[發(fā)明專利]一種燃料電池測試臺供氣供水系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811179660.5
• 申請日: 2018-10-10
• 公開（公告）號: CN109585880A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張聰;詹明;周琰;胡旦;孫佳
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢船用電力推進裝置研究所（中國船舶重工集團公司第七一二研究所）
• 主分類號: H01M8/04082
• 分類號: H01M8/04082;H01M8/04089;H01M8/04119;H01M8/04313;H01M8/04701;H01M8/04746
• 代理公司: 武漢凌達知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(特殊普通合伙) 42221
• 代理人: 劉念濤;宋國榮

本發(fā)明公開了一種燃料電池測試臺供氣供水系統(tǒng)，包括相互并聯(lián)的壓縮空氣支路和氧氣源支路、反應(yīng)氣供應(yīng)支路、氮氣管路、增濕支路、電堆冷卻水循環(huán)支路、補水支路以及尾氣排放支路。通過氣源的切換，本發(fā)明的測試臺供氣供水系統(tǒng)既可以用于氫空燃料電池電堆的測試，也可用于氫氧燃料電池電堆的測試；測試臺電堆冷卻水的進口溫度可以通過控制純水箱溫度和外部冷卻水流量來調(diào)節(jié)。采用本發(fā)明供氣供水系統(tǒng)的測試臺具有工作模式多樣化、適應(yīng)性強、可靠性好、維護方便、運營成本低等特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于燃料電池測試技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種燃料電池測試臺供氣供水系統(tǒng)。

背景技術(shù)

燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的發(fā)電裝置，它可以直接將貯存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。在環(huán)境與能源備受人們關(guān)注的今天，燃料電池日益受到各國政府和科技人員的重視。近年來在突破多項關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上燃料電池已逐步得到廣泛應(yīng)用。氫是燃料電池的最佳燃料，在未來的氫經(jīng)濟時代，燃料電池是將氫能轉(zhuǎn)化為電能的最優(yōu)能量轉(zhuǎn)換裝置。

燃料電池連續(xù)工作時，必須不斷地向電池內(nèi)部送入燃料與氧化劑（如氫氣、氧氣或空氣）；與此同時，它還要排出與生成量相等的反應(yīng)產(chǎn)物，如氫氧燃料電池中所生成的水。目前燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率僅達到40%～60%，為保證電池工作溫度的恒定，還必須將廢熱排放出去。

氫空燃料電池和氫氧燃料電池的供氣氣源、進氣方式、排氣方式以及工作條件不盡相同，并且測試燃料電池的供排氣、供排水管路連接很多。

因此，有必要設(shè)計一種多功能燃料電池測試臺的供氣供水系統(tǒng)來解決上述問題，以滿足多樣化電堆研制測試的工業(yè)應(yīng)用需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有燃料電池測試臺設(shè)計簡單、功能單一的不足，提供一種多功能燃料電池測試臺供氣供水系統(tǒng)，滿足多樣化電堆研制測試的工業(yè)應(yīng)用需求。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種燃料電池測試臺供氣供水系統(tǒng)，包括相互并聯(lián)的壓縮空氣支路和氧氣源支路、由氫氣管路組成的反應(yīng)氣供應(yīng)支路、氮氣管路、增濕支路、電堆冷卻水循環(huán)支路、補水支路以及尾氣排放支路；所述的壓縮空氣支路包括依次連接在壓縮空氣管道上的截止閥和過濾器；所述的氧氣源支路包括依次連接在氧氣管道上的截止閥以及作為空氣/氧氣支路的公共管道的減壓閥以及電磁閥和壓力傳感器；所述的氫氣管路包括依次連接在氫氣管道上的截止閥、減壓閥、電磁閥和壓力傳感器；所述的氮氣管路包括依次連接在氮氣管道上的截止閥和減壓閥；所述的減壓閥引出兩個支路，分別通過單向閥和電磁閥連接至壓力傳感器；所述的增濕支路包括通過電磁閥連接壓力傳感器的兩個增濕罐和增濕罐內(nèi)部配置的溫度傳感器；所述的增濕罐后部管道通過加熱帶分別與電堆氧氣入口和電堆氫氣入口連接；所述的電堆冷卻水循環(huán)支路包括純水箱以及依次連接在純水箱和電堆冷卻水進口之間的流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器，還包括依次連接在電堆冷卻水出口和純水箱之間的板式換熱器、壓力傳感器、溫度傳感器；所述板式換熱器的介質(zhì)入口和介質(zhì)出口同時連接外部冷卻水；所述的補水支路包括連接去離子水箱的補水泵和由補水泵引出的三個支路，一個支路通過電磁閥連接增濕罐，一個支路通過電磁閥連接純水箱，一個支路通過電磁閥連接增濕罐；所述的尾氣排放支路包括通過壓力傳感器和電磁閥連接電堆的氧氣尾排管道和通過壓力傳感器和電磁閥連接電堆的氫氣尾排管道。

所述的一種燃料電池測試臺供氣供水系統(tǒng)，還包括質(zhì)量流量控制器支路；所述的質(zhì)量流量控制器支路包括與電磁閥并聯(lián)的質(zhì)量流量控制器。這樣測試臺反應(yīng)氣（壓縮空氣或氧氣、氫氣）的供給有兩種方式：一種通過設(shè)定質(zhì)量流量控制器來調(diào)節(jié)流量供氣；一種通過控制電磁閥常開供氣。

所述的一種燃料電池測試臺供氣供水系統(tǒng)，其過濾器連接在截止閥和減壓閥之間。

所述的一種燃料電池測試臺供氣供水系統(tǒng)，其外部冷卻水通過流量調(diào)節(jié)閥與板式換熱器的介質(zhì)入口連接；電堆冷卻水出口與板式換熱器熱側(cè)入口連接，板式換熱器冷側(cè)出口依次連接壓力傳感器和溫度傳感器之后連接純水箱。