[发明专利]燃料电池电堆测试系统、及其测试台与背压控制方法

说明书

本发明揭露一种用于测试燃料电池性能的燃料电池电堆测试台，包括供气系统、质量流量控制器以及背压控制模块。供气系统透过进气通道连通燃料电池。质量流量控制器设置于进气通道上。背压控制模块透过出气通道连通燃料电池，且背压控制模块包括第一压力调节阀、响应速度快的第二压力调节阀、控制系统以及压力传感器。第一压力调节阀与第二压力调节阀均连通出气通道，且是并联设置。压力传感器耦接出气通道上并监测出气通道处的压力。控制系统分别与质量流量控制器、第一压力调节阀、第二压力调节阀以及压力传感器电性连接。借此，实时快速调节背压，实现高精度的背压控制。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别是关于一种燃料电池电堆测试系统、燃料电池电堆测试台以及燃料电池电堆测试台的背压控制方法。

背景技术

相比于其它发电器，燃料电池在节约能源以及保护生态环境方面具有极大优势，因此，燃料电池得到了大力的推广，也使得人们对燃料电池电堆测试台的需求越来越多。燃料电池电堆是指将多个燃料电池组成的电池堆。

目前，燃料电池电堆测试台在控压、控温、流量、加湿、背压与加热等基本控制方面已经很成熟。其中，有关燃料电池电堆测试台的背压控制方面，大多是用背压阀来调节排气背压。一般是在燃料电池电堆测试台的空气通道的电堆阴极出口处安装背压阀，以控制燃料电池电堆阴极侧的压力，也就是说，背压阀是设置在空气通道尾端，控制和调节空气通道内的压力趋近预设压力。

然而，此种背压调节方法以及策略比较冗余，模块化较弱，背压调节时间过长，稳态下波动较大，特别是在应对实际工况频繁变化的复杂情况下。例如，当燃料电池电堆测试台的空气通道中气压瞬间超压时，背压阀很难迅速做出响应，难以快速降低空气通道中的压力。并且，压力调节精度会受到背压阀自身精度的限制，难以将空气通道内的实际压力调节到很趋近预设压力。

因此，本发明的主要目的在于提供一种燃料电池电堆测试系统、燃料电池电堆测试台以及燃料电池电堆测试台的背压控制方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的一个优势在于提供一种燃料电池电堆测试系统、燃料电池电堆测试台以及燃料电池电堆测试台的背压控制方法，其可以实时快速调节背压，使空气通道内的实际压力更趋近于预设压力。

本发明的另一个优势在于提供一种燃料电池电堆测试系统、燃料电池电堆测试台以及燃料电池电堆测试台的背压控制方法，其中当系统空气路中气压瞬间超压时，可以提高背压控制系统的响应速度，缩短背压调节的时间，使空气通道内的实际压力更快地调节至趋近于预设压力。

本发明的另一个优势在于提供一种燃料电池电堆测试系统、燃料电池电堆测试台以及燃料电池电堆测试台的背压控制方法，其借由背压控制模块此种模块化的设置方式，以及使用分段式背压控制方式，提高背压的控制精度。

为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明提供一燃料电池电堆测试台，用于测试一燃料电池的电池性能，其中所述燃料电池电堆测试台包括：

一供气系统，其具有一进气通道，以与所述燃料电池连通；

一质量流量控制器，其设置于所述进气通道；以及

一背压控制模块，其具有一出气通道，以与所述燃料电池连通，并且所述背压控制模块包括一第一压力调节阀、一第二压力调节阀、一控制系统以及一压力传感器，所述第一压力调节阀、与所述第二压力调节阀均连通于所述出气通道，所述第二压力调节阀的响应速度快于所述第一压力调节阀且所述第一压力调节阀与所述第二压力调节阀是并联设置，所述压力传感器耦接所述出气通道并用于监测所述出气通道上的压力，所述控制系统分别与所述质量流量控制器、所述第一压力调节阀、所述第二压力调节阀以及所述压力传感器电性连接，其中，当所述压力传感器监测到所述出气通道上的压力P_实时，所述控制系统会依据所述压力传感器监测到所述出气通道处的压力P_实与预设压力P_预的差值P差，以控制所述第一压力调节阀与所述第二压力调节阀进行相应操作。