一种燃料电池系统用氢系统子部件的测试系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种燃料电池系统用氢系统子部件的测试系统及方法，所述测试系统包括氢气源主回路、氢气回流泵测试回路、氢气引射装置测试回路、氢气阀组测试回路和排气回路；所述氢气回流泵测试回路、所述氢气引射装置测试回路、所述氢气阀组测试回路和所述排气回路之间彼此并联连接，且均与所述氢气源主回路串联连接；所述氢气回流泵测试回路、所述氢气引射装置测试回路和所述氢气阀组测试回路与所述氢气源主回路之间均设置有电动开关阀，用于根据需要选择一条或多条测试回路工作；所述排气回路包括泄压阀

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池系统用氢系统子部件的测试系统及方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，具体而言，尤其涉及一种燃料电池系统用氢系统子部件的测试系统及方法。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池是一种能量转化率高、清洁的发电设备，它将氢气与氧气的化学能转换为电能。在燃料电池系统运行时，氢气的输送量、温度、湿度等操作参数直接影响系统的性能输出，这些参数受氢系统子部件的控制。另外，对于燃料电池系统越来越高的功率要求，通常需要采用更高的氢气计量比，而高氢气计量比条件下，借助于回流泵、引射器、氢气阀组实现氢气的适当回流也是燃料电池氢气系统高效运行的难点之一。所以对燃料电池系统用氢系统的关键子部件进行前期测试变得尤为关键，有必要提出一种方便快捷、可信度高的测试方法。
[0003]现有相关测试技术局限于单个子部件的独立测试，不具备多个子部件联调联试功能，且测试手段不够精确，譬如没有温控器的布置、没有气罐的布置，不能反映复杂燃料电池系统的应用需求。

技术实现思路

[0004]根据上述提出现有燃料电池氢系统的测试方法项目单一且不够精确等技术问题，而提供一种燃料电池系统用氢系统子部件的测试系统及方法，可以对燃料电池氢系统子部件进行精确、定量分析的联调联控测试。
[0005]本专利技术采用的技术手段如下：
[0006]一种燃料电池系统用氢系统子部件的测试系统，所述燃料电池系统用氢系统子部件包括被测要物氢气回流泵、被测要物引射器和被测要物氢气阀组；其特征在于，所述测试系统包括氢气源主回路、氢气回流泵测试回路、氢气引射装置测试回路、氢气阀组测试回路和排气回路；所述氢气回流泵测试回路、所述氢气引射装置测试回路、所述氢气阀组测试回路和所述排气回路之间彼此并联连接，且均与所述氢气源主回路串联连接；
[0007]所述氢气源主回路用于为所述氢气回流泵测试回路、所述氢气引射装置测试回路和所述氢气阀组件测试回路提供气源；所述氢气回流泵测试回路用于标定所述被测要物氢气回流泵的MAP图；所述氢气引射装置测试回路用于测试所述被测要物引射器的入口和出口的流量与压力关系；所述氢气阀组测试回路用于测试所述被测要物氢气阀组在不同阀芯开度下的流动阻力特性；
[0008]所述氢气回流泵测试回路、所述氢气引射装置测试回路和所述氢气阀组测试回路与所述氢气源主回路之间均设置有电动开关阀，用于根据需要选择一条或多条测试回路工作；
[0009]所述排气回路包括泄压阀
Ⅴ
，用于调节所述氢气源主回路的流量。
[0010]进一步地，所述氢气源主回路依次设置有机械开关阀、电动开关阀Ⅰ、氢气滤清器、
加湿器Ⅰ、温度控制器、压力传感器Ⅰ、温度传感器Ⅰ、流量计Ⅰ和湿度传感器Ⅰ；
[0011]所述压力传感器Ⅰ、所述温度传感器Ⅰ、所述流量计Ⅰ和所述湿度传感器Ⅰ分别用于监测所述氢气源主回路内氢气的压力、温度、流量和湿度；
[0012]所述氢气源主回路连接至外接氢气瓶出口，所述机械开关阀和所述电动开关阀Ⅰ用于控制氢气通入所述氢气源主回路，并通过所述压力传感器Ⅰ和所述流量计Ⅰ监测到的压力和流量数据调节所述氢气源主回路内氢气的压力和流量；
