[發明專利]能夠實現濕度快速切換的燃料電池測試臺

在審

• 申請號: 202011248712.7
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112363062A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 章俊良;朱鳳鵑;申欣明;夏國鋒;楊柳;倪飛騰
• 申請（專利權）人: 上海唐鋒能源科技有限公司
• 主分類號: G01R31/378
• 分類號: G01R31/378;G05D22/02
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明提供了一種能夠實現濕度快速切換的燃料電池測試臺，包括：陰陽極氣體供應子系統、冷卻子系統、加濕子系統、背壓控制子系統、電子負載、電化學工作站組成。所述陰陽極氣體供應子系統、加濕子系統、被測物、背壓控制子系統按順序依次連接；所述冷卻子系統與被測物獨立連接；所述電子負載與被測物獨立連接；所述電化學工作站與被測物獨立連接。本發明增加的濕度快速切換結構可以適用于鼓泡增濕、噴淋增濕、膜增濕結構，針對現有燃料電池測試臺的增濕結構都可以完成改進。

技術領域

本發明涉及燃料電池測試臺技術領域，具體地，涉及一種能夠實現濕度快速切換的燃料電池測試臺。

背景技術

燃料電池是一種能夠將燃料和氧化劑的化學能直接轉化成電能的發電裝置。無論是進行工業生產還是科學研究，都要對燃料電池進行測試。燃料電池的測試過程中需要對電池進氣的流量、溫度、濕度、壓力進行控制。對于燃料電池來說，電池內部膜含水量會影響到質子傳輸，從而影響電池發電性能。而影響電池內部膜含水量的一個重要因素就是陰陽極進氣濕度，燃料電池測試時，通常要對陰陽極氣體進行預加濕，并且精確控制改變氣體濕度來測試其對電堆性能的影響。因此對于燃料電池測試設備來說，氣體的濕度控制十分重要。

燃料電池測試設備的氣體濕度控制結構目前主要有3種方式：鼓泡增濕、噴淋增濕、膜增濕。鼓泡增濕的主要原理是，一個封閉容器裝有一定溫度的液態水，將需要增濕的氣體通過管道直接通道容器底部，氣泡將水分帶出液面后通過另一管道排出，完成增濕。噴淋增濕的主要原理是，使用高壓氣體將水滴霧化，在一定溫度下噴射到需要增濕的氣體，以達到增濕目的。在實際操作中還需要考慮氣流溫度維持、水汽液化的分離等情況。膜增濕的主要原理是，利用一些膜對水的高滲透性，在膜的一側通液態水或者水蒸氣，在另一側通需要增濕的氣體，水會在濃度差的作用下通過膜，蒸發到需要增濕的氣體中，完成增濕。以上三種增濕方式都需要通過改變增濕水溫來達到改變被增濕氣體濕度的目的。而改變增濕水溫目前采用的升溫方式為電加熱棒加熱，降溫方式為自然冷卻或是水罐嵌套層水冷。兩種降溫方式都需要等待很長時間，在多數測試條件下，等待溫度達到的過程中需要一直通水通氣，會損失大量燃料且測試效率較低。

綜上所述對于燃料電池測試，原有控制進氣濕度的增濕水罐的溫度控制時間較長，影響測試效率。本專利的設計特點在于設計一種能夠實現濕度快速切換的燃料電池測試臺，在原有增濕系統的基礎上增加高低溫水罐以及循環回路，可以快速調節增濕水罐的水溫，實現進氣濕度變化的的快速控制，有效地提高了燃料電池地測試效率。

專利文獻CN106354180A公開了一種快速調節燃料電池測試臺氣體溫濕度的系統，屬于燃料電池電源領域。一種快速調節燃料電池測試臺氣體溫濕度的系統，包括氣體預熱器、干濕氣比例調節閥、增濕罐、干濕氣體混合器、溫度自控模塊、膨脹水箱、高壓泵、熱水循環泵、汽水分離器和目標溫度調節器。該專利的結構和性能仍然有待提高的空間。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種能夠實現濕度快速切換的燃料電池測試臺。

根據本發明提供的一種能夠實現濕度快速切換的燃料電池測試臺，包括：陰陽極氣體供應系統、冷卻系統、加濕系統、背壓控制系統、電子負載、電化學工作站以及被測物；所述陰陽極氣體供應子系統包括：一個或者多個陰陽極氣體供應子系統；所述冷卻系統包括：一個或者多個冷卻子系統；所述加濕系統包括：一個或者多個加濕子系統；所述背壓控制子系統包括：一個或者多個背壓控制子系統；

優選地，所述加濕子系統包括：原氣體增濕系統、高低溫調節水罐以及循環回路組成；高低溫調節水罐并聯排布，利用循環回路與原氣體增濕系統串聯起來。

優選地，所述原氣體增濕系統包括：增濕器、緩沖水罐、原氣體增濕系統加熱器以及循環水泵；所述增濕器、緩沖水罐、原氣體增濕系統加熱器、循環水泵利用管路串聯連接，形成回路；所述原氣體增濕系統加熱器能夠為原氣體增濕系統提供熱源。