[发明专利]一种燃料电池测试台供气供水系统

说明书

本发明公开了一种燃料电池测试台供气供水系统，包括相互并联的压缩空气支路和氧气源支路、反应气供应支路、氮气管路、增湿支路、电堆冷却水循环支路、补水支路以及尾气排放支路。通过气源的切换，本发明的测试台供气供水系统既可以用于氢空燃料电池电堆的测试，也可用于氢氧燃料电池电堆的测试；测试台电堆冷却水的进口温度可以通过控制纯水箱温度和外部冷却水流量来调节。采用本发明供气供水系统的测试台具有工作模式多样化、适应性强、可靠性好、维护方便、运营成本低等特点。

技术领域

本发明属于燃料电池测试技术领域，涉及一种燃料电池测试台供气供水系统。

背景技术

燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，它可以直接将贮存在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能。在环境与能源备受人们关注的今天，燃料电池日益受到各国政府和科技人员的重视。近年来在突破多项关键技术的基础上燃料电池已逐步得到广泛应用。氢是燃料电池的最佳燃料，在未来的氢经济时代，燃料电池是将氢能转化为电能的最优能量转换装置。

燃料电池连续工作时，必须不断地向电池内部送入燃料与氧化剂（如氢气、氧气或空气）；与此同时，它还要排出与生成量相等的反应产物，如氢氧燃料电池中所生成的水。目前燃料电池的能量转换效率仅达到40%～60%，为保证电池工作温度的恒定，还必须将废热排放出去。

氢空燃料电池和氢氧燃料电池的供气气源、进气方式、排气方式以及工作条件不尽相同，并且测试燃料电池的供排气、供排水管路连接很多。

因此，有必要设计一种多功能燃料电池测试台的供气供水系统来解决上述问题，以满足多样化电堆研制测试的工业应用需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有燃料电池测试台设计简单、功能单一的不足，提供一种多功能燃料电池测试台供气供水系统，满足多样化电堆研制测试的工业应用需求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种燃料电池测试台供气供水系统，包括相互并联的压缩空气支路和氧气源支路、由氢气管路组成的反应气供应支路、氮气管路、增湿支路、电堆冷却水循环支路、补水支路以及尾气排放支路；所述的压缩空气支路包括依次连接在压缩空气管道上的截止阀和过滤器；所述的氧气源支路包括依次连接在氧气管道上的截止阀以及作为空气/氧气支路的公共管道的减压阀以及电磁阀和压力传感器；所述的氢气管路包括依次连接在氢气管道上的截止阀、减压阀、电磁阀和压力传感器；所述的氮气管路包括依次连接在氮气管道上的截止阀和减压阀；所述的减压阀引出两个支路，分别通过单向阀和电磁阀连接至压力传感器；所述的增湿支路包括通过电磁阀连接压力传感器的两个增湿罐和增湿罐内部配置的温度传感器；所述的增湿罐后部管道通过加热带分别与电堆氧气入口和电堆氢气入口连接；所述的电堆冷却水循环支路包括纯水箱以及依次连接在纯水箱和电堆冷却水进口之间的流量传感器、温度传感器和压力传感器，还包括依次连接在电堆冷却水出口和纯水箱之间的板式换热器、压力传感器、温度传感器；所述板式换热器的介质入口和介质出口同时连接外部冷却水；所述的补水支路包括连接去离子水箱的补水泵和由补水泵引出的三个支路，一个支路通过电磁阀连接增湿罐，一个支路通过电磁阀连接纯水箱，一个支路通过电磁阀连接增湿罐；所述的尾气排放支路包括通过压力传感器和电磁阀连接电堆的氧气尾排管道和通过压力传感器和电磁阀连接电堆的氢气尾排管道。

所述的一种燃料电池测试台供气供水系统，还包括质量流量控制器支路；所述的质量流量控制器支路包括与电磁阀并联的质量流量控制器。这样测试台反应气（压缩空气或氧气、氢气）的供给有两种方式：一种通过设定质量流量控制器来调节流量供气；一种通过控制电磁阀常开供气。

所述的一种燃料电池测试台供气供水系统，其过滤器连接在截止阀和减压阀之间。

所述的一种燃料电池测试台供气供水系统，其外部冷却水通过流量调节阀与板式换热器的介质入口连接；电堆冷却水出口与板式换热器热侧入口连接，板式换热器冷侧出口依次连接压力传感器和温度传感器之后连接纯水箱。