一种氢燃料电池测试系统和氢气安全防护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种氢燃料电池测试系统和氢气安全防护装置中，氢气安全防护装置包括：氢气供气切断及放空机构、氢气泄露检测机构、火灾检测机构，排气机构、以及氢气泄露报警控制器。当存储室氢气浓度检测组件检测到氢气存储室中存在氢气泄露，或者，当实验室氢气浓度检测组件检测到氢燃料电池实验室中存在氢气泄露时，氢气泄露报警控制器发出报警信号，并通过风机控制模块控制第一排风机将氢气存储室中泄露的氢气排出至氢气存储室的室外，或者，控制第二排风机将氢燃料电池实验室中泄露的氢气排出至氢燃料电池实验室的室外。若发生火情，再控制供气阀关闭、放空阀打开。如此，通过氢气泄露报警控制器实现联动，保证实验过程的安全性。的安全性。的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种氢燃料电池测试系统和氢气安全防护装置


[0001]本申请涉及燃料电池
，具体涉及一种氢燃料电池实验室和氢气安全防护装置。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cell PEMFC)是一种具有能量转换效率高、工作温度低、零污染、能量密度高等优点的新能源发电装置。目前，我国已将氢能作为国家的战略能源技术，并给予持续的政策支持和大规模的产业化引导。其中燃料电池作为氢能的重要方向，是其商业化的主要方向和必然之路。
[0003]可以理解的是，对于氢燃料电池的研究和产品验证需要大量的基础性实验工作，氢能实验室便应运而生。氢能实验室是燃料电池及其辅助产品科学研究和产品检验的场所，氢能实验室的安全性至关重要，是整个氢燃料电池实验室最关键的部分。燃料电池实验室的氢气消耗量大，经常存在泄漏的风险，如果没有有效的监测、报警和处理系统，就容易发生安全事故。然而，现有的氢燃料电池实验室大多没有完善的安全控制系统，均是安全控制系统设计不健全、安全性低，同时没有做到有效的联动性控制，存在一定的安全风险。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种氢燃料电池测试系统和氢气安全防护装置，以保证实验的安全性，防止事故的发生。
[0005]根据本申请的第一方面，本申请提供了一种氢气安全防护装置，包括：
[0006]氢气供气切断及放空机构，包括：供气阀和放空阀；所述供气阀安装在氢气供气管路上，用于控制氢气供气管路的通断；所述放空阀安装在氢气放空管路上、用于控制氢气放空管路的通断；
[0007]氢气泄露检测机构，包括：存储室氢气浓度检测组件和实验室氢气浓度检测组件，所述存储室氢气浓度检测组件用于检测氢气存储室中的氢气浓度，所述实验室氢气浓度检测组件用于检测实验室中的氢气浓度；
[0008]火灾检测机构，包括：第一火焰探测器，第二火焰探测器以及消防报警及控制模块；所述第一火焰探测器的输出端与第二火焰探测器的输出端均与所述消防报警及控制模块的输入端连接，所述第一火焰探测器用于检测氢气存储室是否存在火情；所述第二火焰探测器用于检测氢燃料电池实验室中是否存在火情；
[0009]排气机构，包括：第一排风机、第二排风机以及风机控制模块，所述第一排风机与第二排风机均与所述风机控制模块连接，所述第一排风机用于将氢气存储室中泄露的氢气排出至氢气存储室的室外，所述第二排风机用于将氢燃料电池实验室中泄露的氢气排出至实验室的室外；
[0010]氢气泄露报警控制器，所述供气阀的控制端、所述放空阀的控制端、所述存储室氢气浓度检测组件的输出端、所述实验室氢气浓度检测组件的输出端、所述消防报警及控制
模块的输出端、所述风机控制模块的输出端均与所述氢气泄露报警控制器连接。
[0011]一种实施例中，所述氢气泄露报警控制器包括：报警模块，第一比较模块、第二比较模块、以及第三比较模块，所述报警模块的控制端、所述存储室氢气浓度检测组件的输出端、所述实验室氢气浓度检测组件的输出端均与所述第一比较模块的输入端、第二比较模块的输入端以及第三比较模块的输入端连接，所述风机控制模块均与所述第二比较模块的输出端、所述第三比较模块的输出端连接，所述供气阀的控制端、所述放空阀的控制端均与所述第三比较模块的输入端连接；所述第一比较模块用于比较所述存储室氢气浓度检测组件和/或实验室氢气浓度检测组件所检测的氢气浓度值是否在第一预设范围，当在第一预设范围时，控制所述报警模块发出报警信号；所述第二比较模块用于比较所述存储室氢气浓度检测组件和/或实验室氢气浓度检测组件所检测的氢气浓度是否在第二预设范围，当在第二预设范围时，控制所述报警模块发出报警信号，所述风机控制模块控制所述第一排风机和/或第二排风机以第一预设功率运行；所述第三比较模块用于比较所述存储室氢气浓度检测组件和/或实验室氢气浓度检测组件所检测的氢气浓度值是否在第三预设范围，当在第三预设范围时，控制所述报警模块发出报警信号，所述风机控制模块控制所述第一排风机和/或第二排风机以第二预设功率运行，所述供气阀关闭、所述放空阀打开。
[0012]一种实施例中，所述第一预设范围为所检测的氢气的体积浓度介于小于0.5％，所述第二预设范围为所检测的氢气体积浓度大于0.5％且小于4.0％，所述第三预设范围为所检测的氢气体积浓度大于4.0％。
