[发明专利]一种质子交换膜燃料电池动态性能测试系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种质子交换膜燃料电池动态性能测试系统，包括氢气瓶，过滤器，三通阀，流量控制阀，截止阀，温度传感器，湿度传感器，压力传感器，流量传感器，喷淋装置，质子交换膜燃料电池堆，空压机，减压阀，PC控制器及显示装置。本发明还公开了一种质子交换膜燃料电池测试系统的工作方法，对质子交换膜燃料电池进气气体进行单一参数的控制，同时保持其他参数不变，在此情况下对质子交换膜燃料电池进行多次测试，探究燃料电池的最优参数；同时针对质子交换膜燃料电池在反应时会产生废热而设计的水循环散热系统，并充分利用循环水中的热能，既提高了效率又减少了能量损耗，质子交换膜燃料电池反应只生成水，也不会对环境造成污染。

技术领域

本发明属于燃料电池测试领域，具体涉及一种质子交换膜燃料电池动态性能测试系统及其工作方法。

背景技术

燃料电池是将燃料的化学能直接转化成电能的装置，只发生电化学反应，没有燃烧过程因而不受卡诺循环的限制，具有极高的能量转换效率。

燃料电池可以是理想的全固态机械结构，即没有可移动的部件，这样的系统将潜在的具有高可靠性和长寿命。并且在燃料电池以氢气和氧气为燃料时生成水，没有污染且可以循环利用，对环境比较友好。

燃料电池由于具有效率高、无污染、寿命长和高可靠性等优点，可作为汽车内燃机的替代产品，也可应用于小型集中供电或分散式供电系统中，是绿色环保能源，极具发展潜力和应用前景。

质子交换膜燃料电池可在低温工作，并且具有较高的功率密度所以在应用上很受欢迎。在对燃料电池温度对性能的测试中，要进行多次测试，因此要降低其他不必要因素对实验的影响。专利(CN200810300846.1)给出了燃料电池加湿是多参数性能测试的方法和途径。但是却没有给出不加湿状态下多参数性能测试方法，因而不够准确分析电池动态性能。而且没有进行水冷循环，影响燃料电池效率。因此，对燃料电池动态性能测试还需要进一步研究。

因此，需要在对燃料电池的流量、温度、湿度等多参数进行更加有效的控制，提出更为可行的测试燃料电池动态性能的方案。

发明内容

本发明的目的是为了提高测试质子交换膜燃料电池动态性能的参数，通过控制其他参数不变的情况下，对单一参数进行变化来得到参数的最优值，便于更好的了解质子交换膜燃料电池的动态性能。

本发明提供了一种质子交换膜燃料电池动态性能测试系统，包括氢气瓶，第一过滤器，第一三通阀，第一流量控制阀，第二三通阀，第一截止阀，第一传感器组，第一喷淋装置，质子交换膜燃料电池堆，空压机，减压阀，第二过滤器，第二流量控制阀，第四三通阀，第二传感器组，第三截止阀，第二喷淋装置，PC控制器及显示装置；

所述氢气瓶与所述第二三通阀之间依次连接有第一过滤器、第一三通阀、第一流量控制阀；

所述第二三通阀与所述质子交换膜燃料电池堆之间连接有第一传感器组；

所述第二三通阀连接第一喷淋装置；所述第一喷淋装置连接第一截止阀至所述第二三通阀和所述第一传感器组之间的管路；所述第一喷淋装置还连接质子交换膜燃料电池堆；

所述空压机与所述第四三通阀依次连接有减压阀，第二过滤器，第二流量控制阀；

所述第四三通阀与所述质子交换膜燃料电池堆之间连接第二传感器组；

所述第四三通阀连接第二喷淋装置；所述第二喷淋装置连接第三截止阀至所述第四三通阀和所述第二传感器组之间的管路；所述第二喷淋装置还连接质子交换膜燃料电池堆；

所述第三三通阀与所述质子交换膜燃料电池堆相连，所述第五三通阀与所述质子交换膜燃料电池堆相连，所述PC控制器及显示装置与所述质子交换膜燃料电池堆相连。

进一步地，所述第一三通阀上连接有氮气瓶。