热器13-1和蒸发器加热器18-1，所述的模拟罐13前侧连接在第一止回阀8和第二流量计12之间，模拟罐13后侧依次连接流量控制器15、第二止回阀16之后连接第二阻火器17，通过第二止回阀16将氢气收集到指定容器，模拟罐13后侧还通过调压阀14连接电磁阀9，所述的蒸发器18上还依次连接有第三止回阀19、第三流量计20、循环水泵21、水箱22和第三截止阀23。所述的安全监测模块包括氢气浓度探测器24、火焰探测器25和声光报警器26；所述的供配电模块通过控制模块分别与切断阀3、减压阀5、电磁阀9、调压阀14，流量控制器15、模拟罐加热器13-1、蒸发器加热器18-1、循环水泵21和声光报警器26连接；所述的供配电模块通过数据采集器与第一流量计7、第二流量计12、流量控制器15、第三流量计20、氢气浓度探测器24和火本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢气循环泵性能测试系统，其特征在于：包括气体输送模块、模拟电堆模块、安全监测模块、供配电模块、控制模块和数据采集器；/n所述的气体输送模块包括顺序连接的切断阀（3）、过滤器（4）、减压阀（5）、安全阀（6）、第一流量计（7）、第一止回阀（8）、第二流量计（12）、氢气循环泵、气液分离器（11）和电磁阀（9），所述的切断阀（3）分别通过第一截止阀（1）和第二截止阀（2）连接氮气供给装置和氢气供给装置；/n所述的模拟电堆模块包括模拟罐（13）和与模拟罐（13）连接的蒸发器（18），模拟罐（13）和蒸发器（18）上分别安装有模拟罐加热器（13-1）和蒸发器加热器（18-1），所述的模拟罐（13）前侧连接在第一止回阀（8）和第二流量计（12）之间，模拟罐（13）后侧依次连接流量控制器（15）和第二止回阀（16），模拟罐（13）后侧还通过调压阀（14）连接电磁阀（9），所述的蒸发器（18）上还依次连接有第三止回阀（19）、第三流量计（20）、循环水泵（21）和水箱（22），所述的水箱（22）通过第三截止阀（23）连接供水装置；/n所述的安全监测模块包括氢气浓度探测器（24）、火焰探测器（25）和声光报警器（26）；/n所述的供配电模块通过控制模块分别与切断阀（3）、减压阀（5）、电磁阀（9）、调压阀（14），流量控制器（15）、模拟罐加热器（13-1）、蒸发器加热器（18-1）、循环水泵（21）和声光报警器（26）连接；所述的供配电模块通过数据采集器与第一流量计（7）、第二流量计（12）、流量控制器（15）、第三流量计（20）、氢气浓度探测器（24）和火焰探测器（25）连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种氢气循环泵性能测试系统，其特征在于：包括气体输送模块、模拟电堆模块、安全监测模块、供配电模块、控制模块和数据采集器；
所述的气体输送模块包括顺序连接的切断阀（3）、过滤器（4）、减压阀（5）、安全阀（6）、第一流量计（7）、第一止回阀（8）、第二流量计（12）、氢气循环泵、气液分离器（11）和电磁阀（9），所述的切断阀（3）分别通过第一截止阀（1）和第二截止阀（2）连接氮气供给装置和氢气供给装置；
所述的模拟电堆模块包括模拟罐（13）和与模拟罐（13）连接的蒸发器（18），模拟罐（13）和蒸发器（18）上分别安装有模拟罐加热器（13-1）和蒸发器加热器（18-1），所述的模拟罐（13）前侧连接在第一止回阀（8）和第二流量计（12）之间，模拟罐（13）后侧依次连接流量控制器（15）和第二止回阀（16），模拟罐（13）后侧还通过调压阀（14）连接电磁阀（9），所述的蒸发器（18）上还依次连接有第三止回阀（19）、第三流量计（20）、循环水泵（21）和水箱（22），所述的水箱（22）通过第三截止阀（23）连接供水装置；
所述的安全监测模块包括氢气浓度探测器（24）、火焰探测器（25）和声光报警器（26）；
所述的供配电模块通过控制模块分别与切断阀（3）、减压阀（5）、电磁阀（9）、调压阀（14），流量控制器（15）、模拟罐加热器（13-1）、蒸发器加热器（18-1）、循环水泵（21）和声光报警器（26）连接；所述的供配电模块通过数据采集器与第一流量计（7）、第二流量计（12）、流量控制器（15）、第三流量计（20）、氢气浓度探测器（24）和火焰探测器（25）连接。


2.根据权利要求1所述的一种氢气循环泵性能测试系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐增师，高勇，张奥，刘捷，谢小进，
申请(专利权)人：武汉船用电力推进装置研究所中国船舶重工集团公司第七一二研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42