[发明专利]一种燃料电池电堆工况的测试系统及测试方法

说明书

本发明提供了一种燃料电池电堆工况的测试系统及测试方法，通过调整所述氢气旁路调压阀和所述排氢电磁阀的动作策略，实现对进入所述燃料电池电堆的氢气的压力和流量进行控制，以及通过调整所述空压机和所述排空背压阀的动作策略，实现对进入所述燃料电池电堆的环境空气的压力和流量进行控制。也就是说，该测试系统可以快速准确的对氢气和空气的压力和流量进行控制，同时结合氢气循环泵，可以模拟氢气的循环，从而最大限度的复现电堆在燃料电池系统中的动态工作情况。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，更具体地说，涉及一种燃料电池电堆工况的测试系统及测试方法。

背景技术

质子交换膜燃料电池，又称为燃料电池，由于其具有环境友好性、能量转换率高、无噪声和响应快速等优点，被认为是今后重点发展的新能源发电系统。

燃料电池是以氢气和空气分别作为阳极和阴极的反应气体，经过电化学反应产生电能。在燃料电池开发工程中，经常会以电堆为被测物，通过某种设备以及控制策略，为电堆供给氢气和空气，模拟电堆在燃料电池系统中的工作状态。

传统的电堆测试系统都是针对稳定工况下的电堆工作需求而设计的，氢气和空气的进气稳定性高，需尽量保证温度、湿度、压力和流量等参数在稳定工况下的稳定性和准确性。

随着燃料电池技术的发展以及产品化的推进，燃料电池研发过程中对于电堆实际工况的模拟测试需求越来越重视。

那么，如何准确的模拟燃料电池电堆在整车工况条件下的工作状态，且准确快速的控制氢气和空气的参数最大限度的贴合实际工况，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种燃料电池电堆工况的测试系统及测试方法，技术方案如下：

一种燃料电池电堆工况的测试系统，所述测试系统包括：压缩氢气通路和空气通路；

所述压缩氢气通路包括：第一分路；所述第一分路包括：氢气入口电磁阀、氢气旁路调压阀、氢气路三通阀、氢气循环泵和排氢电磁阀；

压缩氢气依次通过所述氢气入口电磁阀、所述氢气旁路调压阀和所述氢气路三通阀之后进入燃料电池电堆的氢腔，所述燃料电池电堆排出的氢气再通过所述氢气循环泵再次进入所述燃料电池电堆的氢腔进行循环利用，同时通过所述排氢电磁阀排出所述燃料电池电堆内部积累的氮气；

所述空气通路包括：环境空气通路；所述环境空气通路包括：空滤、空气旁路流量计、空压机、中冷器、空气路第一三通阀和排空背压阀；

环境空气依次通过所述空滤、所述空气旁路流量计、所述空压机、所述中冷器和所述空气路第一三通阀之后进入所述燃料电池电堆的空腔，所述燃料电池电堆排出的空气通过所述排空背压阀排出；

其中，通过调整所述氢气旁路调压阀和所述排氢电磁阀的动作策略，实现对进入所述燃料电池电堆的氢气的压力和流量进行控制，以及通过调整所述空压机和所述排空背压阀的动作策略，实现对进入所述燃料电池电堆的环境空气的压力和流量进行控制。

优选的，在上述测试系统中，所述压缩氢气通路还包括：第二分路；

所述第二分路包括：氢气质量流量控制器、氢气加湿罐、氢气加热器和排氢背压阀；

压缩氢气依次通过所述氢气入口电磁阀、所述氢气质量流量控制器、所述氢气加湿罐、所述氢气加热器和所述氢气路三通阀之后进入燃料电池电堆的氢腔，所述燃料电池电堆排出的氢气通过所述排氢背压阀排出。

优选的，在上述测试系统中，所述空气通路还包括：压缩空气通路；

所述压缩空气通路包括：空气入口电磁阀、空气质量流量控制器、空气加湿罐、空气加热器和空气路第二三通阀；