[发明专利]一种氢燃料电池氢气循环泵性能试验系统

说明书

本发明涉及燃料电池，公开了一种氢燃料电池氢气循环泵性能试验系统，包括测试气体供应单元，所述测试气体供应单元通过管路依次与进气缓冲罐、工况控制单元、第一流量监测单元、第一数据采集单元、氢气循环泵、第二数据采集单元、排气缓冲罐和第二流量监测单元连接；所述第二流量监测单元的输出端与所述进气缓冲罐的输入端之间的管路上依次设有第三阀门和第二阀门，所述测试气体供应单元的输出端通过第一阀门连通于所述第二阀门和第三阀门之间的管路上，所述第二阀门和所述进气缓冲罐之间的管路上设置有空气供应单元，所述主回路通过总放空管路与大气连通。本发明更加精确地模拟氢气循环泵在氢燃料电池中的真实运行环境。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，特别是涉及一种氢燃料电池氢气循环泵性能试验系统。

背景技术

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，燃料电池包括固体氧化物燃料电池、氢燃料电池、碱性燃料电池、磷酸燃料电池等。其中的氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。氢燃料电池凭借其清洁、工作温度低、启动快、比功率高等优点，能够满足交通运输、固定式电源等领域的应用需求，现已发展成为国内外燃料电池的主流技术路线。

作为氢燃料电池氢气供应系统的重要组成部分，氢气循环系统的作用是把未反应的氢气从电堆出口输送到电堆入口，与入口反应气汇合后再进入电堆。氢气循环系统一方面把反应气尾气的水份带入电堆起到增湿作用；另一方面，提高氢气在燃料电池阳极流道内流速，避免阳极水淹；同时也起到了提高氢气利用率的目的。氢气循环泵作为氢气循环系统的核心关键设备，工作性能直接决定着氢气循环的效果，进而直接影响着电堆的性能。为了保障燃料电池系统的高效稳定运行，氢气循环泵的选用十分重要。

目前的氢气循环泵性能试验系统多为普通的容积式泵测试平台，无法较为准确模拟氢气循环泵的各种实际运行工况，特别是氢气、氮气和水的混合气在不同温度、压力下的复杂进口工况实现较难实现，从而导致通过试验测试研制的氢气循环泵性能参数与燃料电池实际需求有一定差距，配装燃料电池后难以合理匹配实现整机高效稳定运行。因此，研制专用的氢气循环泵性能试验系统并开展氢气循环泵试验测试将十分必要。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本申请提供一种氢燃料电池氢气循环泵性能试验系统，根据氢气循环泵实际运行全工况覆盖、工况稳定可调、安全可控和试验数据实时精确采集的原则，可实现氢气循环泵不同气体成分、压力、温度、湿度的进气工况模拟，由本发明氢气循环泵性能试验系统完成氢气循环泵样机和产品的性能试验测试，可评判所测氢气循环泵性能状态，且为氢气循环泵的设计和优化提供测试数据支撑，以解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种氢燃料电池氢气循环泵性能试验系统，包括测试气体供应单元，所述测试气体供应单元通过管路依次与进气缓冲罐、工况控制单元、第一流量监测单元、第一数据采集单元、氢气循环泵、第二数据采集单元、排气缓冲罐和第二流量监测单元连接；且所述进气缓冲罐、工况控制单元、第一流量监测单元、第一数据采集单元、氢气循环泵、第二数据采集单元、排气缓冲罐和第二流量监测单元通过管路形成主回路，所述工况控制单元的并联链路上设有第一旁路单元，所述第二流量监测单元的并联链路上设有第二旁路单元和排气含油检测单元，且所述第二旁路单元和排气含油检测单元串联设置；所述第一流量监测单元的并联链路上设有第三旁路单元；所述第二流量监测单元的输出端与所述进气缓冲罐的输入端之间的管路上依次设有第三阀门和第二阀门，所述测试气体供应单元的输出端通过第一阀门连通于所述第二阀门和第三阀门之间的管路上，所述第二阀门和所述进气缓冲罐之间的管路上设置有空气供应单元，还包括气体检测仪、第四阀门、第五阀门和第六阀门，所述气体检测仪的输入端通过所述第五阀门连通于所述第二流量监测单元和第三阀门之间的管路上，所述主回路通过总放空管路与大气连通，总放空管路位于第三阀门和第五阀门之间的管路上，总放空管路上设有第四阀门，所述气体检测仪的输出端通过第六阀门与大气连通；