一种燃料电池电堆用的检漏诊断系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种燃料电池电堆用的检漏诊断系统，用于检测燃料电池电堆气密性，包括氢气进排气系统、氢气流量控制系统、氮气进排气系统、氮气流量控制系统、氮气尾排排水系统、空气进排气系统和空气流量控制系统组成，所述氢气进排气系统与氢气流量控制系统相连，所述氮气进排气系统、氮气流量控制系统与氮气尾排排水系统依次相连，所述空气进排气系统与空气流量控制系统相连，所述氮气尾排排水系统包括氮气尾排高液位传感器、氮气尾排低液位传感器、氮气尾排排水电磁阀、氮气尾排排水球阀和水汽分离罐。与现有技术相比，本发明专利技术包含尾排液态水收集功能，同时具备气体、压力、流量控制功能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池电堆用的检漏诊断系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其是涉及一种燃料电池电堆用的检漏诊断系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]燃料电池发动机作为一种新型的绿色动力源，因其所具有的高效率和低排放等优良特性，正逐渐成为车载发动机的研发重点之一。燃料电池发动机是基于负载的输出，对于整车而言具有良好的控制性；同时，燃料电池发动机的能量输出为电能，简化了传统汽车的传动和调速结构。尽管燃料电池发动机与内燃机相比具有众多优点，但是燃料电池发动机要取代内燃机成为汽车发动机的主流，还有许多问题需要解决。燃料电池电堆出厂测试流程繁杂，目前尚未有一个电堆三腔串漏的快速诊断功能。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种燃料电池电堆用的检漏诊断系统及其控制方法，所述系统通过氢气进排气系统、氢气流量控制系统、氮气进排气系统、氮气流量控制系统、氮气尾排排水系统、空气进排气系统、空气流量控制系统实现检测三腔之间串漏的压力和流量提供，同时通过单片电压检测实现电堆出厂的快速诊断。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0005]一种燃料电池电堆用的检漏诊断系统，用于检测燃料电池电堆气密性，包括氢气进排气系统、氢气流量控制系统、氮气进排气系统、氮气流量控制系统、氮气尾排排水系统、空气进排气系统和空气流量控制系统组成，所述氢气进排气系统与氢气流量控制系统相连，所述氮气进排气系统、氮气流量控制系统与氮气尾排排水系统依次相连，所述空气进排气系统与空气流量控制系统相连，
[0006]所述氮气尾排排水系统包括氮气尾排高液位传感器、氮气尾排低液位传感器、氮气尾排排水电磁阀、氮气尾排排水球阀和水汽分离罐，
[0007]所述氮气尾排高液位传感器与水汽分离罐下端通过管道相连，所述氮气尾排低液位传感器与水汽分离罐下端通过管道相连，所述尾排高液位传感器高于氮气尾排低液位传感器，所述氮气尾排高液位传感器和氮气尾排低液位传感器用于检测尾排液位；
[0008]所述水汽分离罐一端与燃料电池电堆相连，所述水汽分离罐另一端与氮气尾排排水电磁阀通过管道相连，所述水汽分离罐上还引出一条支路并通过管道直接连接氮气尾排排水球阀，所述氮气尾排排水电磁阀和氮气尾排排水球阀与水路出口通过管道相连，所述氮气尾排排水电磁阀用于自动控制高液位排水，所述氮气尾排排水球阀用于测试结束或设备拆卸后手动排水。
[0009]进一步地，所述燃料电池电堆上设有单片电压巡检仪，所述单片电压巡检仪用于检测被测燃料电池电堆每一片单片压力。
[0010]进一步地，所述燃料电池电堆的入口端设有并联的燃料电池电堆氢气进口、燃料电池电堆水路进口和燃料电池电堆空气进口，燃料电池电堆出口端设有并联的燃料电池电堆氢气出口、燃料电池电堆水路出口和燃料电池电堆空气出口。
[0011]上述更进一步地，所述氢气进排气系统包括氢气电动调压阀、氢气压力表、氢气进气角座阀、氢气压力传感器和氢气排气角座阀，所述氢气电动调压阀、氢气压力表、氢气进气角座阀、氢气压力传感器通过管道依次相连，所述氢气排气角座阀与燃料电池电堆氢气出口通过管道相连，
[0012]所述氢气电动调压阀用于调节进气压力，
[0013]所述氢气压力表用于检测进气压力，
[0014]所述氢气进气角座阀用于控制进气开关，
[0015]所述氢气压力传感器用于检测保压压力，
[0016]所述氢气排气角座阀用于控制排气开关。
