【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于燃料电池相关，更具体地，涉及一种燃料电池测试平台水热管理系统。
技术介绍
1、氢气由于高热值、燃烧清洁、使用灵活等优点成为一个储运新能源的优秀载体。相比于直接将氢气作为燃料，以电化学的方式利用氢气当中的化学能可以突破“卡诺循环”的制约从而实现更高的利用效率，同时其产生的电能相比于热能也有着更灵活的使用方式，因此燃料电池在氢能使用上具有显著的优势，而为了在设计制作过程中测试燃料电池的各项性能，需要为燃料电池搭建专门的测试平台。
2、但燃料电池测试平台在使用过程中存在以下问题：
3、(1)在测试过程中需要定期从外部补水进入加湿器以满足加湿要求，外部补水的水温一般低于加湿器内部的水温，可能会对燃料电池的工作稳定性产生影响，特别是在高负荷大加湿量的工况下；
4、(2)在测试过程中加湿器需要对加湿水进行加热并产生水蒸气，这将产生巨大的功耗。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种燃料电池测试平台水热管理系统，可以实现加湿水的自供给并降低所需的加湿热功耗。
2、为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种燃料电池测试平台水热管理系统，包括阳极管路、阴极管路和冷却及水回收管路，其中：所述阳极管路包括阳极冷凝器以及依次连接的氢气气罐、第一换热器、阳极加湿器；阴极管路包括阴极冷凝器以及依次连接的空压机、第二换热器、阴极加湿器；冷却及水回收管路包括依次连接的第四换热器、第三换热器以及冷却器；第四换热
3、优选的，还包括第一液位计和第四电磁阀，所述第一液位计与阳极加湿器和第四电磁阀连接，所述第一液位计用于监测所述阳极加湿器中水位，所述第四电磁阀设于所述第四换热器中的冷水管路上，根据所述第一液位计监测的水位信息控制所述第四电磁阀的开度，进而控制所述阳极加湿器中的水位。
4、优选的，还包括第二液位计以及第三电磁阀，所述第二液位计与阴极加湿器和第三电磁阀连接，所述第二液位计用于监测所述阴极加湿器的水位，所述第三电磁阀设于第三换热器的冷水管路上，且位于第三换热器和阴极加湿器之间，根据所述第二液位计监测的水位信息控制所述第三电磁阀的开度，进而控制所述阴极加湿器的水位。
5、优选的，所述冷却器包括温度传感器、第五换热器以及循环泵，高温电堆冷却水经过温度传感器、第五换热器以及循环泵后输入燃料电池的极板，第五换热器的冷却介质为外部低温工质。
6、优选的，还包括阳极伴热带和阴极伴热带，所述阳极伴热带设于所述阳极加湿器与燃料电池之间，加湿后的氢气经过所述阳极伴热带输入燃料电池；所述阴极伴热带设于所述阴极加湿器与燃料电池之间，加湿后的空气经过所述阴极伴热带输入燃料电池。
7、优选的，所述氢气气罐和第一换热器之间的管路上设有第一电磁阀。
8、优选的，所述空压机和第二换热器之间的管路上设有第二电磁阀。
9、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，本专利技术提供的的一种燃料电池测试平台水热管理系统主要具有以下有益效果：
10、1.所供给的加湿水来自于从测试系统尾气中冷凝得到的冷凝水，并通过高温的电堆冷却水对其进行预热，使其与加湿器内部水温更加接近，有利于加湿器和所测试燃料电池的稳定运行；同时，由于氢气与氧气的氧化还原反应生成物为水，在管路密封性良好的情况下，尾气中的水含量将高于加湿气体的耗水量，因此收集尾气中的水并将其作为加湿补水可实现加湿水的自供给，节约了水资源。
11、2.本专利技术使用测试系统尾气加热反应所需的进气，同时使用高温的电堆冷却水加热阳极与阴极冷凝水，充分利用了本应浪费的电堆发热和尾气携带热量，节约了加热进气的功耗以及加湿器的功耗，具有节能的效益。
