[發明專利]燃料電池模擬裝置、方法和存儲介質

有效

• 申請號: 202011182035.3
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112290061B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 王亞楠
• 申請（專利權）人: 英飛騰（上海）氫能源發展有限公司
• 主分類號: H01M8/0432
• 分類號: H01M8/0432;H01M8/04298;H01M8/04746
• 代理公司: 深圳紫藤知識產權代理有限公司 44570
• 代理人: 官建紅

本申請公開了一種燃料電池模擬裝置、方法和存儲介質，該裝置包括輸入通道、輸出通道、消耗通道、控制模塊和流量調節組件，輸入通道上設置有第一傳感器組件和加熱組件，第一傳感器組件檢測輸入通道反應氣體的第一性能參數；控制模塊獲取目標燃料電池的工作發熱量和計算反應氣體消耗量；加熱組件產生與工作發熱量等量的發熱量以模擬目標燃料電池工作發熱；控制模塊控制流量調節組件的啟閉，以調節消耗通道和輸出通道內的氣體比例。本申請通過向燃料電池模擬裝置通入真實的反應氣體，利用加熱組件及流量調節組件，模擬目標燃料電池發熱量及反應氣體消耗，能夠反映目標燃料電池的真實工作狀態和工作時的真實特性，提高對BOP性能測試的全面性。

技術領域

本申請涉及燃料電池技術領域，具體涉及一種燃料電池模擬裝置、方法和存儲介質。

背景技術

目前，燃料電池氫氣供給、循環系統技術路線眾多，對零部件的測試要求較高，需要在不同方案下對性能驗證或標定，燃料電池測試臺架應運而生。

燃料電池測試臺架可以針對不同的燃料電池輔助系統(Balance of plant，BOP)進行測試，但是過去在針對BOP進行測試時使用真實電堆，然而使用真實電堆存在以下問題：

1、不同BOP適配的電堆不同，對不同的BOP進行測試需要準備不同的電堆，測試成本較高；

2、測試不同BOP時需要對電堆進行更換，測試效率低；

3、長時間運行測試時，電堆會消耗大量燃料氣體如氫氣，導致測試成本較高。

為了改善上述問題，目前出現了使用電堆模擬器來進行BOP測試的方法，但是，現有技術中采用的電堆模擬器通常是采用電源結構，其只能對電堆的電壓電流特性進行仿真，無法根據輸入氣體的參數模擬不同工況下電堆的真實特性，進而無法全面測試BOP性能。

發明內容

本申請提供一種燃料電池模擬裝置、方法和存儲介質，旨在解決現有技術中采用電源結構的電堆模擬器，導致只能對電堆的電壓電流特性進行仿真，無法根據輸入氣體的參數模擬不同工況下電堆的真實特性的問題。

第一方面，本申請提供一種燃料電池模擬裝置，包括輸入通道、輸出通道、消耗通道、控制模塊和流量調節組件，輸入通道上依次設置有第一傳感器組件和加熱組件，其中，流量調節組件設置于輸入通道末端，輸出通道和消耗通道分別通過流量調節組件與輸入通道連通，流量調節組件、第一傳感器組件和加熱組件分別與控制模塊通信連接；

第一傳感器組件，用于檢測流入輸入通道的反應氣體的第一性能參數，反應氣體包括燃料氣體和空氣，第一性能參數包括燃料氣體與空氣的化學計量比；

控制模塊，用于根據第一性能參數和預設發熱量獲取規則，獲取目標燃料電池的工作發熱量；根據第一性能參數和預設消耗量計算規則，計算目標燃料電池的反應氣體消耗量；

加熱組件，用于產生與工作發熱量等量的發熱量以模擬目標燃料電池工作發熱；

控制模塊，還用于控制流量調節組件的啟閉，以使得輸入通道內的反應氣體中，與反應氣體消耗量等量的模擬消耗氣體流向消耗通道，且反應氣體中除模擬消耗氣體外的剩余反應氣體流向輸出通道。

在本申請一種可能的實現方式中，消耗通道上設置有與控制模塊通信連接的第二傳感器組件，第二傳感器組件用于檢測消耗通道內模擬消耗氣體的質量流量比，控制模塊根據質量流量比調節流量調節組件的啟閉，以控制模擬消耗氣體和剩余反應氣體的比例。

在本申請一種可能的實現方式中，輸出通道上設置有與控制模塊通信連接的第三傳感器組件，第三傳感器組件用于檢測輸出通道內剩余反應氣體的第二性能參數，第二性能參數包括剩余反應氣體的流量、壓力和溫度中的至少一者。

在本申請一種可能的實現方式中，輸出通道包括空氣輸出通道，裝置還包括去離子水支路，去離子水支路的輸出端與空氣輸出通道的輸入端連通。