一种氢燃料电池发动机环境模拟试验系统技术方案

本发明专利技术公开了一种氢燃料电池发动机环境模拟试验系统，涉及氢燃料电池发动机测试领域，该系统包括试验舱体、新风机构和负压机构，试验舱体包括保温壳及套设在保温壳外的耐压壳，保温壳内具有用于放置氢燃料电池发动机的腔体，保温壳与耐压壳间隔设置以形成夹层，夹层与保温壳的腔体通过新风进入孔连通；新风机构设在试验舱体外，新风机构与夹层连通，用于向夹层供气；负压机构用于调节保温壳内的压力，使腔体相对于夹层呈负压。通过将试验舱体设置为双层结构，并在夹层之间通入新风，并通过夹层进入保温壳内，从而避免由于低温而使保温壳内结霜，且可以利用负压使新风单向流动至保温壳内；双层壳体同时具有缓冲和保温作用提高实验安全性和准确性。高实验安全性和准确性。高实验安全性和准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种氢燃料电池发动机环境模拟试验系统


[0001]本专利技术涉及氢燃料电池发动机测试
，具体涉及一种氢燃料电池发动机环境模拟试验系统。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池发动机是一种直接将氢气和空气中的氧气发生氧化还原反应产生电能装置，具有转换效率高、零排放、无噪音等特点。近年来随着石化资源的枯竭和环保意识的增强，氢燃料电池在汽车行业中应用越来越广泛。
[0003]燃料电池汽车商业化推广前提为燃料电池汽车可靠性水平与燃油车持平，燃料电池汽车可靠性现阶段主要由燃料电池发动机决定。例如在高原环境下，发动机的进气压力较低、进气中氧气含量较低，导致燃料电池发动机出现“欠气现象”，引起燃料电池发动机启动困难，影响发动机性能；或是在低温环境下，燃料电池性的性能降低。因此，在燃料电池发动机开发过程中为验证其环境可靠性需要在低温高海拔等苛刻环境下对燃料电池发动机进行测试标定及可靠性验证。主要测试方法为燃料电池发动机提供具备高低温、高海拔环境模拟能力的试验舱。
[0004]与常规发动机测试不同，燃料电池发动机燃料为氢气，易燃易爆，最低爆炸极限仅为4％，测试过程中如果管路密封不当或样品损坏极易产生氢气泄露，如果操作不当甚至引起爆炸；此外燃料电池发动机工作时其尾气中含有未反应完全的氢气，如果对其进行处理不当同样存在爆炸风险。还有燃料电池发动机尾气中含有大量的水蒸气在低温试验时，尾气收集系统容易结冰造成堵塞，排气不畅后同样造成燃料电池发动机尾气直接泄露在舱内，造成发动机性能异常以及氢气泄露舱内造成的爆炸风险。r/>[0005]此外，具备普通环境舱舱体在高原环境及高低温环境下舱体承受负压负荷及温差变化形变双重载荷，其力学性能及密封性在长时间的使用中会发生衰减。燃料电池发动机尾气中产生的水蒸气以及舱内新风中的水蒸气在低温试验中极易凝结在舱内，造成舱内氢气泄露传感器等设备因水蒸气凝结而堵塞失效。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种氢燃料电池发动机环境模拟试验系统，以解决现有技术中涉氢试验的安全性及稳定性差，燃料电池发动机测试过程中氢气泄露、排放等氢气积累带来的安全隐患的问题。
[0007]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0008]本申请一种氢燃料电池发动机环境模拟试验系统，包括：
[0009]试验舱体，其包括保温壳及套设在上述保温壳外的耐压壳，上述保温壳内具有用于放置氢燃料电池发动机的腔体，上述保温壳与上述耐压壳间隔设置以形成夹层，上述夹层与上述保温壳的腔体通过新风进入孔连通；
[0010]新风机构，其设于上述试验舱体外，上述新风机构与上述夹层连通，用于向上述夹
层供气；
[0011]负压机构，其用于调节上述保温壳内的压力，使上述腔体相对于上述夹层呈负压。
[0012]在一些可选的实施例中，还包括高低温空调系统，其用于调节上述保温壳内腔体的温度。
[0013]在一些可选的实施例中，上述保温壳的底部由多孔材料制件，上述多孔材料的孔洞形成上述新风进入孔。
[0014]在一些可选的实施例中，上述负压机构的抽风口通过上述试验舱体顶部的连通孔与上述腔体连通，上述试验舱体的顶部为穹顶。
[0015]在一些可选的实施例中，还包括排废抽吸机构，其通过用于将上述氢燃料电池发动机的尾气抽排出上述试验舱体，排废抽吸机构及负压机构所采用的风机为防爆风机。
[0016]在一些可选的实施例中，还包括尾气处理装置，其用于设在上述氢燃料电池发动机的尾气排放接口与上述排废抽吸机构之间的排废抽吸风道上。
