[發明專利]一種燃料電池高低溫啟動測試系統及測試方法

有效

• 申請號: 202010581443.X
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111640965B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 方明;鄒見效
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01M8/04007
• 分類號: H01M8/04007;H01M8/04223;H01M8/04225;H01M8/0432;H01M8/0438;H01M8/04537
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 陳一鑫

該發明公開了一種燃料電池高低溫啟動測試系統及測試方法，屬于燃料電池技術領域。該系統包括：快速降溫裝置、快速升溫裝置、小循環加熱系統、大循環冷卻系統和冷卻液凈化系統。該測試系統還可完成冷卻系統關鍵部件的評估測試。通過熱交換器和制冷機，能夠實現燃料電池系統的快速降溫，提高測試效率。該方法成本低廉，結構簡單，無需大范圍制冷消耗就能達到制冷效果，降至預定溫度。通過電加熱器，能夠實現燃料電池系統的快速升溫，該方法結構簡單，成本低廉；同時可利用傳感器數據能夠實現燃料電池系統控制策略的優化及關鍵部件的選型設計。

技術領域

本發明屬于燃料電池技術領域,特別是燃料電池的測試系統。

背景技術

目前燃料電池系統的高低溫啟動測試方式主要有三種：(1)基于實際高低溫環境的啟動測試；(2)基于測試平臺的啟動測試；(3)基于環境艙的高低溫啟動測試。

對比三種方式：實際高低溫環境測試時間及地點限制較大，測試成本昂貴，不適合一般企業或單位。環境艙高低溫啟動測試成本較高，測試功能單一，占地面積大。測試平臺雖測試成本低、占地面積小，但通常不具備高低溫啟動測試及關鍵部件評估驗證功能，需進行改造。

中國專利CN102520368A提到一種燃料電池電堆低溫啟動的實驗裝置，見附圖1，所述裝置是將低溫試驗箱和燃料電池測試平臺結合起來，用于研究電堆的低溫啟動特性，但是該裝置未提供研究電堆高溫環境、加熱冷卻水等啟動策略的條件及關鍵零部件評估的功能。

中國專利CN108414939A提到一種燃料電池電堆低溫啟動測試研究平臺，該發明將低溫環境模擬裝置拆分為高低溫環境試驗箱、溫度控制單元和溫濕度控制單元，能使測試平臺小型化，但是該平臺無關鍵零部件評估功能，高低溫環境試驗箱測試成本仍較大。

通過上述分析，現有技術的高低溫啟動測試成本較高，測試功能單一，缺乏燃料電池冷卻系統關鍵部件評估選型功能，從而無法全面評估模擬燃料電池系統高低溫啟動時的冷卻系統的狀態特性，系統分析效率和可靠性均較低。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中燃料電池冷卻系統的高低溫啟動測試成本高和關鍵部件評估測試功能匱乏的缺陷，提供一種燃料電池高低溫啟動測試系統及測試方法。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

一種燃料電池高低溫啟動測試系統，該測試系統包括：補水水箱、電子泵、溫控機構、冷卻液凈化機構、小循環加熱機構、大循環冷卻機構、粗過濾器，各元件之間通過管路連接；

燃料電池電堆的冷卻液出口連接電子水泵，補水水箱從燃料電池電堆與電子水泵之間接入測試系統的管路；電子水泵的出液口連接溫控機構，溫控機構的出液口分為三路，分別連接冷卻液凈化機構、小循環加熱機構、大循環冷卻機構的進液口，冷卻液凈化機構、小循環加熱機構、大循環冷卻機構的出液口合為一路連接粗過濾器的進液口，粗過濾器的出液口連接燃料電池電堆冷卻液的入口；在燃料電池電堆的冷卻液出口處設置有壓力傳感器和溫度傳感器，在燃料電池電堆的冷卻液進口處設置有電導率傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器，電子水泵出液口處設置有壓力傳感器；

所述冷卻液凈化機構包括依次連接的：流量計、去離子器，流量計的進液口為冷卻液凈化機構的進液口，去離子器的出液口為冷卻液凈化機構的出液口；在流量計和去離子器之間設置有壓力傳感器，去離子器的出液口處設置有壓力傳感器；

所述小循環加熱機構包括依次連接的：小循環比例電磁閥、小循環流量計、PTC電加熱器；小循環比例電磁閥的進液口為小循環加熱機構的進液口，PTC電加熱器的出液口為小循環加熱機構的出液口；PTC電加熱器進液口處和出液口處都設置有溫度傳感器和壓力傳感器；