一种燃料电池测试系统技术方案

本实用新型专利技术涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池测试系统，所述燃料电池测试系统包括为燃料电池测试系统供应气体的气源系统；将气源系统供应的气体经过引射器进行输出的引射器供气系统，模拟电堆的运行接收来自引射器供气系统输出的气体的消耗系统，将气源系统的气体和/或消耗系统排出气体经过控温控湿处理后送入引射器供气系统的温湿度控制系统；本实用新型专利技术能够模拟电堆运行环境，模拟电堆运行气体消耗、排气、排水等条件下，验证引射器工况特性；模拟电堆氧气循环气体组分，引射特性更接近电堆真实运行条件；进行引射器的多种测试，回流流阻、湿度、温度精确控制，可调试、验证燃料电池发动机引射器控制策略。燃料电池发动机引射器控制策略。燃料电池发动机引射器控制策略。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池测试系统


[0001]本技术涉及燃料电池
，具体涉及一种燃料电池测试系统。

技术介绍

[0002]燃料电池发动机系统是一种新型的燃料电池发电系统，它是将装置内化学反应产生的化学能通过这个电化学装置转变为电能。氢燃料电池发动机系统作为氢燃料应用的重要载体，具有无污染、环境友好等特点，是实现碳中和、碳达峰的重要技术路线。燃料电池发动机的主要零部件包括空气机、氢喷喷射器/比例阀、水泵、氢气循环泵等。
[0003]燃料电池发动机在低温环境下启动是普遍面临的难题，氢气循环泵在冷启动过程中，经常面临因冷却水结冰而无法启动循环泵。为解决氢气循环泵在冷启动及运行可靠性等方面的问题，引射器逐渐被引入燃料电池领域用于替代氢气循环泵。引射器一般按在引射器中相互作用介质的状态来分类：(1)引射和被引射介质的相态相同的引射器；(2)引射与被引射介质处于不同相态，它们在混合过程中相态也不改变的引射器；(3)引射或被引射介质的相态发生改变的引射器。
[0004]燃料电池引射器属于气气引射器，其主要作用为替代氢气循环泵的功能，使得电堆未完全利用的气体重新循环进入电堆的入口，重复利用，提升燃料电池的氢气利用率。燃料电池引射器有效的解决了氢气循环泵易卡滞、工作功耗高、耐久性等问题，燃料电池引射器的性能开发成为日渐重要的工作。现有引射器的测试方法一般为测试干态条件下的引射器的喷、引射性能，缺乏全局性的测试系统和完善的部件级、系统级的控制方法。
[0005]目前在燃料电池引射器测试系统方面的内容主要为控制引射器入口气体压力，控制调节回流路气体压力、湿度等，模拟电堆工况，测试引射器引射比，在专利CN210692688U中提及一种燃料电池引射器的测试系统级测试方法，其原理流程图如下，通过调节第一压力调节阀和第二压力调节阀的开闭程度来模拟燃料电池电堆内压力变化和气体消耗量，采用增湿器模拟燃料电池内湿度，采用温度控制器来模拟电堆内部的温度，通过模拟不同工况下温度、压力、湿度和流量获取引射器的工作性能。
[0006]然而对于燃料电池运行工况的模拟，无法实现燃料电池反应气体组分的模拟；通过调节阀控制模拟燃料电池运行的气体消耗，控制精确性较差；且该申请主要用于模拟燃料电池运行工况模拟，对于引射器回流量、流阻的模拟具有局限性，且只能完成单比例阀+引射器的功能测试，无法实现匹配燃料电池运行全工况条件下的Map图测试。

