【技术实现步骤摘要】
本公开属于燃料电池测试，特别是涉及一种燃料电池的测试系统。
技术介绍
1、质子交换膜燃料电池是一种通过化学反应将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的装置，由于其具有清洁无污染、转换效率高、功率密度大、启动速度快等优点,在交通运输等多领域都具有广阔的应用前景。燃料电池开发时，为了了解其极化特性、漏氢特性、电化学活性面积、双电层电容等电化学特性，需要对伏安曲线(iv)、线性扫描伏安曲线(lsv)和循环伏安曲线(cv)等多参数进行测试。但由于不同参数测试所需的气体类型和温湿度不同，而传统测试系统中气体类型和温湿度切换需要较长等待时间，严重影响测试效率。因此，开发具有多参数检测模式快速切换功能的检测设备，对燃料电池行业具有十分重大的研究意义。
技术实现思路
1、本公开是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识做出的：
2、由于不同参数测试所需的气体类型和温湿度不同，而传统测试系统中气体类型和温湿度切换需要较长等待时间，严重影响测试效率。具体表现为管路残留气体吹扫慢，当从伏安曲线iv测试模式切换成线性扫描伏安曲线lsv或循环伏安曲线cv模式时，需要将通入燃料电池阴极侧的气体由空气切换为纯氮气，氮气吹扫空气的过程耗时；气体湿度切换慢，由于不同参数测试需要频繁变换气体的湿度，传统测试系统采用单一气体加湿罐，气体湿度的切换需要等待加湿罐自然升降温，此过程耗时严重；电池温度切换慢，由于不同参数测试需要频繁变换燃料电池运行温度，传统电池温度的切换需要等待自然降温，此过程耗时严重。因此，现
3、为此，本公开提出一种燃料电池的测试系统，用于实现燃料电池多参数检测模式的快速切换。
4、本公开第一方面提供的一种燃料电池的测试系统，包括：
5、燃料电池；
6、供气与气体快速切换模块，包括通过设有若干阀门的管道相连接的氢气路、空气路和氮气旁路；所述氢气路与所述燃料电池的阳极气体入口相连通，所述空气路和所述氮气旁路与所述燃料电池的阴极气体入口相连通，通过控制所述阀门使所述氮气旁路对所述氢气路和所述空气路的管道进行吹扫，或者使所述氮气旁路、所述氢气路和/或所述空气路对所述燃料电池供气；
7、三个干湿气体混合模块，分别设置于所述氮气旁路、所述氢气路和所述空气路与所述燃料电池的相应气体入口连通的管路上，用于调节各气路向所述燃料电池通入的气体的相对湿度，以满足不同测试模式对气体相对湿度的要求；
8、电池温度控制模块，用于通过加热或制冷的方式对所述燃料电池的温度进行调节，以满足不同检测模式对燃料电池温度的要求；
9、背压控制模块，设置于所述燃料电池的阴极气体出口和阳极气体出口所在的管路上，用于对燃料电池出口的气体进行气液分离和对燃料电池出口的气体压力进行控制；
10、数据采集模块，与所述燃料电池电连接，包括电子负载和电化学工作站，用于对不同测试模式下所述燃料电池的测试数据进行采集。
11、在一些实施例中，所述氮气旁路中依次设有高压氮气罐、第一减压阀、第一压力表、第一单向阀、第一电磁阀、第一三通阀和第二三通阀；所述氢气路中依次设有高压氢气罐、第二减压阀、第二压力表、第二单向阀、第三三通阀和第四三通阀；所述空气路中依次设有高压空气罐、第三减压阀、第三压力表、第三单向阀、第五三通阀和第六三通阀；
12、所述氮气旁路经过所述第一电磁阀后形成吹扫支路和氮气支路，所述吹扫支路依次通过所述第一三通阀、第四单向阀和所述第三三通阀接入所述氢气路，所述吹扫支路还依次通过所述第一三通阀、第五单向阀和所述第五三通阀接入所述空气路；所述氮气支路和所述空气路通过第二电磁阀连接所述燃料电池的阴极气体入口；
13、第一干湿气体混合模块设置在所述第二三通阀与所述第二电磁阀之间，第二干湿气体混合模块设置在所述第四三通阀与所述燃料电池的阳极气体入口之间，第三干湿气体混合模块设置在所述第六三通阀与所述第二电磁阀之间。
14、在一些实施例中，各所述干湿气体混合模块均分别包括通过相应的三通阀形成的干气路和湿气路，以及用于混合所述干气路和所述湿气路的出口处气体的混合罐；所述干气路中依次设有第一气体流量计和第六单向阀，所述湿气路中依次设有第二气体流量计、第七单向阀和加湿罐，所述混合罐的出气口与所述燃料电池的相应气体入口连通。
15、在一些实施例中，所述加湿罐为储水容器，气体由所述加湿罐的下部进入、上部流出，达到气体加湿的目的。
16、在一些实施例中，各条所述干气路和所述湿气路中，从所述加湿罐到所述混合罐再到所述燃料电池的相应气体入口的管路上均包裹有加热带进行保温处理。
17、在一些实施例中，所述背压控制模块包括气液分离器和背压阀。