[0017]上述更进一步地，所述氢气电动调压阀与氢气进口通过管道相连，所述氢气排气角座阀与氢气路出口通过管道相连。
[0018]上述更进一步地，所述氢气流量控制系统包括通过管道依次相连的氢气浮子流量计和氢气质量流量计，所述氢气浮子流量计与氢气压力传感器通过管道相连，所述氢气质量流量计与燃料电池电堆氢气进口通过管道相连，
[0019]所述氢气浮子流量计用于控制进气流量(初次调节后可不修改)，
[0020]所述氢气质量流量计用于监测实际流量。
[0021]上述更进一步地，所述氮气进排气系统包括氮气电动调压阀、氮气压力表、氮气进气角座阀、氮气压力传感器和氮气排气角座阀，所述氮气电动调压阀、氮气压力表、氮气进气角座阀和氮气压力传感器通过管道依次相连，所述氮气排气角座阀与燃料电池电堆水路出口通过管道相连，
[0022]所述氮气电动调压阀用于调节进气压力，
[0023]所述氮气压力表用于检测进气压力，
[0024]所述氮气进气角座阀用于控制进气开关，
[0025]所述氮气压力传感器用于检测保压压力，
[0026]所述氮气排气角座阀用于控制排气开关。
[0027]上述更进一步地，所述氮气电动调压阀与氮气进口通过管道相连，所述氮气排气角座阀与水汽分离罐通过管道相连，所述水汽分离罐上端设有通过管道连接的氮气路出口。
[0028]上述更进一步地，所述氮气流量控制系统包括通过管道依次相连的氮气浮子流量计和氮气质量流量计，所述氮气浮子流量计与氮气压力传感器通过管道相连，所述氮气质量流量计与燃料电池电堆水路进口通过管道相连，
[0029]所述氮气浮子流量计用于控制进气流量(初次调节后可不修改)，
[0030]所述氮气质量流量计用于监测实际流量。
[0031]上述更进一步地，所述空气进排气系统包括空气电动调压阀、空气压力表、空气进气角座阀、空气压力传感器和空气排气角座阀，所述空气电动调压阀、空气压力表、空气进气角座阀和空气压力传感器通过管道依次相连，所述空气排气角座阀与燃料电池电堆空气
出口通过管道相连，
[0032]所述空气电动调压阀用于调节进气压力，
[0033]所述空气压力表用于检测进气压力，
[0034]所述空气进气角座阀用于控制进气开关，
[0035]所述空气压力传感器用于检测保压压力，
[0036]所述空气排气角座阀用于控制排气开关。
[0037]上述更进一步地，所述空气电动调压阀和空气压力表之间设有角座阀，所述空气电动调压阀与空气进口通过管道相连，所述空气排气角座阀与空气路出口通过管道相连。
[0038]上述更进一步地，所述空气流量控制系统包括通过管道依次相连的空气浮子流量计和空气质量流量计，所述空气浮子流量计与空气压力传感器通过管道相连，所述空气质量流量计与燃料电池电堆空气进口通过管道相连，
[0039]所述空气浮子流量计用于控制进气流量(初次调节后可不修改)，
[0040]所述空气质量流量计用于监测实际流量。
[0041]此外，本专利技术还提供一种燃料电池电堆用的检漏诊断系统的控制方法，具体步骤如下：
[0042]1)氢空串漏测试：分别通过氢气电动调压阀、氮气电动调压阀和空气电动调压阀调节进气压力，打开氢气进气角座阀、氮气进气角座阀和空气进气角座阀，氢气通过燃料电池电堆氢气进口进入燃料电池电堆的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池电堆用的检漏诊断系统，用于检测燃料电池电堆(5)气密性，其特征在于，包括氢气进排气系统、氢气流量控制系统、氮气进排气系统、氮气流量控制系统、氮气尾排排水系统、空气进排气系统和空气流量控制系统组成，所述氢气进排气系统与氢气流量控制系统相连，所述氮气进排气系统、氮气流量控制系统与氮气尾排排水系统依次相连，所述空气进排气系统与空气流量控制系统相连，所述氮气尾排排水系统包括氮气尾排高液位传感器(208)、氮气尾排低液位传感器(209)、氮气尾排排水电磁阀(210)、氮气尾排排水球阀(211)和水汽分离罐(214)，所述氮气尾排高液位传感器(208)与水汽分离罐(214)下端通过管道相连，所述氮气尾排低液位传感器(209)与水汽分离罐(214)下端通过管道相连，所述尾排高液位传感器(208)高于氮气尾排低液位传感器(209)，所述氮气尾排高液位传感器(208)和氮气尾排低液位传感器(209)用于检测尾排液位；所述水汽分离罐(214)一端与燃料电池电堆(5)相连，所述水汽分离罐(214)另一端与氮气尾排排水电磁阀(210)通过管道相连，所述水汽分离罐(214)上还引出一条支路并通过管道直接连接氮气尾排排水球阀(211)，所述氮气尾排排水电磁阀(210)和氮气尾排排水球阀(211)与水路出口通过管道相连，所述氮气尾排排水电磁阀(210)用于自动控制高液位排水，所述氮气尾排排水球阀(211)用于用于测试结束或设备拆卸后手动排水。