[发明专利]一种燃料电池测试系统及控制方法

说明书

本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池测试系统及控制方法，所述燃料电池测试系统包括为燃料电池测试系统供应气体的气源系统；将气源系统供应的气体经过引射器进行输出的引射器供气系统，模拟电堆的运行接收来自引射器供气系统输出的气体的消耗系统，将气源系统的气体和/或消耗系统排出气体经过控温控湿处理后送入引射器供气系统的温湿度控制系统；本发明能够模拟电堆运行环境，模拟电堆运行气体消耗、排气、排水等条件下，验证引射器工况特性；模拟电堆氧气循环气体组分，引射特性更接近电堆真实运行条件；进行引射器的多种测试，回流流阻、湿度、温度精确控制，可调试、验证燃料电池发动机引射器控制策略。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池测试系统及控制方法。

背景技术

燃料电池发动机系统是一种新型的燃料电池发电系统，它是将装置内化学反应产生的化学能通过这个电化学装置转变为电能。氢燃料电池发动机系统作为氢燃料应用的重要载体，具有无污染、环境友好等特点，是实现碳中和、碳达峰的重要技术路线。燃料电池发动机的主要零部件包括空气机、氢喷喷射器/比例阀、水泵、氢气循环泵等。

燃料电池发动机在低温环境下启动是普遍面临的难题，氢气循环泵在冷启动过程中，经常面临因冷却水结冰而无法启动循环泵。为解决氢气循环泵在冷启动及运行可靠性等方面的问题，引射器逐渐被引入燃料电池领域用于替代氢气循环泵。引射器一般按在引射器中相互作用介质的状态来分类：(1)引射和被引射介质的相态相同的引射器；(2)引射与被引射介质处于不同相态，它们在混合过程中相态也不改变的引射器；(3)引射或被引射介质的相态发生改变的引射器。

燃料电池引射器属于气气引射器，其主要作用为替代氢气循环泵的功能，使得电堆未完全利用的气体重新循环进入电堆的入口，重复利用，提升燃料电池的氢气利用率。燃料电池引射器有效的解决了氢气循环泵易卡滞、工作功耗高、耐久性等问题，燃料电池引射器的性能开发成为日渐重要的工作。现有引射器的测试方法一般为测试干态条件下的引射器的喷、引射性能，缺乏全局性的测试系统和完善的部件级、系统级的控制方法。

目前在燃料电池引射器测试系统方面的内容主要为控制引射器入口气体压力，控制调节回流路气体压力、湿度等，模拟电堆工况，测试引射器引射比，在专利CN210692688U中提及一种燃料电池引射器的测试系统级测试方法，其原理流程图如下，通过调节第一压力调节阀和第二压力调节阀的开闭程度来模拟燃料电池电堆内压力变化和气体消耗量，采用增湿器模拟燃料电池内湿度，采用温度控制器来模拟电堆内部的温度，通过模拟不同工况下温度、压力、湿度和流量获取引射器的工作性能。

然而对于燃料电池运行工况的模拟，无法实现燃料电池反应气体组分的模拟；通过调节阀控制模拟燃料电池运行的气体消耗，控制精确性较差；且该申请主要用于模拟燃料电池运行工况模拟，对于引射器回流量、流阻的模拟具有局限性，且只能完成单比例阀+引射器的功能测试，无法实现匹配燃料电池运行全工况条件下的Map图测试。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种克服背景技术中存在的技术问题的燃料电池测试系统及控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种燃料电池测试系统，包括

气源系统，为所述燃料电池测试系统供应气体；

引射器供气系统，将气源系统供应的气体经过引射器进行输出；

消耗系统，模拟电堆的运行接收来自引射器供气系统输出的气体；以及

温湿度控制系统，将气源系统的气体和/或消耗系统排出气体经过控温控湿处理后送入引射器供气系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一技术方案为：

一种上述的燃料电池测试系统的控制方法，包括