[0013]一种实施例中，所述第一排风机和第二排风机的第一预设功率为半功率，所述第一排风机和第二排风机的第二预设功率为全功率。
[0014]一种实施例中，所述火灾检测机构还包括：第一消防处置单元以及第二消防处置单元，所述第一消防处置单元的输入端和所述第二消防处置单元的输入端均与所述消防报警及控制模块连接；所述第一消防处置单元用于在所述第一火焰探测器检测到氢气存储室中存在火情时，对氢气存储室进行灭火；所述第二消防处置单元用于在所述第二火焰探测器检测到氢燃料电池实验室中存在火情时，对氢燃料电池实验室进行灭火。
[0015]一种实施例中，所述第一消防处置单元和第二消防处置单元均为自动灭火设施。
[0016]一种实施例中，所述第一火焰探测器和所述第二火焰探测器均包括：红外火焰检测传感器、紫外火焰检测传感器、红外/紫外火焰检测传感器中的至少一种。
[0017]一种实施例中，所述存储室氢气浓度检测组件包括：设置在氢气存储室内部上方的第一氢气浓度探测器，设置在氢气存储室中氢气汇流排上方的第二氢气浓度探测器，以及设置在氢气存储室中氢气集装格上方的第三氢气浓度探测器。
[0018]一种实施例中，所述实验室氢气浓度检测组件包括：设置在实验室供气面板上方的第四氢气浓度探测器、设置在测试台上方的第五氢气浓度探测器，设置在排气管上方的第六氢气浓度探测器，以设置在实验室其他用氢设备上方的第七氢气浓度探测器。
[0019]根据本申请的第二方面，本申请提供了一种氢燃料电池测试系统，包括所述的氢气安全防护装置。
[0020]依据上述实施例的氢燃料电池测试系统和氢气安全防护系统，当存储室氢气浓度检测组件检测到氢气存储室中存在氢气泄露，或者，当实验室氢气浓度检测组件检测到氢燃料电池实验室中存在氢气泄露时，生成氢气泄露信号并输出给氢气泄露报警控制器，该
氢气泄露报警控制器发出报警信号，并通过风机控制模块控制第一排风机将氢气存储室中泄露的氢气排出至氢气存储室的室外，或者，控制第二排风机将氢燃料电池实验室中泄露的氢气排出至氢燃料电池实验室的室外。若氢气存储室和/或氢燃料电池实验室中都发生火情，则通过氢气泄露报警控制器控制供气阀关闭、放空阀打开，以阻挡氢气进入，并排放管路中残留的氢气。如此，通过氢气泄露报警控制器实现联动的方式，保证实验过程的安全性，防止危险事故的发生。
附图说明
[0021]图1为本申请提供的氢气安全防护装置的结构框图；
[0022]图2为本申请提供的氢气安全防护装置中实验室氢气浓度检测组件的结构框图；
[0023]图3为本申请提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢气安全防护装置，其特征在于，包括：氢气供气切断及放空机构，包括：供气阀和放空阀；所述供气阀安装在氢气供气管路上，用于控制氢气供气管路的通断；所述放空阀安装在氢气放空管路上、用于控制氢气放空管路的通断；氢气泄露检测机构，包括：存储室氢气浓度检测组件和实验室氢气浓度检测组件，所述存储室氢气浓度检测组件用于检测氢气存储室中的氢气浓度，所述实验室氢气浓度检测组件用于检测实验室中的氢气浓度；火灾检测机构，包括：第一火焰探测器，第二火焰探测器以及消防报警及控制模块；所述第一火焰探测器的输出端与第二火焰探测器的输出端均与所述消防报警及控制模块的输入端连接，所述第一火焰探测器用于检测氢气存储室是否存在火情；所述第二火焰探测器用于检测氢燃料电池实验室中是否存在火情；排气机构，包括：第一排风机、第二排风机以及风机控制模块，所述第一排风机与第二排风机均与所述风机控制模块连接，所述第一排风机用于将氢气存储室中泄露的氢气排出至氢气存储室的室外，所述第二排风机用于将氢燃料电池实验室中泄露的氢气排出至实验室的室外；氢气泄露报警控制器，所述供气阀的控制端、所述放空阀的控制端、所述存储室氢气浓度检测组件的输出端、所述实验室氢气浓度检测组件的输出端、所述消防报警及控制模块的输出端、所述风机控制模块的输出端均与所述氢气泄露报警控制器连接。2.如权利要求1所述的氢气安全防护装置，其特征在于，所述氢气泄露报警控制器包括：报警模块，第一比较模块、第二比较模块、以及第三比较模块，所述报警模块的控制端、所述存储室氢气浓度检测组件的输出端、所述实验室氢气浓度检测组件的输出端均与所述第一比较模块的输入端、第二比较模块的输入端以及第三比较模块的输入端连接，所述风机控制模块均与所述第二比较模块的输出端、所述第三比较模块的输出端连接，所述供气阀的控制端、所述放空阀的控制端均与所述第三比较模块的输入端连接；所述第一比较模块用于比较所述存储室氢气浓度检测组件和/或实验室氢气浓度检测组件所检测的氢气浓度值是否在第一预设范围，当在第一预设范围时，控制所述报警模块发出报警信号；所述第二比较模块用于比较所述存储室氢气浓度检测组件和/或实验室氢气浓度检测组件所检测的氢气浓度是否在第二预设范围，当在第二预设范围时，控制所述报警模块发出报警信号，所述风机控制模块控制所述第一排风机和/或第二排风机以第一预设功率运行；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：何泳，石宝宝，王文伟，
申请(专利权)人：北京理工大学深圳汽车研究院电动车辆国家工程实验室深圳研究院，
类型：新型
国别省市：