[发明专利]一种氢气循环泵性能测试系统

说明书

本发明公开了一种氢气循环泵性能测试系统，包括气体输送模块、模拟电堆模块、安全监测模块、供配电模块、控制模块、数据采集器；气体输送模块包括截止阀、切断阀、过滤器、减压阀、安全阀、流量计、止回阀、电磁阀、阻火器、气液分离器；模拟电堆模块包括模拟罐、调压阀、流量控制器、止回阀、阻火器、蒸发器、止回阀、流量计、循环水泵、水箱、截止阀；安全监测模块包括氢气浓度探测器、火焰探测器和声光报警器；本系统能准确模拟燃料电池系统全工况运行下氢气循环泵进口气体参数和监测氢气循环泵出口气体参数，输出相应工况下氢气循环泵的性能特征曲线，为氢气循环泵在燃料电池系统中适用性与匹配性评判，及后续设计与优化提供可靠的数据支撑。

技术领域

本发明属于气体循环水泵测试技术领域，更具体地，涉及一种用于氢燃料电池系统的氢气循环泵性能测试系统。

背景技术

氢燃料电池系统是一种新型、高效、清洁的发电装置，具有发电效率高、振动噪声低、零排放环境友好等优势，在新能源汽车、绿色船舶、固定电站、便携式电源等领域具有广阔市场应用前景。

氢气循环泵是氢燃料电池系统的核心设备，把未反应的过量氢气从燃料电池电堆出口输送回燃料电池电堆入口循环利用，从而提高氢气的利用率。工作过程中，既能够把反应尾气的水份带入燃料电池电堆起到增湿作用，又能够提高氢气在燃料电池电堆阳极流道内流速，防止阳极水的累积，避免阳极发生水淹。因此，氢气循环泵的选择尤为重要，迫切需要研发一套氢气循环泵性能测试系统。

科研人员通过科研项目研发过程技术创新，形成一系列的相关专利技术成果，如发明专利“一种燃料电池系统用氢气循环泵测试装置（申请号201910730513.0）”、“一种气体循环水泵的测试装置（申请号201910905421.1）”和“燃料电池氢气测试系统及测试方法（申请号201910909448.8）”等。然而，现有技术仍无法较为准确地模拟燃料电池系统复杂工况运行时氢气循环泵的进口气体参数，导致所测定氢循环水泵在不同工况下的性能数据不够精确，在上整机燃料电池系统试验前无法准确地评判氢气循环泵的适用性和匹配性，无法为后续氢气循环泵的设计与优化提供可靠的数据支撑。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种氢气循环泵性能测试系统，该系统通过遵循氢燃料电池系统全工况覆盖、数据精确、安全与可靠的设计原则，有效实现了对燃料电池系统复杂工况下氢气循环泵性能参数更为准确地监测和模拟。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种氢气循环泵性能测试系统，包括气体输送模块、模拟电堆模块、安全监测模块、供配电模块、控制模块和数据采集器；

所述的气体输送模块包括顺序连接的切断阀、过滤器、减压阀、安全阀、第一流量计、第一止回阀、第二流量计、氢气循环泵、气液分离器和电磁阀，通过电磁阀排空氢气，所述的切断阀分别通过第一截止阀和第二截止阀连接氮气供给装置和氢气供给装置；所述的模拟电堆模块包括模拟罐和与模拟罐连接的蒸发器，模拟罐和蒸发器上分别安装有模拟罐加热器和蒸发器加热器，所述的模拟罐前侧连接在第一止回阀和第二流量计之间，模拟罐后侧依次连接流量控制器和第二止回阀，通过第二止回阀将氢气收集到指定容器，模拟罐后侧还通过调压阀连接电磁阀，所述的蒸发器上还依次连接有第三止回阀、第三流量计、循环水泵、水箱和第三截止阀；所述的安全监测模块包括氢气浓度探测器、火焰探测器和声光报警器；所述的供配电模块通过控制模块分别与切断阀、减压阀、电磁阀、调压阀，流量控制器、模拟罐加热器、蒸发器加热器、循环水泵和声光报警器连接；所述的供配电模块通过数据采集器与第一流量计、第二流量计、流量控制器、第三流量计、氢气浓度探测器和火焰探测器连接。

所述的一种氢气循环泵性能测试系统，其电磁阀和第二止回阀上分别连接有第一阻火器和第二阻火器。

所述的一种氢气循环泵性能测试系统，其模拟罐和蒸发器上分别设置有温度传感器，所述的温度传感器与数据采集器连接。