[發(fā)明專利]一種多功能質(zhì)子交換膜燃料電池測(cè)試臺(tái)架

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010463414.3
• 申請(qǐng)日: 2020-05-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111600050B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡曉松;袁浩;丁亞儒;李敏強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海漢翱新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M8/04537
• 分類號(hào): H01M8/04537;H01M8/04664;G01R1/04;G01R31/385;G01R31/389
• 代理公司: 上海諾衣知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31298
• 代理人: 衣然

1.一種多功能質(zhì)子交換膜燃料電池測(cè)試臺(tái)架，其特征在于，包括：

空氣供給模塊，用于燃料電池空氣流量、壓力控制；

氫氣供給模塊，用于燃料電池氫氣流量、壓力控制；

加濕模塊，用于燃料電池進(jìn)氣加濕；

熱管理模塊，用于加濕模塊中的加濕罐溫度控制和電池冷卻液控制；

電子負(fù)載模塊，用于燃料電池放電；

電化學(xué)阻抗模塊，包括激勵(lì)單元和計(jì)算單元，激勵(lì)單元由電路元器件組成，用于產(chǎn)生交流激勵(lì)電流，激勵(lì)電流與負(fù)載電流進(jìn)行疊加，共同施加到燃料電池中，計(jì)算單元根據(jù)采集的高頻電流和電壓數(shù)據(jù)，利用快速傅里葉變化或小波變化信號(hào)處理辦法，實(shí)現(xiàn)不同頻率下的阻抗計(jì)算，用于燃料電池膜干、水淹現(xiàn)象診斷；

分區(qū)測(cè)試模塊，包括印刷電路板、微型熱電偶、靈敏電阻、數(shù)據(jù)采集線束，印刷電路板被分割成相互絕緣的若干分區(qū)，微型熱電偶用于反推計(jì)算電池溫度；

集成控制模塊，包括臺(tái)架控制單元、數(shù)據(jù)采集單元、分析單元、警報(bào)單元、無(wú)線通訊模塊，臺(tái)架控制單元用于控制測(cè)試臺(tái)架上各個(gè)執(zhí)行器，包括控制電池入口壓力、流量、溫度、負(fù)載電流，數(shù)據(jù)采集單元采集臺(tái)架中的壓力、溫度、濕度信號(hào)；采集電池的高頻電壓、電流數(shù)據(jù)，用于阻抗計(jì)算；采集分區(qū)測(cè)試模塊上的電信號(hào)，用于電流密度和溫度分布計(jì)算，分析單元用于分析采集的數(shù)據(jù)，畫(huà)出測(cè)量的阻抗譜圖，顯示不同頻率下的阻抗值、相角參數(shù)，在線擬合出電容、電阻等效電路元器件參數(shù)；畫(huà)出電流密度和溫度分布圖，顯示最低電流密度出現(xiàn)位點(diǎn)，警報(bào)單元用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)臺(tái)架測(cè)試過(guò)程中的安全問(wèn)題，無(wú)線通訊模塊用于與無(wú)線終端進(jìn)行通訊，將測(cè)試臺(tái)架內(nèi)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)傳送至無(wú)線終端，將所需參數(shù)通過(guò)無(wú)線終端設(shè)備發(fā)送至測(cè)試臺(tái)架，集成控制模塊用于燃料電池臺(tái)架控制、數(shù)據(jù)采集、分析處理、報(bào)警保護(hù)和無(wú)線通訊。

2.如權(quán)利要求1所述的一種多功能質(zhì)子交換膜燃料電池測(cè)試臺(tái)架，其特征在于，空氣供給模塊包括過(guò)濾器、空氣質(zhì)量流量控制單元、溫度傳感器、壓力傳感器、自動(dòng)背壓控制單元和電磁閥；

空氣質(zhì)量流量控制單元實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣流量精確控制；壓力傳感器和溫度傳感器對(duì)燃料電池陰極側(cè)的溫度和壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；自動(dòng)背壓控制單元對(duì)電池陰極側(cè)入口壓力進(jìn)行控制。

3.如權(quán)利要求1所述的一種多功能質(zhì)子交換膜燃料電池測(cè)試臺(tái)架，其特征在于，氫氣供給模塊包括過(guò)濾器、氫氣質(zhì)量流量控制單元、溫度傳感器、壓力傳感器、自動(dòng)背壓控制單元和電磁閥；

氫氣質(zhì)量流量控制單元實(shí)現(xiàn)對(duì)氫氣流量精確控制；壓力傳感器和溫度傳感器對(duì)燃料電池陽(yáng)極側(cè)的溫度和壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；自動(dòng)背壓控制單元對(duì)電池陽(yáng)極側(cè)入口壓力進(jìn)行控制。

4.如權(quán)利要求1所述的一種多功能質(zhì)子交換膜燃料電池測(cè)試臺(tái)架，其特征在于，加濕模塊包括加濕器、溫度傳感器、濕度傳感器、保溫棉、加熱絲；

加濕器由鼓泡加濕或噴淋加濕的加濕方式構(gòu)成，溫度傳感器用于測(cè)量加濕器內(nèi)加濕水的溫度，保溫棉和加熱絲用于進(jìn)氣管路加熱保溫。

5.如權(quán)利要求1所述的一種多功能質(zhì)子交換膜燃料電池測(cè)試臺(tái)架，其特征在于，熱管理模塊包括水泵、換熱器、加熱棒、溫度傳感器、壓力傳感器、電導(dǎo)率傳感器、冷卻液流量計(jì)、比例閥；

熱管理模塊對(duì)加濕模塊的露點(diǎn)溫度進(jìn)行控制，調(diào)節(jié)電池循環(huán)冷卻液溫度，滿足測(cè)試所需溫度；實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，滿足測(cè)試所需流量；實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)比例閥開(kāi)度，滿足測(cè)試?yán)鋮s液壓力需求；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冷卻液電導(dǎo)率。

6.如權(quán)利要求1所述的一種多功能質(zhì)子交換膜燃料電池測(cè)試臺(tái)架，其特征在于，PCB表面鍍金用以減小接觸電阻。