[发明专利]一种车用燃料电池测试装置及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及车用燃料电池技术领域，具体涉及一种车用燃料电池测试装置及其工作方法。

背景技术

随着燃料电池的发展，碱性燃料电池、磷酸燃料电池、固体氧化物燃料电池、质子交换膜燃料电池等各自被应用于诸多领域。其中质子交换膜燃料电池因其效率高、启动快、能量密度大、噪音低和无污染等优点，被认为最有可能替代内燃机成为下一代车用动力装置。然而燃料电池作为一种电化学装置，将氢气与氧气(或空气)分别输入燃料电池的阳极、阴极，在电解质中伴随催化剂的作用下利用二者的化学反应将化学能转化为电能。燃料电池作为动力能源装置，与电池相比，能提供较高密度的能量，而且仅需要靠填充燃料就可保证其持续供给能量，有效的避免了普通电池受储存能量以及充电时间的限制。与传统内燃机相比，燃料电池作为电化学能源装置，没有燃烧过程且生成水等对环境无污染的产物，可以减小氮氧化物等有害气体的排放，降低对于环境的污染，缓解了化石能源紧缺的能源危机矛盾。同时，燃料电池放电过程，没有像内燃机的活塞曲轴等运动过程，可以降低噪声甚至避免噪声的产生。

近年来，随着新能源汽车逐渐投入市场并开始普及应用，燃料电池汽车(FCEV)借着燃料电池技术的发展也迸发出来强大的活力。燃料电池汽车以其低污染、高转化效率、稳定运行以及较低噪音等优点，受到了各大车企的青睐，近些年来奔驰、韩国现代、通用公司生产的燃料电池汽车技术也日益完善，国内上海汽车等企业也相继推出燃料汽车。车用燃料电池性能状况受不同进气参数的影响，进一步影响燃料电池汽车的工况和使用状态。燃料电池的性能参数，受进气压力、进气流量、进气温度、工作温度、湿度等各因素综合影响。

因此，需要探究车用燃料电池综合性能，测试不同进气参数状态下燃料电池所表现出的不同性能，从而探究燃料电池性能变化规律。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提供一种车用燃料电池测试装置及其工作方法，主要利用不同进气参数来测试燃料电池性能变化规律，设计合理，结构紧凑。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明设计了一种车用燃料电池测试装置，主要包括氢气储气装置、气体过滤器一、压力传感器一、温度传感器一、湿度传感器一、流量控制阀一、加湿装置一、气体收集器、手动阀、储水罐、质子交换膜燃料电池、加湿装置二、流量控制阀二、湿度传感器二、温度传感器二、压力传感器二、信号采集处理装置、气体过滤器二和氧气储气装置；

所述氢气储气装置经所述气体过滤器一、压力传感器一、温度传感器一、湿度传感器一、流量控制阀一和加湿装置一连接至质子交换膜燃料电池，所述压力传感器一、温度传感器一、湿度传感器一、流量控制阀一和加湿装置一，分别与所述信号采集处理装置连接；

所述氧气储气装置经所述气体过滤器二、压力传感器二、温度传感器二、湿度传感器二、流量控制阀二和加湿装置二连接至质子交换膜燃料电池，所述压力传感器二、温度传感器二、湿度传感器二、流量控制阀二和加湿装置二，分别与所述信号采集处理装置连接。

进一步的，所述质子交换膜燃料电池的废气出口连接有气体收集器。

进一步的，所述质子交换膜燃料电池的出水口连接有储水罐和手动阀。

进一步的，所述加湿装置一的进气口设有并联的气路与所述质子交换膜燃料电池连接，所述加湿装置二的进气口设有并联的气路与所述质子交换膜燃料电池连接。

进一步的，还设有加热装置。

本发明还提供了一种车用燃料电池测试装置的工作方法，氢气通过所述氢气储气装置供给，经所述气体过滤器一过滤后气路上的供气电磁阀打开；氢气传输时，根据所述信号采集处理装置发出的温度和湿度设置进气的温度和湿度，通过所述温度传感器一和湿度传感器一监测，经流量、压力、温度及湿度调节后氢气进入所述质子交换膜燃料电池的阳极；同时阳极出口连接有气液分离装置，反应不完全气体进入所述气体收集器存储；氧气从所述氧气储气装置或利用空气加压泵输入空气，后续过程与阳极气路相同；阴极出口未反应完全气体可直接排入大气；在阴极出口有水产生，将阴极出口与所述储水罐相连，当存储超过预设的数值时，人工拧转所述手动阀排出至储水罐存储。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：