[实用新型]一种燃料电池测试平台气体温湿度调控系统

说明书

本实用新型公开一种燃料电池测试平台气体温湿度调控系统，包括增湿器，增湿器接有反应气进气管路、增湿器出气管路、增湿水循环管路和补水管路；所述反应气进气管路包括第一进气开关阀与单向阀，所述增湿器出气管路包括温度传感器、气液分离器、换热器、第二进气开关阀和湿度传感器；所述增湿水循环管路包括循环水泵、散热器、管道式加热器、进水温度传感器与出水温度传感器；所述补水管路包括补水开关阀，补水开关阀的入水口与水源相连，补水开关阀的出水口与增湿器相连。本实用新型控制精度高、反应速度快，系统部件少，结构紧凑，有利于降低成本，采用电堆循环冷却水升高进堆增湿气温度、调控相对湿度，热量利用率高，能耗低。

技术领域

本实用新型涉及质子交换膜燃料电池测试平台，具体涉及一种大功率燃料电池测试平台气体温湿度调控技术。

背景技术

质子交换膜燃料电池以氢气为燃料、空气中的氧气为氧化剂，反应产物是电和水，具有能量转化效率高、无污染、零排放等优点，是未来车载电源的发展方向。随着燃料电池技术的发展，燃料电池车对燃料电池的功率需求不断提高，电堆功率逐步从几十提高到百千瓦级。

大功率燃料电池电堆的开发验证过程、可靠性测试，需要在燃料电池测试平台上进行，通过控制反应气体的流量、压力、温度、湿度等参数，验证燃料电池电堆在不同工作条件下的性能及可靠性，燃料电池在运行过程中质子交换膜需要结合水才能保持质子的传导性，质子交换膜中结合水含量太少会导致内阻增大、燃料电池性能下降，通常情况下，燃料电池的测试需要对反应气体进行增湿，因此，燃料电池测试平台需要具备快速的温湿度响应、较宽的增湿范围等特性，以满足大功率燃料电池电堆测试的需求，中国专利CN101165952公开了一种快速调节燃料电池测试台气体温湿度的系统，包括气体预热器、干湿气比例调节阀、增湿罐、干湿气体混合器、温度自控模块、膨胀水箱、高压泵、热水循环泵、汽水分离器和目标温度调节器等。该实用新型的温湿度系统部件多、管路复杂，使用多个加热器和水泵，能耗高；采用干气和湿气混合方式增湿，湿气由喷雾增湿获得，控制系统较复杂，中国专利CN107908209公开了一种燃料电池测试平台及其温湿度控制系统，包括雾化加湿器、水箱、循环泵、水加热器、四个换热器、汽水分离器、温度、压力、湿度检测装置，该实用新型使用较多的换热器，占用空间大，结构复杂，不利于测试平台体积的减小和成本的下降；增湿水与换热器高温水同源，能耗高；并且需要同时控制增湿水和换热器高温水流量、增湿水加热温度、第三换热器和第四换热器的出口温度，控制难度大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种大功率测试平台气体温湿度调控系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种燃料电池测试平台气体温湿度调控系统，包括增湿器，增湿器接有反应气进气管路、增湿器出气管路、增湿水循环管路和补水管路；

所述反应气进气管路包括第一进气开关阀与单向阀，第一进气开关阀的一端连接气源，第一进气开关阀的另一端与单向阀的一端通过管道连接，单向阀的另一端连接增湿器的进气口；

所述增湿器出气管路包括温度传感器、气液分离器、换热器、第二进气开关阀和湿度传感器，气液分离器的一端通过管道连接增湿器出气口，所述温度传感器安装在气液分离器与增湿器的出气口之间的管道上，气液分离器的另一端通过管道连接换热器，换热器通过管道连接第二进气开关阀，第二进气开关阀通过管道连接燃料电池电堆的反应气体入口，所述湿度传感器安装在第二进气开关阀与燃料电池电堆之间的管道上，所述换热器连接燃料电池电堆的冷却循环水管路，其中换热器的入水口连接燃料电池电堆的冷却循环水出口；

所述增湿水循环管路包括循环水泵、散热器、管道式加热器、进水温度传感器与出水温度传感器，所述循环水泵的入水口与增湿器的出水口连接，循环水泵的出水口通过管道连接散热器，散热器与管道式加热器入水口之间的管道上安装有进水温度传感器，管道式加热器的出水口通过管道连接增湿器的入水口，管道式加热器的出水口与增湿器的入水口之间的管道上安装有出水温度传感器；