[發明專利]一種燃料電池加濕器測試平臺

有效

• 申請號: 201710551506.5
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107591548B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 常國峰;季運康
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H01M8/04119
• 分類號: H01M8/04119;H01M8/0432;H01M8/0438;H01M8/04492
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 劉燕武

本發明涉及一種燃料電池加濕器測試平臺，其特征在于，包括干空氣產生單元、空氣加熱單元、空氣加濕單元、數據采集系統和自動控制系統，其中，干空氣產生單元用于產生測試所需的具有一定壓力的干燥壓縮空氣；空氣加熱單元用于將干燥壓縮空氣加熱到測試設定溫度；空氣加濕單元用于產生蒸汽，加濕干燥壓縮空氣，模擬待測加濕器的加濕側氣體或被加濕側氣體；數據采集及自動控制系統用于設定測試條件、收集測試數據。與現有技術相比，本發明可控制空氣流經加濕器前的溫度、相對濕度、壓力及空氣質量流量，測試空氣在流經加濕器前后的壓降、溫度變化及相對濕度變化，進而得到加濕器內水分傳熱傳質的測定，為加濕器的設計、優化、應用提供數據依據。

技術領域

本發明涉及燃料電池加濕器領域，尤其是涉及一種燃料電池加濕器測試平臺。

背景技術

燃料電池是通過轉化燃料化學能變成電能的電池，與一次電池和二次電池有著本質的區別。一次電池需要活性物質反應來供電，一旦反應結束，電池就報廢掉。二次電池雖然可以重復使用，但在充電時卻不可以，對燃料電池而言，只要滿足燃料的不斷供給，就能連續放電，不受時間與空間的限制，操作簡單，節省人力。由于它具有高能量轉換率、低噪聲和接近于零的尾氣污染，成為熱門研究方向。

質子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)的工作原理跟其他燃料電池的工作原理相同，都是一種將儲存在燃料和氧化劑中的化學能通過電化學反應直接轉化為電能的發電裝置。不同的是PEMFC電解質是質子交換膜，要完成整個供電過程，必須利用質子交換膜將質子從陽極傳遞到陰極。質子交換膜在工作過程中保證一定的濕度以保持良好的導電率，因此燃料電池系統中需要使用加濕器以完成上述任務。

為了保證燃料電池具有較高的工作性能，需要使用加濕器對通入其中的空氣加濕。因此有必要設計一種可以快速準確測試加濕器性能，并通過對加濕器內水分傳熱傳質的測定，為加濕器的設計、優化、應用提供數據依據的測試平臺。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種燃料電池加濕器測試平臺。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種燃料電池加濕器測試平臺，包括干空氣產生單元、空氣加熱單元、空氣加濕單元、數據采集系統和自動控制系統，其中，干空氣產生單元、空氣加熱單元和空氣加濕單元通過管路依次連接組成進口管路，并連接待測加濕器的氣體入口，待測加濕側的氣體出口還通過出口管路連接外部大氣，所述的數據采集系統分布在待測加濕器的進口管路和出口管路上，并分別用于采集進入/離開待測加濕器的空氣狀況，所述數據采集系統還反饋連接自動控制系統，所述自動控系統還連接并控制干空氣產生單元、空氣加熱單元和空氣加濕單元。

優選的，所述的待測加濕器的進口管路和出口管路均設有兩條，分別為加濕側和被加濕側的進口管路、出口管路，所述的加濕側和被加濕側的進口管路上分別設置一套依次連接的干空氣產生單元、空氣加熱單元和空氣加濕單元，在加濕側和被加濕側的進口管路和出口管路上還設有一套獨立的數據采集系統。

更優選的，所述的干空氣產生單元的出口通過三通接頭分別引出加濕側進口管路和被加濕側進口管路，其中，所述加濕側進口管路和被加濕側進口管路上分別設置空氣加熱單元和空氣加熱單元，并分別連接待測加濕器的加濕側和被加濕側的氣體入口。

優選的，所述的干空氣產生單元包括依次連接的空氣壓縮機和空氣過濾器，在空氣過濾器底部還設有排污閥。

優選的，所述的空氣加熱單元采用翅片加熱器，其數量為兩個或以上。

更優選的，所述的翅片加熱器外還包裹有隔熱材料層。

優選的，所述的空氣加濕單元包括蒸汽鍋爐和空氣加濕器，其中，空氣加濕器的空氣入口通過管路連接所述空氣加熱單元，蒸汽入口通過管路連接所述蒸汽鍋爐，混合氣體出口通過管路連接待測加濕器的氣體入口。