燃料电池引射器测试系统及其测试方法技术方案

技术编号:35172297 阅读:24 留言:0更新日期:2022-10-12 17:37
本发明专利技术提供了一种燃料电池引射器测试系统及其测试方法,涉及燃料电池测试设备的技术领域,包括引射器本体、氢气输送管路、第一流量计、电堆消耗管路、氢气回流管路和第二流量计;通过电堆的使用情况预设有电堆消耗管路,并且对引射器本体的氢气供应流量和氢气回流量进行检测,通过模拟出燃料电池氢气气路的气体状态,使得引射器本体流通的气体更加接近燃料电池氢气气路的真实状态,使得引射器性能测试更加精确,缓解了现有技术中存在的模拟燃料电池的气路状态无法贴近真实使用情况,使得测试出引射器的引射比偏差较大的技术问题。引射器的引射比偏差较大的技术问题。引射器的引射比偏差较大的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池引射器测试系统及其测试方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池测试设备
,尤其是涉及一种燃料电池引射器测试系统及其测试方法。

技术介绍

[0002]目前随着新能源的兴起,燃料电池越来越受到重视,其中质子交换膜燃料电池已经在汽车、航空等领域广泛应用。质子交换膜燃料电池的燃料为氢气,为了提高氢气利用率,需要把电堆后方的氢气引入电堆前端。引射器则是利用电堆前端的高压氢气,将其转化为高速的氢气,然后将电堆后端低速低压的氢气引射到电堆入口,最终形成氢气的循环。
[0003]现有技术中,引射器的测试主要是通过精确控制引射器出口压力和引射流体压力,来实现各工况下引射率(引射流体质量流量和工作流体质量流量之比)的测试;现有引射器测试装置基本上是通过两个比例阀调整引射器进出口压力来模拟在氢燃料电池中的状态,在氢燃料电池各功率点下引射器的引射率。
[0004]但是,现有技术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;使得模拟燃料电池的气路状态无法贴近真实使用情况,导致现有技术对气路气体状态并不能准确的模拟,从而使测试出引射器的引射比偏差较大。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种燃料电池引射器测试系统及其测试方法,以缓解现有技术中存在的模拟燃料电池的气路状态无法贴近真实使用情况,使得测试出引射器的引射比偏差较大的技术问题。
[0006]本专利技术提供的一种燃料电池引射器测试系统,包括:引射器本体、氢气输送管路、第一流量计、电堆消耗管路、氢气回流管路和第二流量计;
[0007]所述氢气输送管路和所述引射器本体的入口端连通,所述第一流量计位于所述氢气输送管路和所述引射器本体之间,所述第一流量计用于检测进入所述引射器本体的氢气供应流量;
[0008]所述电堆消耗管路和所述氢气回流管路分别与所述引射器本体的出口端连通,所述电堆消耗管路能够预设有电堆消耗气体结构,且所述氢气回流管路与所述引射器本体的回流端连通,所述第二流量计位于所述氢气回流管路和所述引射器本体的回流端之间,所述第二流量计用于检测经所述电堆消耗管路消耗完的进入至所述引射器本体的氢气回流量;
[0009]通过第一流量计和第二流量计以得出所述引射器本体的氢气工况下的引射比,其中,所述引射器本体的氢气工况下的引射比计算公式为:引射比=氢气回流量/氢气供应流量,单位为L/min。
[0010]在本专利技术较佳的实施例中,还包括第三流量计、氮气输送管路和第一三通阀;
[0011]所述第一三通阀的出口端与所述引射器本体的回流端连通,所述氮气输送管路和
所述氢气回流管路分别与所述第一三通阀的两个入口端连通,所述第三流量计位于所述氮气输送管路和所述第一三通阀之间,所述第三流量计用于检测进入所述引射器本体的氮气供应流量,且当所述氮气输送管路开启时,所述第二流量计用于检测进入至所述引射器本体的氢气和氮气的气体总回流量;
[0012]通过第一流量计、第二流量计和第三流量计以得出所述引射器本体的氢气氮气混合工况下的引射比,其中,所述引射器本体的氢气氮气混合工况下的引射比计算公式为:引射比=气体总回流量/(氢气供应流量+氮气供应量),单位为L/min。
[0013]在本专利技术较佳的实施例中,还包括第一压力传感器和第二压力传感器;
[0014]所述第一压力传感器位于所述引射器本体的出口端,所述第二压力传感器位于所述第一三通阀和所述引射器本体之间,通过第一压力传感器和第二压力传感器以得出所述引射器本体的压降公式:P
压降
=P
第一压力传感器

