【技术实现步骤摘要】
本申请属于燃料电池，尤其涉及一种用于多堆燃料电池发动机的电堆气路模拟装置。
技术介绍
1、燃料电池发动机是由电堆、氢气子系统、空气子系统、热管理子系统等部件协同工作的复杂系统，为保证发动机工作可靠性一般会在完成单部件的单独测试后将各子系统集成进行后续验证。但电堆价格昂贵，内部无法安装传感器，在集成测试时，若单部件存在问题，则有可能损坏电堆，如果集成后不使用电堆，也不能很好的模拟电堆内部物理状态变化。
2、目前有例如《201910222267.8用于燃料电池发电系统测试的辅助电堆模拟装置》针对燃料电池发动机，能对电堆氢气路、空气路、热管理系统进行模拟，但仅针对单堆系统进行模拟，而商用车等用高功率燃料电池发动机的汽车一般采用多堆串联方式，组成多堆系统的各单堆模块反应气体消耗流量及分布均匀性对燃料电池多堆系统一致性有重要影响，现有单堆模拟装置无法模拟多堆系统协同工作，难以进行使各单堆模块参数保持一致，因此，现在亟需开发能够贴近真实多堆组成的燃料电池发动机的测试装置，方能确保多堆燃料电池的高输出性能。
技术实现思路
1、本技术提供了一种用于多堆燃料电池发动机的电堆气路模拟装置，以至少解决或缓解现有技术中的一个或多个技术问题，或至少提供一种有益的选择。
2、为实现上述目的，本技术提供了以下技术方案：
3、一种用于多堆燃料电池发动机的电堆气路模拟装置，包括多组氢气路模拟模块、多组空气路模拟模块和控制器；
4、所述氢气路模拟模块包括用于模拟电堆通氢
5、所述空气路模拟模块包括用于模拟电堆通空气侧内腔体的第二腔体，所述第二腔体连接空气路进气管路、消耗空气路出气管路以及未消耗空气路出气管路，所述消耗气路出气管路设有第二消耗电磁阀和第三质量流量计，所述未消耗空气路出气管路设有第二尾排电磁阀，多组所述未消耗空气路出气管路连通空气路出气主管路，所述空气路出气主管路设有第四质量流量计；
6、所述消耗氢气路管路和消耗空气路管路连通尾排回路；
7、所述控制器控制第一消耗电磁阀、第二消耗电磁阀的开度，以控制消耗氢气、氧气的流量大小；所述控制器控制第一尾排电磁阀以及第二尾排电磁阀的开度控制未消耗氢气、氧气的流量大小。
8、本技术的多堆燃料电池发动机的电堆气路模拟装置，通过设计多组模拟回路，氢气路模拟模块以及空气路模拟模块由几组相同结构组成，通过控制器控制各回路的消耗电磁阀以及尾排电磁阀的开度，使相同回路的电磁阀开度保持一致保证进气的一致性，对多个模拟回路同步进行氢气路以及空气路的气路充气排气模拟作业，模拟组成多堆系统的各单堆模块反应气体消耗流量，判断各气路参数不一致时，判断集成系统单部件的问题，以提高多堆模块的气路消耗的真实性。
9、优选的，所述第一腔体的进口以及所述第二腔体的进口位置分别设有第一电磁比例阀和第二电磁比例阀以控制初始进气量。
10、通过设置在腔体的进口位置设置第一电磁比例阀和第二电磁比例阀，用于控制氢气路进气管路和空气路进气管路的开启且可以控制比例阀的开度对多组氢气路以及多组空气路进行一致性测试。
11、优选的，所述第一腔体的出口以及所述第二腔体的出口位置设有出堆压力传感器以获知气流压降。
12、通过设置出堆压力传感器，可以测得气流经过腔体和气路管道后的压降，由压降和气体流量可以得到流阻，电堆流阻差异过大，则说明供气部件如空压机部件出现异常，这种情况会导致电堆进气异常，电堆缺气，损坏电机，因此需要及时更换集成系统的供气部件。
13、优选的，多组空气路模拟模块通过一组增湿组件增湿。
14、多组空气路模拟模块通过一组增湿组件增湿，大大降低装置生产成本。
