[发明专利]一种燃料电池氢气循环泵的压力波动测试装置及方法

说明书

本发明涉及一种燃料电池氢气循环泵的压力波动测试装置及方法，该测试装置包括按气流方向依次连接的比例阀、安全阀、阻力模拟器、流量控制器，所述阻力模拟器的输出端还与循环泵的输入端连接，所述循环泵的输出端通过压力缓冲容腔连接阻力模拟器的输入端；所述阻力模拟器的输入端和循环泵的输入端分别接有第一压力传感器和第二压力传感器。与现有技术相比，本发明利用阻力模拟器和流量控制器模拟电堆，阻力模拟装器用来模拟电堆阳极通道的压降，流量控制器可通过试验过程中的工况设定将实验气体排出到外界环境，以此来模拟氢气燃料的消耗，模拟精度高，结构简单。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其是涉及一种燃料电池氢气循环泵的压力波动测试装置及方法。

背景技术

在燃料电池运行过程中，压力对燃料电池性能的影响很大。燃料气体压力的升高使得反应气分压，气体溶解度以及物质传递速度都增大，从而使电池的性能得到提高，如果压力出现波动，也会对燃料电池的性能产生较大影响，最直接的影响就是燃料电池单片一致性较差。

在燃料电池发动机系统运行过程中，常用氢气循环泵将电堆出口的氢气输送到电堆进口处，以此提高氢气利用率。而在实际的系统运行中，循环泵的高速运转会引起其出口侧压力的波动。循环泵出口压力的波动会影响燃料电池电堆进口压力的稳定，使电堆进口压力工作在不稳定的区间，影响了燃料电池的性能。目前缺少能够有效测试循环泵的压力波动的装置

发明内容

本发明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氢气循环泵的压力波动测试装置及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种燃料电池氢气循环泵的压力波动测试装置，包括按气流方向依次连接的比例阀、安全阀、阻力模拟器、流量控制器，所述阻力模拟器的输出端还与循环泵的输入端连接，所述循环泵的输出端通过压力缓冲容腔连接阻力模拟器的输入端；所述阻力模拟器的输入端和循环泵的输入端分别接有第一压力传感器和第二压力传感器。

优选的，所述压力缓冲容腔与循环泵的输出端之间设有第一截止阀；所述循环泵的输出端还通过第二截止阀直接连接阻力模拟器的输入端。

优选的，所述比例阀的输入端接有氮气进气装置。

优选的，所述氮气进气装置的氮气温度为25～30℃。

优选的，所述第一压力传感器具体设置在压力缓冲容腔的输出端与阻力模拟器的输入端之间。

优选的，所述安全阀的开启压力为200±5kPa。

优选的，所述比例阀的压力设定范围为100～200kPa。

一种采用上述燃料电池氢气循环泵的压力波动测试装置的测试方法，包括以下步骤：

S1、用氮气对整个测试装置进行保压试验，保压合格后进入下一步骤；

S2、调节测试装置中的氮气压力，使其与实际系统中氢气高压压力保持一致；

S3、调节循环泵参数与实际系统中一致；

S4、根据实际系统中循环泵的工况点进行测试。

优选的，所述保压试验具体包括：将通入测试装置的氮气压力设定为50kPa，压力稳定后停止进气，保持设定时间后记录下降后的压力值，下降后的压力值不低于设定压力值为保压合格。

优选的，所述设定压力值为15kPa。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、利用阻力模拟器和流量控制器模拟电堆，阻力模拟装器通过调节内部的kv值来模拟电堆阳极通道的压降，流量控制器可通过试验过程中的工况设定将实验气体排出到外界环境，以此来模拟氢气燃料的消耗，模拟精度高，结构简单。