[0013]所述氢气滤清器用于过滤通入所述氢气源主回路的氢气；所述加湿器Ⅰ和所述温度控制器分别用于根据所述湿度传感器Ⅰ和所述温度传感器Ⅰ监测到的湿度和温度数据调节所述氢气源主回路内氢气的湿度和温度。
[0014]进一步地，所述泄压阀
Ⅴ
用于根据所述流量计Ⅰ监测到的流量数据调节所述氢气源主回路的流量。
[0015]进一步地，所述氢气回流泵测试回路包括依次设置的电动开关阀Ⅱ、比例调节阀Ⅰ、压力传感器Ⅱ、流量计Ⅱ、所述被测要物氢气回流泵、压力传感器Ⅲ、温度传感器Ⅱ和泄压阀Ⅰ；
[0016]所述电动开关阀Ⅱ用于控制所述氢气源主回路内的氢气通入所述氢气回流泵测试回路；
[0017]所述比例调节阀Ⅱ用于根据所述压力传感器Ⅱ监测到的压力数据调节所述被测要物氢气回流泵的入口压力；
[0018]所述流量计Ⅱ用于监测所述被测要物氢气回流泵入口处氢气的流量；所述温度传感器Ⅱ用于监测所述被测要物氢气回流泵出口处氢气的温度；
[0019]所述泄压阀Ⅰ用于根据所述压力传感器Ⅲ监测到的压力数据调节所述氢气回流泵测试回路的出口背压。
[0020]进一步地，所述氢气引射装置测试回路包括稳压气罐支路和引射器支路；所述稳压气罐支路包括稳压气罐，所述稳压气罐入口连接至所述氢气源主回路；所述引射器支路包括被测要物引射器；所述被测要物引射器包括两个入口，其中一个入口连接至所述稳压气罐的出口，另一个入口连接至所述氢气源主回路；
[0021]所述稳压气罐支路和所述引射器支路与所述氢气源主回路之间分别设置有电动开关阀Ⅲ和电动开关阀Ⅳ，当选择所述氢气引射装置测试回路对所述被测要物引射器进行测试时，所述电动开关阀Ⅲ和所述电动开关阀Ⅳ同时开启；所述稳压气罐用于减小通入所述被测要物引射器的氢气的压力波动。
[0022]进一步地，所述稳压气罐支路包括依次设置的电动开关阀Ⅲ、比例调节阀Ⅱ、加湿器Ⅱ、所述稳压气罐、压力传感器Ⅳ、湿度传感器Ⅲ、流量计Ⅲ、温度传感器Ⅲ和泄压阀Ⅱ；
[0023]所述电动开关阀Ⅲ用于控制所述氢气源主回路内的氢气通入所述稳压气罐支路；
[0024]所述比例调节阀Ⅱ用于根据所述压力传感器Ⅳ监测到的压力数据调节通入所述稳压气罐的氢气的压力；
[0025]所述加湿器Ⅱ用于根据所述所述湿度传感器Ⅲ监测到的湿度数据调节通入所述稳压气罐的氢气的的湿度；
[0026]所述压力传感器Ⅳ、所述湿度传感器Ⅲ、所述流量计Ⅲ和所述温度传感器Ⅲ分别用于监测所述稳压气罐出口处氢气的压力、湿度、流量和温度；
[0027]所述泄压阀Ⅱ用于调节所述稳压气罐支路的出口背压。
[0028]进一步地，所述稳压气罐包括用于氢气置换的真空泵，用于排出所述稳压气罐内堆积的液态水和气态水。
[0029]进一步地，所述引射器支路包括依次设置的电动开关阀Ⅳ、比例调节阀Ⅲ、压力传感器
Ⅴ
、温度传感器Ⅳ、湿度传感器Ⅳ、流量计Ⅳ、所述被测要物引射器、压力传感器
Ⅵ
、温度传感器
Ⅴ
、湿度传感器
Ⅴ
、流量计
Ⅴ
和泄压阀Ⅲ；
[0030]所述电动开关阀Ⅳ用于控制所述氢气源主回路内的氢气通入所述引射器支路；
[0031]所述比例调节阀Ⅲ用于根据所述压力传感器
Ⅴ
监测到的压力数据调节通入所述被测要物引射器的氢气的压力；
[0032]所述压力传感器
Ⅴ
、所述温度传感器Ⅳ、所述湿度传感器Ⅳ和所述流量计Ⅳ分别用于监测所述被测要物引射器入口处氢气的压力、温度、湿度和流量；
[0033]所述压力传感器
Ⅵ
、所述温度传感器
Ⅴ
、所述湿度传感器
Ⅴ
和所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统用氢系统子部件的测试系统，所述燃料电池系统用氢系统子部件包括被测要物氢气回流泵、被测要物引射器和被测要物氢气阀组；其特征在于，所述测试系统包括氢气源主回路、氢气回流泵测试回路、氢气引射装置测试回路、氢气阀组测试回路和排气回路；所述氢气回流泵测试回路、所述氢气引射装置测试回路、所述氢气阀组测试回路和所述排气回路之间彼此并联连接，且均与所述氢气源主回路串联连接；所述氢气源主回路用于为所述氢气回流泵测试回路、所述氢气引射装置测试回路和所述氢气阀组件测试回路提供气源；所述氢气回流泵测试回路用于标定所述被测要物氢气回流泵的MAP图；所述氢气引射装置测试回路用于测试所述被测要物引射器的入口和出口的流量与压力关系；所述氢气阀组测试回路用于测试所述被测要物氢气阀组在不同阀芯开度下的流动阻力特性；所述氢气回流泵测试回路、所述氢气引射装置测试回路和所述氢气阀组测试回路与所述氢气源主回路之间均设置有电动开关阀，用于根据需要选择一条或多条测试回路工作；所述排气回路包括泄压阀
