[实用新型]燃料电池电堆不同工况下温度分布模拟装置

说明书

本实用新型涉及一种燃料电池电堆不同工况下温度分布模拟装置，包括：高低温环境试验箱，用于容纳燃料电池电堆、并调节燃料电池电堆的环境温度；冷却剂回路，两端分别与燃料电池电堆的冷却剂出口端和入口端连接；液体恒温器，设于冷却剂回路中，用于调节冷却剂回路中冷却剂的温度；水泵，设于冷却剂回路中，用于驱动冷却剂在冷却剂回路中循环。与现有技术相比，本实用新型可以模拟燃料电池电堆不同工况下温度分布，装置简单。

技术领域

本实用新型涉及一种燃料电池技术，尤其是涉及一种燃料电池电堆不同工况下温度分布模拟装置。

背景技术

燃料电池是通过电催化反应将氧化剂和还原剂的化学能直接转换成电能的装置,是一种高效、安全、清洁、灵活的新型发电技术。与其他类型的燃料电池(如AFC、PAFC、MCFC、SOFC等)相比，质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有工作温度低、比能较高、寿命较长、应用广泛等特点，被认为是解决能源危机和环境污染等问题的最具前景的方案之一。

燃料电池电堆在不同工况下工作时，其温度分布状况是不同的。

燃料电池电堆处于不同温度分布状况，特别是低温冷启动处于大的温度梯度时，由于热胀冷缩作用，电堆可能出现不同程度的泄漏，严重影响电堆的安全使用。

中国专利CN 104009247A、CN 105304920A、CN 106814325A均公开了一种固体氧化物燃料电池电堆温度分布估计方法，这些方法都是通过建立电堆温度模型和观测器，利用电堆入口和出口条件来准确估计电堆内部温度分布。

以上文献都是关于电堆内部温度分布估计的专利，并没有涉及到如何去模拟电堆的温度分布。目前，也没有关于模拟电堆温度分布的装置及方法的技术被公开。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种燃料电池电堆不同工况下温度分布模拟装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种燃料电池电堆不同工况下温度分布模拟装置，包括：

高低温环境试验箱，用于容纳燃料电池电堆、并调节燃料电池电堆的环境温度；

冷却剂回路，两端分别与燃料电池电堆的冷却剂出口端和入口端连接；

液体恒温器，设于冷却剂回路中，用于调节冷却剂回路中冷却剂的温度；

水泵，设于冷却剂回路中，用于驱动冷却剂在冷却剂回路中循环。

所述液体恒温器在冷却剂回路中设于所述水泵的输入端侧。

所述冷却剂回路上还设有用于检测燃料电池电堆的冷却剂出口端冷却剂温度的第二温度传感器，以及用于检测燃料电池电堆的冷却剂入口端冷却剂温度的第三温度传感器，所述第二温度传感器设于冷却剂回路上近检测燃料电池电堆的冷却剂出口端处，所述第三温度传感器设于冷却剂回路上近燃料电池电堆的冷却剂入口端处。

所述冷却剂回路上还设有用于检测燃料电池电堆的冷却剂入口端冷却剂压力的压力传感器，该压力传感器设于冷却剂回路上近燃料电池电堆的冷却剂入口端处。

所述冷却剂回路中还设有用于检测进入燃料电池电堆的冷却剂入口端的冷却剂流量的流量计。

所述燃料电池电堆上设有多个第一温度传感器。

所述燃料电池电堆每个面上均设有4个第一温度传感器。

一种模拟额定工况温度分布的方法，其特征在于，包括：

步骤S1：将高低温环境试验箱的温度设置为燃料电池电堆额定工况温度范围，直至燃料电池电堆内部温度达到目标温度；