[发明专利]一种电堆阳极出口环境模拟设备

说明书

本发明公开了一种电堆阳极出口环境模拟设备。包括：气体流量调节模块、加湿模块、加热模块、调压模块、参数采集模块以及控制模块，控制模块根据参数采集模块采集到的参数信息控制气体流量调节模块、加湿模块、加热模块以及调压模块进行相应的参数调节；气体流量调节模块包括设置于加湿模块的氢气输入管路的氢气流量控制器和设置于加湿模块的氮气输入管路上的氮气流量控制器；加湿模块用于将水蒸气、氢气和氮气混合，并调节混合气体的湿度；加热模块用于对混合气体进行温度调节；调压模块用于调节模拟设备气体输出管路中的气体压力；参数采集模块用于采集模拟设备气体输出管路中气体的温度、湿度和压力。本发明能够准确的模拟电堆阳极出口的环境。

技术领域

本发明涉及燃料电池系统测试领域，特别是涉及一种电堆阳极出口环境模拟设备。

背景技术

燃料电池系统是指以燃料电池为核心，和燃料供给与循环系统、氧化剂供给系统、水/热管理系统、控制系统等组成的发电系统。单独的燃料电池电堆不能用于发电，它必须和燃料供给与循环系统、氧化剂供给系统、水/热管理系统、控制系统等组成燃料电池发电系统，才能对外输出功率。

在燃料电池系统设计完成之后我们需要对燃料电池系统进行测试，出于保护电堆的考虑，我们只有在燃料电池系统验证之后才会进行联堆测试，在没有电堆的情况下，我们很难模拟出和电堆类似的环境，尤其是电堆阳极出口的模拟条件更加难以实现，传统的方案只能模拟电堆出口的氢气或者氢气和氮气的混合气体，但真实的电堆阳极出口不仅只有氢气或者氢气和氮气的混合气体，而且一些压力温度等环境条件也需要准确控制。也就是说，现有的模拟设备模拟出的环境条件与真实电堆阳极出口环境不一致，导致系统测试存在误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够准确模拟电堆阳极出口环境的模拟设备。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种电堆阳极出口环境模拟设备，包括：气体流量调节模块、加湿模块、加热模块、调压模块、参数采集模块以及控制模块，所述控制模块根据所述参数采集模块采集到的参数信息控制所述气体流量调节模块、所述加湿模块、所述加热模块以及所述调压模块进行相应的参数调节；

所述气体流量调节模块包括氢气流量控制器和氮气流量控制器，所述氢气流量控制器设置于所述加湿模块的氢气输入管路上，所述氮气流量控制器设置于所述加湿模块的氮气输入管路上；

所述加湿模块用于将水蒸气、氢气和氮气混合，并对混合气体的湿度进行调节；

所述加热模块用于对氢气、氮气、水蒸气的混合气体进行温度调节；

所述调压模块用于调节所述模拟设备气体输出管路中的气体压力；

所述参数采集模块，设置于所述模拟设备气体输出管路上，用于采集所述模拟设备气体输出管路中气体的温度、湿度和压力。

可选的，所述加湿模块包括高温加湿罐，氢气和氮气在所述高温加湿罐中与高温去离子水表面混合，形成氢气、氮气和水蒸气的混合气体。

可选的，所述加湿模块在所述控制模块的控制下，通过调节高温加湿罐与加热模块的温度差来实现对混合气体的湿度调节。

可选的，所述加热模块包括加热器。

可选的，所述调压模块包括背压阀。

可选的，所述参数采集模块包括湿度传感器、温度传感器和压力传感器。

可选的，所述模拟设备还包括：氢气罐，所述氢气罐通过所述氢气流量控制器与所述加湿模块的氢气输入管路连接。

可选的，所述模拟设备还包括：氮气罐，所述氮气罐通过所述氮气流量控制器与所述加湿模块的氮气输入管路连接。