Ⅴ
，用于调节所述氢气源主回路的流量。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统用氢系统子部件的测试系统，其特征在于，所述氢气源主回路依次设置有机械开关阀、电动开关阀Ⅰ、氢气滤清器、加湿器Ⅰ、温度控制器、压力传感器Ⅰ、温度传感器Ⅰ、流量计Ⅰ和湿度传感器Ⅰ；所述压力传感器Ⅰ、所述温度传感器Ⅰ、所述流量计Ⅰ和所述湿度传感器Ⅰ分别用于监测所述氢气源主回路内氢气的压力、温度、流量和湿度；所述氢气源主回路连接至外接氢气瓶出口，所述机械开关阀和所述电动开关阀Ⅰ用于控制氢气通入所述氢气源主回路，并通过所述压力传感器Ⅰ和所述流量计Ⅰ监测到的压力和流量数据调节所述氢气源主回路内氢气的压力和流量；所述氢气滤清器用于过滤通入所述氢气源主回路的氢气；所述加湿器Ⅰ和所述温度控制器分别用于根据所述湿度传感器Ⅰ和所述温度传感器Ⅰ监测到的湿度和温度数据调节所述氢气源主回路内氢气的湿度和温度。3.根据权利要求2所述的燃料电池系统用氢系统子部件的测试系统，其特征在于，所述泄压阀
Ⅴ
用于根据所述流量计Ⅰ监测到的流量数据调节所述氢气源主回路的流量。4.根据权利要求1所述的燃料电池系统用氢系统子部件的测试系统，其特征在于，所述氢气回流泵测试回路包括依次设置的电动开关阀Ⅱ、比例调节阀Ⅰ、压力传感器Ⅱ、流量计Ⅱ、所述被测要物氢气回流泵、压力传感器Ⅲ、温度传感器Ⅱ和泄压阀Ⅰ；所述电动开关阀Ⅱ用于控制所述氢气源主回路内的氢气通入所述氢气回流泵测试回路；所述比例调节阀Ⅱ用于根据所述压力传感器Ⅱ监测到的压力数据调节所述被测要物氢气回流泵的入口压力；所述流量计Ⅱ用于监测所述被测要物氢气回流泵入口处氢气的流量；所述温度传感器Ⅱ用于监测所述被测要物氢气回流泵出口处氢气的温度；所述泄压阀Ⅰ用于根据所述压力传感器Ⅲ监测到的压力数据调节所述氢气回流泵测试回路的出口背压。5.根据权利要求1所述的燃料电池系统用氢系统子部件的测试系统，其特征在于，所述氢气引射装置测试回路包括稳压气罐支路和引射器支路；所述稳压气罐支路包括稳压气
罐，所述稳压气罐入口连接至所述氢气源主回路；所述引射器支路包括被测要物引射器；所述被测要物引射器包括两个入口，其中一个入口连接至所述稳压气罐的出口，另一个入口连接至所述氢气源主回路；所述稳压气罐支路和所述引射器支路与所述氢气源主回路之间分别设置有电动开关阀Ⅲ和电动开关阀Ⅳ，当选择所述氢气引射装置测试回路对所述被测要物引射器进行测试时，所述电动开关阀Ⅲ和所述电动开关阀Ⅳ同时开启；所述稳压气罐用于减小通入所述被测要物引射器的氢气的压力波动。6.根据权利要求5所述的燃料电池系统用氢系统子部件的测试系统，其特征在于，所述稳压气罐支路包括依次设置的电动开关阀Ⅲ、比例调节阀Ⅱ、加湿器Ⅱ、所述稳压气罐、压力传感器Ⅳ、湿度传感器Ⅲ、流量计Ⅲ、温度传感器Ⅲ和泄压阀Ⅱ；所述电动开关阀Ⅲ用于控制所述氢气源主回路内的氢气通入所述稳压气罐支路；所述比例调节阀Ⅱ用于根据所述压力传感器Ⅳ监测到的压力数据调节通入所述稳压气罐的氢气的压力；所述加湿器Ⅱ用于根据所述所述湿度传感器Ⅲ监测到的湿度数据调节通入所述稳压气罐的氢气的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵洋洋，王雷，吕平，许有伟，程兆群，董浩，张宝，
申请(专利权)人：新源动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：