P
第二压力传感器
,单位为KPa。
[0015]在本专利技术较佳的实施例中,还包括加湿器和第二三通阀;
[0016]所述第二三通阀的入口端与所述第一压力传感器连通,所述第二三通阀的两个出口端分别形成第一支管路和第二支管路,所述第一支管路和第二支管路呈并联管路,所述加湿器位于所述第一支管路上,所述第一支管路和第二支管路分别与所述电堆消耗管路连通,所述第二三通阀用于分别调节所述第一支管路和第二支管路的启闭,以调节所述加湿器与所述电堆消耗管路的连通或关闭。
[0017]在本专利技术较佳的实施例中,所述电堆消耗管路包括湿度传感器、温度传感器、手阀、第三压力传感器、第三三通阀和气体回收装置;
[0018]所述湿度传感器、所述温度传感器和所述手阀依次连通,所述湿度传感器与所述第一支管路和第二支管路的汇合点连通,所述手阀与所述第三三通阀的入口端连通,所述第三压力传感器与所述手阀连通,所述第三压力传感器用于检测经所述手阀输出的气体压力信息,所述手阀预设有电堆压降;
[0019]所述第三三通阀的两个出口端分别与所述气体回收装置和所述氢气回流管路连通,所述第三三通阀预设有电堆消耗流量比例,以将电堆消耗气体输送至所述气体回收装置处。
[0020]在本专利技术较佳的实施例中,所述电堆消耗管路还包括第四流量计、第五流量计、第四压力传感器和背压阀;
[0021]所述第四流量计位于所述手阀的入口端,所述第四流量计用于检测入堆前的气体流量信息;
[0022]所述第五流量计位于所述气体回收装置的入口端,所述第五流量计用于检测电堆消耗的气体流量信息;
[0023]所述第四压力传感器和所述背压阀位于所述第三三通阀和所述气体回收装置之间,所述背压阀能够调节经所述第三三通阀输出的气体输送压力,所述第四压力传感器用于检测所述背压阀的背压信息。
[0024]在本专利技术较佳的实施例中,还包括气液分离器;
[0025]所述气液分离器位于所述氢气回流管路上。
[0026]在本专利技术较佳的实施例中,所述氢气输送管路包括:高压氢气瓶、第一截止阀、第一减压阀和第一比例阀;
[0027]所述高压氢气瓶依次通过第一截止阀、第一减压阀、第一比例阀和所述第一流量计与所述引射器本体的入口端连通,所述第一比例阀用于调节所述高压氢气瓶向所述引射器本体输送的氢气流量。
[0028]在本专利技术较佳的实施例中,所述氮气输送管路包括:氮气瓶、第二截止阀、第二减压阀和第二比例阀;
[0029]所述氮气瓶依次通过第二截止阀、第二减压阀、第二比例阀、所述第二流量计和所述第一三通阀与所述引射器本体的回流端连通,所述第二比例阀用于调节所述氮气瓶向所述引射器本体输送的氮气流量。
[0030]本专利技术提供的一种基于所述的燃料电池引射器测试系统的测试方法,包括以下工况:
[0031]工况1、依次开启第一截止阀、第一减压阀和第一比例阀,使得高压氢气瓶内的氢气输送至引射器本体内;开启第二支管路、关闭第一支管路和氮气输送管路;根据测试目的,观测第一流量计、第二流量计、第四流量计、第五流量计、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、湿度传感器和温度传感器的数值;通过第一比例阀控制氢气输送流量;通过手阀和背压阀控制整体管路的压降;记录各个节点的参数;根据上述参数计算本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池引射器测试系统,其特征在于,包括:引射器本体(10)、氢气输送管路(20)、第一流量计(30)、电堆消耗管路(40)、氢气回流管路和第二流量计(50);所述氢气输送管路(20)和所述引射器本体的入口端(11)连通,所述第一流量计(30)位于所述氢气输送管路(20)和所述引射器本体(10)之间,所述第一流量计(30)用于检测进入所述引射器本体(10)的氢气供应流量;所述电堆消耗管路(40)和所述氢气回流管路分别与所述引射器本体的出口端(12)连通,所述电堆消耗管路(40)能够预设有电堆消耗气体结构,且所述氢气回流管路与所述引射器本体的回流端(13)连通,所述第二流量计(50)位于所述氢气回流管路和所述引射器本体的回流端(13)之间,所述第二流量计(50)用于检测经所述电堆消耗管路(40)消耗完的进入至所述引射器本体(10)的氢气回流量;通过第一流量计(30)和第二流量计(50)以得出所述引射器本体(10)的氢气工况下的引射比,其中,所述引射器本体(10)的氢气工况下的引射比计算公式为:引射比=氢气回流量/氢气供应流量,单位为L/min。2.根据权利要求1所述的燃料电池引射器测试系统,其特征在于,还包括第三流量计(60)、氮气输送管路(70)和第一三通阀(80);所述第一三通阀(80)的出口端与所述引射器本体的回流端(13)连通,所述氮气输送管路(70)和所述氢气回流管路分别与所述第一三通阀(80)的两个入口端连通,所述第三流量计(60)位于所述氮气输送管路(70)和所述第一三通阀(80)之间,所述第三流量计(60)用于检测进入所述引射器本体(10)的氮气供应流量,且当所述氮气输送管路(70)开启时,所述第二流量计(50)用于检测进入至所述引射器本体(10)的氢气和氮气的气体总回流量;通过第一流量计(30)、第二流量计(50)和第三流量计(60)以得出所述引射器本体(10)的氢气氮气混合工况下的引射比,其中,所述引射器本体(10)的氢气氮气混合工况下的引射比计算公式为:引射比=气体总回流量/(氢气供应流量+氮气供应量),单位为L/min。3.根据权利要求2所述的燃料电池引射器测试系统,其特征在于,还包括第一压力传感器(90)和第二压力传感器(100);所述第一压力传感器(90)位于所述引射器本体的出口端(12),所述第二压力传感器(100)位于所述第一三通阀(80)和所述引射器本体(10)之间,通过第一压力传感器(90)和第二压力传感器(100)以得出所述引射器本体(10)的压降公式:P
压降
=P
第一压力传感器(90)

