[實用新型]一種質子交換膜燃料電池測試平臺

有效

• 申請號: 201020160727.3
• 申請日: 2010-04-15
• 公開（公告）號: CN201689163U
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 徐麟;張超;陳捷;沈軍;章波;陳凌云;馬天才;徐先朝;蔡武久
• 申請（專利權）人: 昆山弗爾賽能源有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 上海百一領御專利代理事務所(普通合伙) 31243
• 代理人: 馬育麟

技術領域

本實用新型涉及一種質子交換膜燃料電池技術領域的測試平臺，尤其涉及一種兼具燃料電池堆和燃料電池系統性能測試功能，并可以對燃料電池系統各零部件進行匹配測試的智能化、多功能一體化的質子交換膜燃料電池測試平臺。

背景技術

燃料電池是通過電催化反應將氧化劑和還原劑的化學能直接轉換成電能的裝置，是一種高效、安全、清潔、靈活的新型發電技術。其中的質子交換膜燃料電池因其具有效率高、能量密度大、反應溫度低、無噪音、無污染等顯著優點而在地面發電站、電動車和便攜式電源等方面具有廣泛的應用前景。燃料電池內部主要由質子交換膜、電化學反應催化劑、擴散層和雙極板組成。當燃料電池工作時，其內部發生下述反應過程：反應氣體在擴散層內擴散，當反應氣體到達催化層時，在催化層內被催化劑吸附并發生電催化反應；陽極反應生成的質子通過質子交換膜內傳遞到陰極側，電子經外電路到達陰極，同氧分子反應結合成水，同時放出熱量。電極反應為：

陽極(負極)：H2→2H++2e

陰極(正極)：1/202+2H++2e→H2O

電池反應：H2+1/202→H2O

氫氣的流量、溫度、壓力和濕度，空氣的流量、溫度、壓力和濕度，冷卻水的流量、溫度和壓力，燃料電池堆流體出入口溫差、壓差，負載的加載頻率變化，系統各零部件的響應速度等工作參數對于燃料電池的正常運行和效率有著重要的影響。

莫志軍、朱新堅等在《計算機測量與控制》2005年13卷3期287-290上發表的“質子交換膜燃料電池實時監測系統軟件實現”一文中提到了一種利用VC的mscomm控件實現上位機和PLC通訊的控制方法，用來實時監測燃料電池系統各參數性能。該系統靈活性較差，使燃料電池運行起來后可監控調整的參數較少。

專利號為200810036146.6的實用新型專利和專利號為ZL200820114566.7的實用新型專利都提到了一種能測試燃料電池電堆性能的測試平臺，該測試臺能夠監測各運行參數與燃料電池堆性能之間的關系。專利號為200410093104.8的實用新型專利提到一種具有自我支持和電力輸出功能的燃料電池測試系統，可以自己發電啟動，自己運行，發出多余的電力還可以輸出供負載或其它電器實用，但是這些測試系統都不能對燃料電池系統進行測試評估。

專利號為CN200620046636.0的實用新型專利提到了一種能夠對燃料電池發動機進行穩態特性和動態變工況特性測試的測試平臺，可以模擬燃料電池發動機車載運行環境，專利號為ZL200620046637.5的實用新型專利提到一種燃料電池車用驅動電機及控制系統的測試平臺，但是該平臺無法對燃料電池堆進行測試評估，無法對燃料電池系統以及其中的零部件進行匹配測試。

對于上述燃料電池測試平臺具備對電堆本身或燃料電池系統性能進行測試，監測燃料電池運行時的參數，但是不能實現兼顧電堆和燃料電池系統測試，無法對燃料電池系統中零部件進行匹配測試，導致燃料電池的開發需要大量的設備投入而大大增加研發和生產成本。

實用新型內容

為解決現有技術存在的上述問題，本實用新型提出一種質子交換膜燃料電池測試平臺，其針對現有燃料電池測試平臺功能單一，無法測試和匹配燃料電池系統中各零部件的不足，提出一種兼具燃料電池堆和燃料電池系統性能測試功能，并可以對燃料電池系統各零部件進行匹配測試的智能化、多功能一體化的質子交換膜燃料電池測試平臺。

本實用新型可通過以下技術方案予以解決：

本實用新型一種質子交換膜燃料電池測試平臺，其包括受一控制系統控制的空氣供應系統、氫氣供應系統、增濕系統、散熱系統，所述空氣供應系統包括依次連接的空氣過濾器、風機及控制器；所述氫氣供應系統包括依次連接的儲氣瓶、減壓閥、流量計、電磁閥；所述增濕系統包括氫氣增濕系統和空氣增濕系統；所述散熱系統包括相連接的冷卻水箱與冷卻循環水泵；所述控制系統包括中央控制器，所述空氣增濕系統和氫氣增濕系統分別包括依次連接的增濕器、溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器，所述增濕器的一端分別與所述氫氣供應系統出口及所述空氣供應系統的出口相連；所述控制系統還包括依次電連接的電流傳感器、電堆接觸器、電子負載、單電池電壓巡檢；所述散熱系統還包括在進水管和出水管上分別設有溫度傳感器及壓力傳感器；所述各系統都與燃料電池電堆相連接。

所述氫氣供應系統還包括連接于所述流量計與電磁閥之間的壓力傳感器及壓力表。

所述空氣供應系統還包括與所述風機及控制器相連接的風速儀。

所述散熱系統還包括一散熱風扇。