[0017]在一些可选的实施例中，上述尾气处理装置包括水气分离器和加热器，分别用于将尾气中的水分进行分离收集，及对上述排废抽吸风道进行加热防止水汽结冰。
[0018]在一些可选的实施例中，还包括多个氢气浓度检测器，其设于上述腔体的顶部、上述负压机构的抽吸口和上述排废抽吸机构的抽吸口处。
[0019]在一些可选的实施例中，还包括控制机构，其与上述氢气浓度检测器信号连接，用于当上述氢气浓度检测器检测腔体内氢气浓度超过设定阈值时，控制上述氢燃料电池发动机停机并将新风机构、排废抽吸机构及负压机构的功率调整至最大。.如权利要求上述的氢燃料电池发动机环境模拟试验系统，其特征在于，上述耐压壳为防爆舱体，舱门为防爆舱门。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：通过将试验舱体设置为双层结构，并在夹层之间通入新风，并通过夹层进入保温壳内，从而可以避免由于低温而使保温壳内结霜，且可以利用负压使新风单向流动至保温壳内，防止腔体内的气体泄漏而造成风险；双层壳体同时对负压具有缓冲作用，避免耐压壳暴露在极端高低温环境中，由于极大的温差造成热障冷缩而降低耐压壳的密封性和使用寿命。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术一种氢燃料电池发动机环境模拟试验系统的俯视示意图；
[0023]图2为本专利技术一种氢燃料电池发动机环境模拟试验系统的正视剖面示意图。
[0024]图中：1、试验舱体；11、保温壳；12、耐压壳；121、舱门；13、夹层；2、新风机构；21、新风风道；22、新风进入孔；3、负压机构；31、负压风道；4、排废抽吸机构；41、排废抽吸风道；42、尾气排放接口；5、氢燃料电池发动机；51、电子负载；52、控制系统；6、发动机散热系统；7、氢气浓度检测器；8、高低温空调系统；81、高温控制机组；82、低温控制机组；91、水气分离器。
具体实施方式
[0025]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0026]以下结合附图对本专利技术的实施例作进一步详细说明。
[0027]如图1和图2所示，本申请提供一种氢燃料电池发动机环境模拟试验系统，包括试验舱体1、新风机构2和负压机构3。新风机构2和负压机构3均设置在试验舱体1内，并通过管路和试验舱体1连接，被测试的氢燃料电池发动机5则整体放置在试验舱体1内，通过在试验舱体1内模拟试验环境，测试氢燃料电池发动机及其配件和连接管路。
[0028]具体的，试验舱体1包括保温壳11及套设在上述保温壳11外的耐压壳12，上述保温壳11内具有用于放置氢燃料电池发动机5的腔体，上述保温壳11与上述耐压壳12间隔设置以形成夹层13，上述夹层13与上述保温壳11的腔体通过新风进入孔22连通；新风机构2设在上述试验舱体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢燃料电池发动机环境模拟试验系统，其特征在于，包括：试验舱体(1)，其包括保温壳(11)及套设在所述保温壳(11)外的耐压壳(12)，所述保温壳(11)内具有用于放置氢燃料电池发动机(5)的腔体，所述保温壳(11)与所述耐压壳(12)间隔设置以形成夹层(13)，所述夹层(13)与所述保温壳(11)的腔体通过新风进入孔(22)连通；新风机构(2)，其设于所述试验舱体(1)外，所述新风机构(2)与所述夹层(13)连通，用于向所述夹层(13)供气；负压机构(3)，其用于调节所述保温壳(11)内的压力，使所述腔体相对于所述夹层(13)呈负压。2.如权利要求1所述的氢燃料电池发动机环境模拟试验系统，其特征在于，还包括高低温空调系统(8)，其用于调节所述保温壳(11)内腔体的温度。3.如权利要求1所述的氢燃料电池发动机环境模拟试验系统，其特征在于，所述保温壳(11)的底部由多孔材料制件，所述多孔材料的孔洞形成所述新风进入孔(22)。4.如权利要求3所述的氢燃料电池发动机环境模拟试验系统，其特征在于，所述负压机构(3)的抽风口通过所述试验舱体(1)顶部的连通孔与所述腔体连通，所述试验舱体(1)的顶部为穹顶。5.如权利要求1所述的氢燃料电池发动机环境模拟试验系统，其特征在于，还包括排废抽吸机构(4)，其通过用于将所述氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓鹏，张斌，陈威达，曾斌，周锋，
申请(专利权)人：襄阳达安汽车检测中心有限公司，
类型：发明
国别省市：