技术实现思路

[0007]本技术所要解决的技术问题是：提供一种克服
技术介绍
中存在的技术问题的燃料电池测试系统。
[0008]为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：
[0009]一种燃料电池测试系统，包括
[0010]气源系统，为所述燃料电池测试系统供应气体；
[0011]引射器供气系统，将气源系统供应的气体经过引射器进行输出；
[0012]消耗系统，模拟电堆的运行接收来自引射器供气系统输出的气体；以及
[0013]温湿度控制系统，将气源系统的气体和/或消耗系统排出气体经过控温控湿处理后送入引射器供气系统。
[0014]为了解决上述技术问题，本技术采用的另一技术方案为：
[0015]一种上述的燃料电池测试系统的控制方法，包括
[0016]启动燃料电池测试系统，根据是否模拟气体组分选择测试模式，若是，则燃料电池测试系统进入预设的引射器性能开环增湿测试模式；若否，则燃料电池测试系统进入预设的引射器性能闭环测试模式或双喷射路性能测试。
[0017]本技术的有益效果在于：通过燃料电池测试系统能够模拟电堆运行环境，模拟电堆运行气体消耗、排气、排水等条件下，验证引射器工况特性；模拟电堆氧气循环气体组分，引射特性更接近电堆真实运行条件；可进行引射器的开环测试，引射回流流阻、湿度、温度实现精确控制；可进行引射器的闭环测试，系统可调试、验证燃料电池发动机引射器控制策略；可进行“单一比例阀/喷射器+引射器”性能的测试，也可进行“比例阀/喷射器+引射器+Bypass(旁通)比例阀/喷射器”性能的测试；可实现燃料电池发动机引射器在发动机运行过程中的全工况Map测试。
附图说明
[0018]图1为本技术具体实施例一的一种燃料电池测试系统的示意图；
[0019]图2为本技术具体实施例二的气体流动方向图(黑色箭头)；
[0020]图3为本技术具体实施例三的气体流动方向图(黑色箭头)；
[0021]图4为本技术具体实施例四的气体流动方向图(黑色箭头)；
[0022]图5为本技术具体实施例五的气体流动方向图(黑色箭头)；
[0023]图6为本技术具体实施例五的流程示意图；
[0024]标号说明：1、混合腔；2、第一流量计；3、第一压力传感器；4、第一比例阀/第一喷射器；5、第二流量计；6、第二压力传感器；7、第二比例阀/第二喷射器；8、第三压力传感器；9、引射器；10、第一三通阀；11、第四压力传感器；12、第一温度传感器；13、第一湿度传感器；14、第一电动阀；15、第二电动阀；16、第三电动阀；17、第二温度传感器；18、第五压力传感器；19、第三温度传感器；20、第二湿度传感器；21、第三流量计；22、第四电动阀；23、第一分水器；24、第一排水阀；25、电堆模拟腔；26、安全阀；27、排气阀；28、质量流量控制器；29、第二分水器；30、第二排水阀；31、气源系统；311、氢气源；312、氮气源；313、空气源；314、第四比例阀；315、第五比例阀；316、第六比例阀；32、第六压力传感器；33、氢浓度/氧浓度传感器；34、缓冲腔；35、第三比例阀/第三喷射器；36、第七压力传感器；37、第二三通阀；38、第一加热器；39、第三三通阀；40、第八压力传感器；41、第四温度传感器；42、第三湿度传感器；43、膜增湿器；44、第九压力传感器；45、第五温度传感器；46、节流阀；47、水泵；48、第四三通阀；49、第二加热器；50、散热器；51、流阻调节器。
具体实施方式
[0025]为详细说明本技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配
合附图予以说明。
[0026]请参照图1至图6，一种燃料电池测试系统，包括
[0027]气源系统，为所述燃料电池测试系统供应气体；
[0028]引射器供气系统，将气源系统供应的气体经过引射器进行输出；
[0029]消耗系统，模拟电堆的运行接收来自引射器供气系统输出的气体；以及
[0030]温湿度控制系统，将气源系统的气体和/或消耗系统排出气体经过控温控湿处理后送入引射器供气系统。
[0031]进一步的，所述气源系统包括氢气源、氮气源、空气源、混合腔、缓冲腔，所述氢气源、氮气源和空气源分别通过电动阀与混合腔连通；所述氢气源、氮气源和空气源分别通过比例阀与缓冲腔连通；
[0032]所述混合腔与引射器供气系统连通；所述缓冲腔、消耗系统通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池测试系统，其特征在于，包括气源系统，为所述燃料电池测试系统供应气体；引射器供气系统，将气源系统供应的气体经过引射器进行输出；消耗系统，模拟电堆的运行接收来自引射器供气系统输出的气体；以及温湿度控制系统，将气源系统的气体和/或消耗系统排出气体经过控温控湿处理后送入引射器供气系统。2.根据权利要求1所述的燃料电池测试系统，其特征在于，所述气源系统包括氢气源、氮气源、空气源、混合腔、缓冲腔，所述氢气源、氮气源和空气源分别通过电动阀与混合腔连通；所述氢气源、氮气源和空气源分别通过比例阀与缓冲腔连通；所述混合腔与引射器供气系统连通；所述缓冲腔、消耗系统通过第二三通阀与温湿度控制系统连通。3.根据权利要求2所述的燃料电池测试系统，其特征在于，所述引射器供气系统包括引射器、第一三通阀、主引射气源供气系统和引射器回流口供气系统，所述主引射气源供气系统包括第一比例阀/第一喷射器、第二比例阀/第二喷射器以及第三比例阀/第三喷射器；所述混合腔、第二比例阀/第二喷射器、引射器依次连通构成主喷射路；所述引射器与消耗系统之间通过第一三通阀连通；所述混合腔第一比例阀/第一喷射器、第一三通阀依次连通构成旁通喷射路；所述第三比例阀/第三喷射器位于缓冲腔与第二三通阀...

【专利技术属性】
技术研发人员：王肖奎，王鹏颖，张潇丹，滕朝军，
申请(专利权)人：北京亿华通科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：