P
第二压力传感器(100)
,单位为KPa。4.根据权利要求3所述的燃料电池引射器测试系统,其特征在于,还包括加湿器(110)和第二三通阀(120);所述第二三通阀(120)的入口端与所述第一压力传感器(90)连通,所述第二三通阀(120)的两个出口端分别形成第一支管路和第二支管路,所述第一支管路和第二支管路呈并联管路,所述加湿器(110)位于所述第一支管路上,所述第一支管路和第二支管路分别与所述电堆消耗管路(40)连通,所述第二三通阀(120)用于分别调节所述第一支管路和第二支管路的启闭,以调节所述加湿器(110)与所述电堆消耗管路(40)的连通或关闭。5.根据权利要求4所述的燃料电池引射器测试系统,其特征在于,所述电堆消耗管路(40)包括湿度传感器(41)、温度传感器(42)、手阀(43)、第三压力传感器(44)、第三三通阀(45)和气体回收装置(46);
所述湿度传感器(41)、所述温度传感器(42)和所述手阀(43)依次连通,所述湿度传感器(41)与所述第一支管路和第二支管路的汇合点连通,所述手阀(43)与所述第三三通阀(45)的入口端连通,所述第三压力传感器(44)与所述手阀(43)连通,所述第三压力传感器(44)用于检测经所述手阀(43)输出的气体压力信息,所述手阀(43)预设有电堆压降;所述第三三通阀(45)的两个出口端分别与所述气体回收装置(46)和所述氢气回流管路连通,所述第三三通阀(45)预设有电堆消耗流量比例,以将电堆消耗气体输送至所述气体回收装置(46)处。6.根据权利要求5所述的燃料电池引射器测试系统,其特征在于,所述电堆消耗管路(40)还包括第四流量计(47)、第五流量计(48)、第四压力传感器(49)和背压阀(410);所述第四流量计(47)位...

【专利技术属性】
技术研发人员:贾坤晗孙大伟朱川生王志强郭嘉旗
申请(专利权)人:南京氢创能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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