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆用的检漏诊断系统，其特征在于，所述燃料电池电堆(5)上设有单片电压巡检仪(401)，所述单片电压巡检仪(401)用于检测被测燃料电池电堆(5)每一片单片压力。3.根据权利要求1所述的一种燃料电池电堆用的检漏诊断系统，其特征在于，所述燃料电池电堆(5)的入口端设有并联的燃料电池电堆氢气进口(501)、燃料电池电堆水路进口(503)和燃料电池电堆空气进口(505)，燃料电池电堆(5)出口端设有并联的燃料电池电堆氢气出口(502)、燃料电池电堆水路出口(504)和燃料电池电堆空气出口(506)。4.根据权利要求3所述的一种燃料电池电堆用的检漏诊断系统，其特征在于，所述氢气进排气系统包括氢气电动调压阀(101)、氢气压力表(102)、氢气进气角座阀(103)、氢气压力传感器(104)和氢气排气角座阀(107)，所述氢气电动调压阀(101)、氢气压力表(102)、氢气进气角座阀(103)、氢气压力传感器(104)通过管道依次相连，所述氢气排气角座阀(107)与燃料电池电堆氢气出口(502)通过管道相连，所述氢气电动调压阀(101)用于调节进气压力，所述氢气压力表(102)用于检测进气压力，所述氢气进气角座阀(103)用于控制进气开关，所述氢气压力传感器(104)用于检测保压压力，所述氢气排气角座阀(107)用于控制排气开关；所述氢气电动调压阀(101)与氢气进口(108)通过管道相连，所述氢气排气角座阀(107)与氢气路出口(109)通过管道相连。5.根据权利要求4所述的一种燃料电池电堆用的检漏诊断系统，其特征在于，所述氢气流量控制系统包括通过管道依次相连的氢气浮子流量计(105)和氢气质量流量计(106)，所述氢气浮子流量计(105)与氢气压力传感器(104)通过管道相连，所述氢气质量流量计(106)与燃料电池电堆氢气进口(501)通过管道相连，
所述氢气浮子流量计(105)用于控制进气流量，所述氢气质量流量计(106)用于监测实际流量。6.根据权利要求3所述的一种燃料电池电堆用的检漏诊断系统，其特征在于，所述氮气进排气系统包括氮气电动调压阀(201)、氮气压力表(202)、氮气进气角座阀(203)、氮气压力传感器(204)和氮气排气角座阀(207)，所述氮气电动调压阀(201)、氮气压力表(202)、氮气进气角座阀(203)和氮气压力传感器(204)通过管道依次相连，所述氮气排气角座阀(207)与燃料电池电堆水路出口(504)通过管道相连，所述氮气电动调压阀(201)用于调节进气压力，所述氮气压力表(202)用于检测进气压力，所述氮气进气角座阀(203)用于控制进气开关，所述氮气压力传感器(204)用于检测保压压力，所述氮气排气角座阀(207)用于控制排气开关；所述氮气电动调压阀(201)与氮气进口(212)通过管道相连，所述氮气排气角座阀(207)与水汽分离罐(214)通过管道相连，所述水汽分离罐(214)上端设有通过管道连接的氮气路出口(213)。7.根据权利要求6所述的一种燃料电池电堆用的检漏诊断系统，其特征在于，所述氮气流量控制系统包括通过管道依次相连的氮气浮子流量计(205)和氮气质量流量计(206)，所述氮气浮子流量计(205)与氮气压力传感器(204)通过管道相连，所述氮气质量流量计(206)与燃料电池电堆水路进口(503)通过管道相连，所述氮气浮子流量计(205)用于控制进气流量，所述氮气质量流量计(206)用于监测实际流量。8.根据权利要求3所述的一种燃料电池电堆用的检漏诊断系统，其特征在于，所述空气进排气系统包括空气电动调压阀(301)、空气压力表(302)、空气进气角座阀(303)、空气压力传感器(304)和空气排气角座阀(307)，所述空气电动调压阀(301)、空气压力表(302)、空气进气角座阀(303)和空气压力传感器(304)通过管道依次相连，所述空气排气角座阀(307)与燃料电池电堆空气出口(506)通过管道相连，所述空气电动调压阀(...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙贺，王永湛，卢金阳，甘全全，戴威，
申请(专利权)人：上海神力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：