[实用新型]一种燃料电池故障诊断实验平台

说明书

本实用新型公开了一种燃料电池故障诊断实验平台，包括氢气调节机构、空气调节机构、温度调节机构、燃料电池电堆、电子负载、电压检测器和管理控制器，在所述燃料电池电堆中每个单电池上均设置有电压检测器，所述各电压检测器和电子负载均连接至管理控制器。本实用新型能够进行燃料电池的故障诊断的实验测试，组装方便、测试便捷；尤其是能够有效测试低阴极化学计量比和空气进堆温度不良两种故障在燃料电池实际运行中的故障诊断。

技术领域

本实用新型属于燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池故障诊断实验平台。

背景技术

对于燃料电池系统，通过有效的诊断，可以实现早期故障报警，从而避免更严重的故障。基于诊断结果，可以调节操作条件以使燃料电池高效且安全地操作。

阴极化学计量比在燃料电池系统的健康管理中起着重要作用，它影响氧的可用性以及膜的湿度。低阴极化学计量比可能导致燃料电池更快速和严重的退化。空气进堆温度与堆温度及湿度有一定的关系，空气进堆温度不良可能导致电堆内反应气体湿度改变，并可能进一步引入膜干燥或水淹现象。通过以上分析，低阴极化学计量比和空气进堆温度不良两种故障在燃料电池实际运行中很容易发生，并且若不及时处理会对电堆造成更严重的影响。

现有的燃料电池故障诊断平台无法有效诊断上述两种故障，并且需要对燃料电池内部进行入侵处理，并且测试过程复杂繁琐。

实用新型内容

为了克服现有技术方法的不足，本实用新型的目的在于提出一种燃料电池故障诊断实验平台，能够进行燃料电池的故障诊断的实验测试，组装方便、测试便捷；尤其是能够有效测试低阴极化学计量比和空气进堆温度不良两种故障在燃料电池实际运行中的故障诊断。

为实现以上目的，本实用新型采用技术方案是：一种燃料电池故障诊断实验平台，包括氢气调节机构、空气调节机构、温度调节机构、燃料电池电堆、电子负载、电压检测器和管理控制器，所述氢气调节机构连接至燃料电池电堆的氢气端，所以空气调节机构连接至燃料电池电堆的空气端，所述温度调节机构设置在燃料电池电堆上，所述电子负载连接在燃料电池电堆的供电端，所述管理控制器分别连接至氢气调节机构、空气调节机构和温度调节机构的控制端，在所述燃料电池电堆的每个单电池上均设置有电压检测器，所述各电压检测器和电子负载均连接至管理控制器。

进一步的是，所述氢气调节机构包括氢气罐、氢气流量计、加湿器Ⅰ、背压阀Ⅰ、气流阀和氢气连接口，所述氢气罐和加湿器Ⅰ依次通过氢气管路连接至氢气连接口，所述氢气连接口连接至燃料电池电堆的氢气入口，所述背压阀Ⅰ设置在燃料电池电堆的氢气出口处，所述氢气流量计设置在氢气罐和加湿器Ⅰ之间的氢气管路上，所述气流阀设置在加湿器Ⅰ至氢气连接口的氢气管路上。氢气调节机构能够有效采集和调节氢气流量和压力等参数，进行氢气湿度调节，从而调节低阴极化学计量比不良故障，模拟实验故障状态；并且便于电堆更换。氢气连接口可采用螺口连接。

进一步的是，所述空气调节机构包括空压机、空气流量计、加湿器Ⅱ、背压阀Ⅱ和空气连接口，所述空压机和加湿器Ⅱ依次通过空气管路连接至空气连接口，所述空气连接口连接至燃料电池电堆的空气入口，所述背压阀Ⅱ设置在燃料电池的空气出口处，所述空气流量计设置在空压机和加湿器Ⅱ之间的空气管路上。空气调节机构能够有效采集和调节氢气流量和压力等参数，进行空气湿度调节，从而调节空气进堆温度不良故障，模拟实验故障状态；并且便于电堆更换。空气连接口可采用螺口连接。

进一步的是，所述温度调节机构包括冷却水回路管、温度测量器和制冷装置，所述冷却水回路管连接至燃料电池的冷却水出入口上，所述温度测量器设置在冷却水回路管的入口处，所述制冷装置设置在冷却水回路管中段；冷却水出口处的温度作为燃料电池电堆温度值，温度调节机构实现电堆温度调整。

进一步的是，所述氢气流量计和空气流量计为质量流量计。

进一步的是，在所述管理控制器上连接有显示器和控制键盘，便于观测和操作。