15、优选的，所述增湿组件包括增湿器，增湿回路水泵，增湿回路水箱以及电加热器，所述增湿器设于第二腔体进口位置，所述增湿回路水箱经过出水主路进入电加热器的进口进入加热器内腔加热，电加热器的出口连接多条出水支路，多条出水支路对应连接多个增湿器的进口，增湿器的出口通过回水支路连接水泵，水泵将水送回增湿回路水箱。
16、优选的，所述出水支路设有第三电磁比例阀，以控制湿度变化。
17、通过出水支路的第三电磁比例阀的开启，可以控制多组空气路增湿情况的不同，判断其对系统的影响。
18、优选的，所述第二腔体的出口位置还设有湿度传感器，以检测出堆湿度。
19、优选的，所述增湿器为膜增湿器。
20、膜增湿器包括干腔与湿腔,进气管路总成连通于干腔,排气管路总成连通于湿腔使其在膜管内外两侧进行湿热交换，从而达到电堆所需的温度和湿度
21、上述结构，具有以下有益效果：
22、本技术的电堆气路模拟装置可用于集成后的燃料电池发动机气路模拟，便于各部件集成调试，防止对电堆产生不必要的损耗，安装多组模拟回路，单独设置压力、湿度传感器，可以用于多堆燃料电池发动机气路模拟，各组子系统结构相同，可根据实际测试需求进行调整，满足对多堆燃料电池发动机集成后电堆内部氢气路消耗、压降，空气路消耗、压降、增湿等物理状态变化的模拟。
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1.一种用于多堆燃料电池发动机的电堆气路模拟装置，其特征在于，包括多组氢气路模拟模块、多组空气路模拟模块和控制器；
2.根据权利要求1所述的一种用于多堆燃料电池发动机的电堆气路模拟装置，所述第一腔体的进口以及所述第二腔体的进口位置分别设有第一电磁比例阀和第二电磁比例阀以控制初始进气量。
3.根据权利要求1所述的一种用于多堆燃料电池发动机的电堆气路模拟装置，所述第一腔体的出口以及所述第二腔体的出口位置设有出堆压力传感器以获知气流压降。
4.根据权利要求1所述的一种用于多堆燃料电池发动机的电堆气路模拟装置，其特征在于，多组空气路模拟模块通过一组增湿组件增湿。
5.根据权利要求4所述的一种用于多堆燃料电池发动机的电堆气路模拟装置，其特征在于，所述增湿组件包括增湿器，增湿回路水泵，增湿回路水箱以及电加热器，所述增湿器设于第二腔体进口位置，所述增湿回路水箱经过出水主路进入电加热器的进口进入加热器内腔加热，电加热器的出口连接多条出水支路，多条出水支路对应连接多个增湿器的进口，增湿器的出口通过回水支路连接水泵，水泵将水送回增湿回路水箱。
<...【技术特征摘要】
1.一种用于多堆燃料电池发动机的电堆气路模拟装置，其特征在于，包括多组氢气路模拟模块、多组空气路模拟模块和控制器；
2.根据权利要求1所述的一种用于多堆燃料电池发动机的电堆气路模拟装置，所述第一腔体的进口以及所述第二腔体的进口位置分别设有第一电磁比例阀和第二电磁比例阀以控制初始进气量。
3.根据权利要求1所述的一种用于多堆燃料电池发动机的电堆气路模拟装置，所述第一腔体的出口以及所述第二腔体的出口位置设有出堆压力传感器以获知气流压降。
4.根据权利要求1所述的一种用于多堆燃料电池发动机的电堆气路模拟装置，其特征在于，多组空气路模拟模块通过一组增湿组件增湿。
5.根据权利要求4所述的一种用于多堆燃料电池发动机的电堆气路模拟装置，其特征在于，所述增湿...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵子亮，付逸凡，于继泰，郭斌，申森豪，张棪棋，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：新型
国别省市：
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