一种燃料电池消氢器的测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种燃料电池消氢器的测试装置，包括：测试主管路，其两端设有进气端和排气端，该进气端用于输送测试所需的混合气体，该混合气体由空气、氮气和氢气组成；所述进气端的下游管路设有氧气浓度探测器、第一氢气浓度探测器、湿度传感器、温度传感器、压力传感器和第一气体流量计；所述第一气体流量计的下游管路连接至消氢器，该消氢器的两端管路上分别设有采样口，两个采样口之间连接压降测试仪；所述消氢器的下游管路设有第二氢气浓度探测器，用于检测消氢后管路中氢气的浓度。本实用新型专利技术通过模拟燃料电池车尾排气的复杂工况，以实现对燃料电池消氢器的消氢性能及效率进行综合评估。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池消氢器的测试装置
本技术涉及氢燃料电池汽车
，特别涉及一种燃料电池消氢器的测试装置。
技术介绍
燃料电池乘用车存在经过隧道、停入地下车库的应用场景，而燃料电池叉车经常需要在室内封闭空间作业，而燃料电池阳极尾气中未反应完的氢气，若不经任何处理就直接排放到封闭空间中，氢气的积累聚集容易造成极大的安全隐患。燃料电池消氢器用于消除燃料电池尾气中未反应完的氢气，其消氢性能亟需一套相对完善、成熟的测试方法及装置进行评估，以助力燃料电池汽车行业的发展。燃料电池车直接排出来氢气，需要经过消氢器进行消氢处理，之后再排放到环境空气中，以消除氢气聚集带来的安全隐患。在高低温、高湿等复杂工况下，消氢器的消氢效滤是否会受到影响，因此，需要一套完善的测试装置及方法，能够同时测试消氢器在高温、高饱和湿度、大流量、低浓度氢气等环境下的消氢性能及效率，对燃料电池消氢器的消氢性能进行认定与评估。专利号CN201210562972.0公开了一种催化剂消氢性能的测试系统及测试方法，通过数据采集控制系统，记录催化反应器进口和出口的温度、压力、氢气含量和相对湿度随时间变化，能够模拟核电站安全壳设计基准事故状态。然而，与核电站用消氢器的使用环境工况相比，燃料电池车尾排气环境工况更为复杂，第一，燃料电池车尾排气中氧气浓度含量低，正常不超过10％，远低于正常空气中氧气浓度含量21％；第二，温度高、湿度大，燃料电池车尾排气温度高达80-110度，湿度接近饱和状态，不同于一般的消氢器工作环境工况；第三，流速高，燃料电池车尾排气流速高。<br>
技术实现思路
有鉴于此，本技术的主要目的在于提供一种燃料电池消氢器的测试装置及方法，通过模拟燃料电池车尾排气的复杂工况，以实现对燃料电池消氢器的消氢性能及效率进行综合评估。本技术采用的技术方案为，一种燃料电池消氢器的测试装置，包括：测试主管路，其两端设有进气端和排气端，该进气端用于输送测试所需的混合气体，该混合气体由空气、氮气和氢气组成；所述进气端的下游管路设有氧气浓度探测器、第一氢气浓度探测器、湿度传感器、温度传感器、压力传感器和第一气体流量计；所述第一气体流量计的下游管路连接至消氢器，该消氢器的两端管路上分别设有采样口，两个采样口之间连接压降测试仪；所述消氢器的下游管路设有第二氢气浓度探测器，用于检测消氢后管路中氢气的浓度。由上，在进行测试时，打开混匀仓，使由空气、氮气和氢气组成的混合气体通过该测试装置的进气端进入到测试主管路，并通过第一氢气浓度探测器对混合气体中的氢气浓度进行检测，混合气体经过测试主管路进入到消氢器进行消氢处理后，再通过第二氢气浓度探测器对消氢处理后的氢气浓度进行检测，根据两次检测结果即可得出消氢器的消氢效率，本装置通过模拟燃料电池车尾排气的复杂工况，以实现对燃料电池消氢器的消氢性能及效率进行综合评估。可选的，还包括一混匀仓，该混匀仓的进气口通过管路分别连接空气进气口、氢气进气口和氮气进气口；该混匀仓的内部设有风机，用于将空气、氮气和氢气进行搅拌混匀后输送至所述测试主管路的进气端。由上，利用混匀仓可将空气、氮气和氢气进行搅拌混匀，使其满足测试所需的混合气体条件，同时，该混匀仓应采用密封抗腐蚀材料，使风机在其内部工作，避免空气泄漏造成污染。可选的，所述氢气进气口连接装有纯氢气体的氢气瓶，该氢气瓶的出气口处设有第一调压阀、第一电磁阀和第二气体流量计。由上，该第一调压阀用于调节氢气瓶的出气口的压力，第一电磁阀用于控制氢气进入主管路的流量和吹扫时间，第二气体流量计用于控制氢气的流速。可选的，所述氮气进气口连接装有纯氮气体的氮气瓶，该氮气瓶的出气口处设有第二调压阀和第三气体流量计。由上，该第二调压阀用于调节氮气瓶的出气口的压力，第三气体流量计用于控制氮气的流速。可选的，所述空气进气口设有过滤器。由上，过滤器可用于除去空气中的颗粒物及容易使消氢器催化剂中毒的气体，使进入主管路中的空气保持干净清洁。