[發明專利]燃料電池的電堆測試臺的進氣系統

在審

• 申請號: 202010616239.7
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111707942A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 楊琦;姜峻嶺;侯中軍;盧兵兵;陳沛;劉越瑋
• 申請（專利權）人: 上海捷氫科技有限公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36;G01R31/378;G05D27/02
• 代理公司: 北京信遠達知識產權代理有限公司 11304
• 代理人: 趙興華

本申請公開了一種燃料電池的電堆測試臺的進氣系統，該系統采用液體噴射模塊向進氣管內噴射目標液體，實現對進入進氣管的待處理空氣的加濕目的，液體噴射模塊相較于加濕罐具有體積小、響應速度快和成本較低的優點，有利于降低系統整體體積，提高響應速度，降低成本。另外，該系統通過第一傳感模塊對液體噴射前的氣體溫度、壓力等參數進行監控，通過第二傳感模塊對液體噴射后的氣體溫度、壓力和濕度等參數進行監控，為其他模塊的工作策略調整/控制奠定了基礎，有利于實現對最終進入電堆空腔的混合氣體的溫度、濕度和壓力的精確控制。進一步的，該系統通過設置壁面加熱模塊可以有效避免進氣管管壁結露或水霧氣化不完全的情況。

技術領域

本申請涉及電池測試技術領域，更具體地說，涉及一種燃料電池的電堆測試臺的進氣系統。

背景技術

質子交換膜燃料電池(下文稱燃料電池)，是一種新型燃料電池，其電解質是一種固體有機膜，在增濕情況下，其交換膜可傳導質子。這種燃料電池由于其環境友好性，能量轉換率高、無噪聲和響應快速等優點，被認為是今后重點發展的新能源發電系統。

燃料電池在工作過程中以氫氣和空氣分別作為陽極和陰極的反應氣體，經過電化學反應產生電能。在燃料電池的開發過程中，經常會以電堆作為被測物，通過某種設備以及控制策略，為電堆供給氫氣和空氣。在此過程中，空氣狀態需要精確控制，包括氣體的溫度、濕度、壓力和流量等。

在傳統的電堆測試設備中，采用加濕罐對空氣進行增濕，之后再用加熱器對其進行加熱，在該設備中，加濕罐的體積和尺寸較大，占用空間大，且傳統的加濕罐的響應速度慢、成本較高。

發明內容

為解決上述技術問題，本申請提供了一種燃料電池的電堆測試臺的進氣系統，以實現降低系統整體體積，提高響應速度，降低成本的目的。

為實現上述技術目的，本申請實施例提供了如下技術方案：

一種燃料電池的電堆測試臺的進氣系統，包括：進氣模塊、空氣加熱模塊、進氣管、第一傳感模塊、壁面加熱模塊、液體噴射模塊、第二傳感模塊和排空背壓閥；其中，

所述進氣模塊，用于接收壓縮空氣，并根據燃料電池的電堆測試臺的目標進氣壓力調節所述壓縮空氣，以獲得待處理空氣向所述加熱模塊傳輸；

所述空氣加熱模塊，用于對所述待處理空氣進行加熱后向所述進氣管傳輸；

所述進氣管包括進氣端和排氣端，所述第一傳感模塊設置于所述進氣管靠近所述進氣端一側，所述第二傳感模塊設置于所述進氣端靠近所述排氣端一側，所述壁面加熱模塊設置于所述第一傳感模塊和所述第二傳感模塊之間，所述液體噴射模塊朝向所述進氣端一側；

所述第一傳感模塊，用于獲取所述待處理空氣的溫度參數和壓力參數；

所述液體噴射模塊，用于向所述進氣管內噴射目標液體，使所述目標液體混入所述待處理氣體中，以獲得混合氣體；

所述壁面加熱模塊，用于對所述進氣管進行加熱；

所述第二傳感模塊，用于獲取所述混合氣體的壓力參數、溫度參數和濕度參數；

所述進氣管的排氣端與所述燃料電池的電堆空腔的進氣口連接，以使所述混合氣體進入所述電堆空腔；

所述排空背壓閥與所述電堆空腔的排氣口連接，所述排空背壓閥用于根據所述目標進氣壓力配合所述空氣加熱模塊調節所述向所述進氣管傳輸的所述待處理空氣。

可選的，所述進氣模塊包括：入口電磁閥和空氣質量流量控制器；其中，

所述入口電磁閥用于接收所述壓縮空氣，并根據所述目標進氣壓力調節所述入口電磁閥的開口度，以配合所述空氣質量流量調節器調節所述壓縮空氣；