18、在一些实施例中，所述燃料电池的阴阳极气体的入口和出口均安装有压力传感器，用于检测气体压力。
19、在一些实施例中，在所述燃料电池的阴阳极气体入口处均安装有气体露点仪，用于检测进入所述燃料电池的气体的相对湿度。
20、在一些实施例中，所述电池温度控制模块包括安装于所述燃料电池的测试夹具上的加热棒和电制冷片，通过控制所述加热棒和所述电制冷片的工作实现所述燃料电池高低温度快速的转换。
21、本公开的特点及有益效果为：
22、由上述技术方案可知，本公开实施例提供的燃料电池的测试系统及使用方法，可以通过实现气体类型、干湿度、电池温度的快速切换，最终实现了燃料电池多参数检测模式的快速切换，提高了燃料电池的测试效率。其中，供气与气体快速切换模块可以提供氢气、空气和氮气，通过氮气旁路可以实现阴极气体类型的快速切换，达到氢空模式与氢氮模式快速切换的目的。干湿气体混合模块可通过调节流入干气路和湿气路的气体流量比例实现对气体相对湿度的快速切换。电池温度控制模块通过对加热或制冷的方式实现电池温度的快速变换。
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1.一种燃料电池的测试系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述氮气旁路中依次设有高压氮气罐、第一减压阀、第一压力表、第一单向阀、第一电磁阀、第一三通阀和第二三通阀；所述氢气路中依次设有高压氢气罐、第二减压阀、第二压力表、第二单向阀、第三三通阀和第四三通阀；所述空气路中依次设有高压空气罐、第三减压阀、第三压力表、第三单向阀、第五三通阀和第六三通阀；
3.根据权利要求2所述的测试系统，其特征在于，各所述干湿气体混合模块均分别包括通过相应的三通阀形成的干气路和湿气路，以及用于混合所述干气路和所述湿气路的出口处气体的混合罐；所述干气路中依次设有第一气体流量计和第六单向阀，所述湿气路中依次设有第二气体流量计、第七单向阀和加湿罐，所述混合罐的出气口与所述燃料电池的相应气体入口连通。
4.根据权利要求3所述的测试系统，其特征在于，所述加湿罐为储水容器，气体由所述加湿罐的下部进入、上部流出，达到气体加湿的目的。
5.根据权利要求3所述的测试系统，其特征在于，各条所述干气路和所述湿气路中，从所述加湿罐到所述混合罐再
6.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述背压控制模块包括气液分离器和背压阀。
7.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述燃料电池的阴阳极气体的入口和出口均安装有压力传感器，用于检测气体压力。
8.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，在所述燃料电池的阴阳极气体入口处均安装有气体露点仪，用于检测进入所述燃料电池的气体的相对湿度。
9.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述电池温度控制模块包括安装于所述燃料电池的测试夹具上的加热棒和电制冷片，通过控制所述加热棒和所述电制冷片的工作实现所述燃料电池高低温度快速的转换。
...【技术特征摘要】
1.一种燃料电池的测试系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述氮气旁路中依次设有高压氮气罐、第一减压阀、第一压力表、第一单向阀、第一电磁阀、第一三通阀和第二三通阀；所述氢气路中依次设有高压氢气罐、第二减压阀、第二压力表、第二单向阀、第三三通阀和第四三通阀；所述空气路中依次设有高压空气罐、第三减压阀、第三压力表、第三单向阀、第五三通阀和第六三通阀；
3.根据权利要求2所述的测试系统，其特征在于，各所述干湿气体混合模块均分别包括通过相应的三通阀形成的干气路和湿气路，以及用于混合所述干气路和所述湿气路的出口处气体的混合罐；所述干气路中依次设有第一气体流量计和第六单向阀，所述湿气路中依次设有第二气体流量计、第七单向阀和加湿罐，所述混合罐的出气口与所述燃料电池的相应气体入口连通。
4.根据权利要求3所述的测试系统，其特征在于，所述加湿罐为储水容器，气体由所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张剑波，刘瑞亮，张朋辉，王誉霖，李德威，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：
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