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1.一种燃料电池测试平台水热管理系统，其特征在于，包括阳极管路、阴极管路和冷却及水回收管路，其中：
2.根据权利要求1所述的燃料电池测试平台水热管理系统，其特征在于，还包括第一液位计(4)和第四电磁阀(18)，所述第一液位计(4)与阳极加湿器(5)和第四电磁阀(18)连接，所述第一液位计(4)用于监测所述阳极加湿器(5)中水位，所述第四电磁阀(18)设于所述第四换热器(19)中的冷水管路上，根据所述第一液位计(4)监测的水位信息控制所述第四电磁阀(18)的开度，进而控制所述阳极加湿器(5)中的水位。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池测试平台水热管理系统，其特征在于，还包括第二液位计(10)以及第三电磁阀(16)，所述第二液位计(10)与阴极加湿器(9)和第三电磁阀(16)连接，所述第二液位计(10)用于监测所述阴极加湿器(9)的水位，所述第三电磁阀(16)设于第三换热器(15)的冷水管路上，且位于第三换热器(15)和阴极加湿器(9)之间，根据所述第二液位计(10)监测的水位信息控制所述第三电磁阀(16)的开度，进而控制所述阴极加湿器(9)的水位。>
4.根据权利要求1所述的燃料电池测试平台水热管理系统，其特征在于，所述冷却器(17)包括温度传感器(171)、第五换热器(172)以及循环泵(173)，高温电堆冷却水经过温度传感器(171)、第五换热器(172)以及循环泵(173)后输入燃料电池的极板，第五换热器(172)的冷却介质为外部低温工质。
5.根据权利要求1所述的燃料电池测试平台水热管理系统，其特征在于，还包括阳极伴热带(6)和阴极伴热带(8)，所述阳极伴热带(6)设于所述阳极加湿器(5)与燃料电池之间，加湿后的氢气经过所述阳极伴热带(6)输入燃料电池；所述阴极伴热带(8)设于所述阴极加湿器(9)与燃料电池之间，加湿后的空气经过所述阴极伴热带(8)输入燃料电池。
6.根据权利要求1所述的燃料电池测试平台水热管理系统，其特征在于，所述氢气气罐(1)和第一换热器(3)之间的管路上设有第一电磁阀(2)。
7.根据权利要求1或6所述的燃料电池测试平台水热管理系统，其特征在于，所述空压机(13)和第二换热器(11)之间的管路上设有第二电磁阀(12)。
...【技术特征摘要】
1.一种燃料电池测试平台水热管理系统，其特征在于，包括阳极管路、阴极管路和冷却及水回收管路，其中：
2.根据权利要求1所述的燃料电池测试平台水热管理系统，其特征在于，还包括第一液位计(4)和第四电磁阀(18)，所述第一液位计(4)与阳极加湿器(5)和第四电磁阀(18)连接，所述第一液位计(4)用于监测所述阳极加湿器(5)中水位，所述第四电磁阀(18)设于所述第四换热器(19)中的冷水管路上，根据所述第一液位计(4)监测的水位信息控制所述第四电磁阀(18)的开度，进而控制所述阳极加湿器(5)中的水位。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池测试平台水热管理系统，其特征在于，还包括第二液位计(10)以及第三电磁阀(16)，所述第二液位计(10)与阴极加湿器(9)和第三电磁阀(16)连接，所述第二液位计(10)用于监测所述阴极加湿器(9)的水位，所述第三电磁阀(16)设于第三换热器(15)的冷水管路上，且位于第三换热器(15)和阴极加湿器(9)之间，根据所述第二液位计(10)监测的水位信息控制所述第三电磁阀(16)的开度，进而控制所述阴极加湿器(...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘志春，庄煜彬，谭余波，高英楠，刘伟，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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