可选的，所述空气进气口、氢气进气口与混匀仓之间的管路上还设有加湿器和加热器，用于对空气和氮气的混合气体进行加湿和加热。由上，加湿器用于加湿进入测试主管路中的测试气体，加热器用于加热进入测试主管路中的测试气体，湿度和温度均可根据测试需要进行调节。可选的，所述消氢器的前端设有第二电磁阀。由上，第二电磁阀用于控制混合气体进入消氢器的流量和时间。可选的，所述测试主管路和混匀仓采用不锈钢材质。由上，由于混合气体中包含较高浓度的氢气，通过采用不锈钢材质，可以达到抗氢脆的目的。本申请还提供了一种燃料电池消氢器的测试方法，该测试方法采用上述的燃料电池消氢器的测试装置，具体步骤如下：通过混匀仓将空气、氮气和氢气搅拌混匀后，输送到测试主管路；通过消氢器上游的第一氢气浓度探测器测量消氢前的氢气浓度；通过消氢器两端的压降测试仪测试消氢器两端的压降，待满足压降需求后，通过消氢器下游的第二氢气浓度探测器测量消氢后的氢气浓度；根据消氢前的氢气浓度和消氢后的氢气浓度计算消氢器的消氢效率。由上，该方法通过混匀仓将空气、氮气和氢气进行混合，以燃料电池车尾排气的复杂工况，同时通过对消氢器两端的风阻压降进行测试，以及对消氢器前后两端测试主管路中的氢气浓度进行测试，以计算得到消氢器的消氢效率，根据消氢器风阻压降和消氢效率可判断燃料电池消氢器的消氢性能进行整体评估，以及评估是否可以满足燃料电池尾气排气中氢气浓度的指标要求。可选的，所述通过混匀仓将空气、氮气和氢气搅拌均匀包括：打开测试主管路上的第二电磁阀和混匀仓，使空气经过过滤器后进入混匀仓，打开氮气瓶的阀门，通过调节该氮气瓶的出气口处的第二调压阀和第三气体流量计，使减压后的氮气进入混匀仓，与空气混合；打开加湿器和加热器，对管路中的空气和氮气进行加湿和加热，使其满足测试所需的湿度和温度；打开氢气瓶的阀门，通过调节该氢气瓶的出气口处的第一调压阀和第二气体流量计，使减压后的氢气进入混匀仓，与空气和氮气混合，并通过调节第一电磁阀控制氢气的吹扫时间。由上，通过使得空气、氮气和氢气依次进入混匀仓，并通过对空气和氮气进行加湿、加热，使得混匀仓的混合气体能够模拟出高温、高饱和湿度、大流量、低浓度氢气等排气环境工况，从而实现对消氢器在各种环境工况下的消氢性能测试。附图说明图1为本技术燃料电池消氢器的测试装置的原理图；图2为本技术燃料电池消氢器的测试方法的流程图。符号说明测试主管路101，混匀仓102，氧气浓度探测器103，氢气浓度探测器104，湿度传感器105，温度传感器106，压力传感器107，气体流量计108，电磁阀109，燃料电池消氢器110，压降测试仪111，氢气浓度探测器112，空气过滤器113，加湿器114，加热器115，氮气瓶116，调压阀117，气体流量计118，氢气瓶119，调压阀120，电磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池消氢器的测试装置，其特征在于，包括：/n测试主管路，其两端设有进气端和排气端，该进气端用于输送测试所需的混合气体，该混合气体由空气、氮气和氢气组成；/n所述进气端的下游管路设有氧气浓度探测器、第一氢气浓度探测器、湿度传感器、温度传感器、压力传感器和第一气体流量计；/n所述第一气体流量计的下游管路连接至消氢器，该消氢器的两端管路上分别设有采样口，两个采样口之间连接压降测试仪；/n所述消氢器的下游管路设有第二氢气浓度探测器，用于检测消氢后管路中氢气的浓度。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池消氢器的测试装置，其特征在于，包括：
测试主管路，其两端设有进气端和排气端，该进气端用于输送测试所需的混合气体，该混合气体由空气、氮气和氢气组成；
所述进气端的下游管路设有氧气浓度探测器、第一氢气浓度探测器、湿度传感器、温度传感器、压力传感器和第一气体流量计；
所述第一气体流量计的下游管路连接至消氢器，该消氢器的两端管路上分别设有采样口，两个采样口之间连接压降测试仪；
所述消氢器的下游管路设有第二氢气浓度探测器，用于检测消氢后管路中氢气的浓度。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括一混匀仓，该混匀仓的进气口通过管路分别连接空气进气口、氢气进气口和氮气进气口；
该混匀仓的内部设有风机，用于将空气、氮气和氢气进行搅拌混匀后输送至所述测试主管路的进气端。


3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李子飞，李海，
申请(专利权)人：北京国鸿氢能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11