[发明专利]一种用于燃料电池水冷电堆的环境模拟测试舱

权利要求书

1.一种用于燃料电池水冷电堆的环境模拟测试舱，其特征在于，环境模拟测试舱呈立方体或圆柱体，上半部分为减压舱，下半部分为设备舱；

环境模拟测试舱包括电缆系统、控制系统、冷却系统、真空泵系统、空压机系统、破空系统、空气循环系统、工作流体输送系统；

所述电缆系统分为两部分，一部分为电堆电力和通讯系统，另一部分为环境模拟测试舱电力和通讯系统。电堆的电力系统包括：顺序连接的电堆的舱外电力和通讯电缆，通过电堆的舱外电力和通讯接口，连接到电堆的舱内电力和通讯电缆，然后连接到电堆、电堆自有的各种用电器、电堆附加的各种检测器；环境模拟测试舱电力和通讯系统包括：环境模拟测试舱的舱外电力和通讯电缆，环境模拟测试舱的舱外电力和通讯电缆接口，环境模拟测试舱的舱内电力和通讯电缆；环境模拟测试舱的舱外电力和通讯电缆通过环境模拟测试舱的舱外电力和通讯电缆接口，连接到环境模拟测试舱的舱内电力和通讯电缆，连接到设备舱控制器，从设备控制器连接到舱内各种用电器、各种检测器；其中的环境模拟测试舱电力独立于外置测试台；

所述控制系统具体包括位于设备舱内的控制器，控制器通过位于设备舱外壳上的环境模拟测试舱的舱外电力和通讯电缆接口连接环境模拟测试舱的舱外电力和通讯电缆，从而与外界相连；

所述冷却系统包括位于设备舱的制冷主机及与制冷主机电联并位于减压舱的制冷蒸发器、制冷换热器、导热定位板，制冷蒸发器、制冷换热器设于减压舱内的空气循环系统内，制冷换热器设于减压舱内的导热定位板下方，导热定位板上方设有电堆，制冷蒸发器、制冷换热器都具有承水盘、解冻加热器和放水孔；

所述真空泵系统设于设备舱内，包括顺序连接的排气口、真空泵、真空罐、真空阀，真空罐上设有真空罐压力检测器，排气口连接外界，真空阀具有管道通往减压舱；。

所述空压机系统设于设备舱内，包括空压机进气口、空气压缩机、空气储罐、空气阀、排水阀、排水口，空压机进气口连接空气压缩机，空气压缩机连接空气储罐，空气储罐上连有排水阀及空气阀，排水阀另一端与排水口连接，空气储罐上设有空气储罐压力检测器，空气储罐内包含冷冻干燥器，空压机进气口与排水口均连接外界，空气阀具有管道通往减压舱；

所述破空系统设于设备舱内，包括位于设备舱内部的破空阀及与破空阀连接的破空口，破空口连接外界，破空阀具有管道通往减压舱；

所述空气循环系统包括设于减压舱的制冷蒸发器、制冷换热器、循环风扇、雾化器、电加热器、集成检测器，设于设备舱的雾化供水泵、去离子水罐，其中制冷蒸发器、制冷换热器与设备舱中的制冷主机相连，循环风扇设于制冷蒸发器上方，雾化器设于循环风扇上方，雾化器顺序连接雾化供水泵、去离子水罐，电加热器设于雾化器上方，集成检测器设于电加热器上方。其中所述集成检测器包括温度、压力、湿度、可燃气体浓度检测，集成检测器设有一个或多个且至少有一个集成检测器设于电加热器上方。

所述工作流体输送系统包括外流体输送管组、流体内外接口、内流体管组；其中位于减压舱的电堆连接位于减压舱内的内流体管组，内流体管组另一端与贯穿减压舱与设备舱的流体内外接口相接，流体内外接口另一端与位于设备舱且连接外界的外流体输送管组连接；

所述减压舱的顶部设有可活动的顶部舱板，所述顶部舱板边缘压在框架上部依靠柔性的橡胶密封板在压差下密封，减压舱底部设有放置电堆的台面，减压舱的侧面局部或整体可开启并设有观测窗，减压舱内部多处具有防爆照明。

2.根据权利要求1所述的用于燃料电池水冷电堆的环境模拟测试舱，其特征在于，环境模拟测试舱上半部分的减压舱采用吊装开启方式。

3.根据权利要求1所述的用于燃料电池水冷电堆的环境模拟测试舱，其特征在于，所述减压舱为耐压容器，顶部舱板为耐压保温舱板。

4.根据权利要求1所述的用于燃料电池水冷电堆的环境模拟测试舱，其特征在于，所述制冷蒸发器设有一个或多个。

5.根据权利要求1所述的用于燃料电池水冷电堆的环境模拟测试舱，其特征在于，所述真空泵使用液环真空泵，极限真空度在-0.06～-0.07MPag。

6.根据权利要求1所述的用于燃料电池水冷电堆的环境模拟测试舱的工作方式，其特征在于，具体工作方式为：通过压力检测器检测减压舱的压力，压力设定值范围设为0.05MPa～环境大气压之间，压力高于设定值范围使用真空泵系统，开启真空阀降低减压舱压力，当真空罐真空度不足时开启真空泵降低真空罐压力，压力低于设定值范围使用空压机系统，开启空气阀补充干燥空气，保持减压舱压力在设定范围内；通过温度检测器检测减压舱的温度，温度设定值范围设为-40～75℃，温度高于设定值范围使用制冷蒸发器，在循环风扇作用下冷却舱内空气，温度低于设定值范围使用电加热器，在循环风扇作用下加热舱内空气，降低温度时减压舱内的水汽可能结露或结霜在制冷换热器上，制冷换热器上的承水盘和放水孔用以处理露或霜；环境模拟测试舱工作结束后减压舱破空至常压，对结露形成的积水直接使用放水孔排除，对结霜使用热空气、常温水方法融化后通过放水孔排除。