[实用新型]一种燃料电池电堆低温冷启动测试研究平台

说明书

本实用新型涉及一种燃料电池电堆低温冷启动测试研究平台，包括用于供应还原剂的还原剂供应装置、用于供应氧化剂的氧化剂供应装置和用于供应冷却剂的冷却剂系统，研究平台还包括用于调节燃料电池电堆所处的环境温度的高低温环境试验箱，燃料电池电堆置于高低温环境试验箱中，氧化剂供应装置与燃料电池电堆的氧化剂输入端连接，还原剂供应装置与燃料电池电堆的输出端连接，冷却剂系统与燃料电池电堆的冷却剂输入端和冷却剂输出端连接，还原剂供应装置和氧化剂供应装置与燃料电池电堆之间均设有温湿度控制装置。与现有技术相比，本实用新型将低温环境模拟装置拆分为高低温环境试验箱、温度控制单元和温湿度控制单元，能使测试平台小型化。

技术领域

本实用新型涉及一种燃料电池测试技术，尤其是涉及一种燃料电池电堆低温冷启动测试研究平台。

背景技术

良好的低温冷启动能力对于优化PEMFC性能和耐久性至关重要，特别是在冷启动失败后，催化剂层会发生龟裂，构成碳纸孔隙骨架的碳纤维会被折断，严重影响着电堆的性能。而且，如今电堆冷启动能力还未达到-40℃的商用目标。因此，燃料电池电堆低温冷启动测试和研究必不可少。

电堆的低温冷启动指的是电堆在0度以下的环境中进行冷启动，此时进入电堆的氢气、空气、冷却水温度都很低，甚至直接为环境温度。

电堆低温冷启动策略主要包括：a)控制电流密度大小及其斜率；b)加热氢气、空气、冷却水；c)加热并保温电堆。

电堆的低温冷启动测试方式主要有三种：基于实际低温环境的电堆冷启动测试、基于环境舱的电堆冷启动测试、基于测试平台的冷启动测试。基于实际低温环境的电堆冷启动测试不仅测试费用极高、测试功能单一，而且测试时间、地点限制很大。基于环境舱的电堆冷启动测试费用很高、测试功能单一，而且占地面积很大。

中国专利CN 104111425A公开了一种燃料电池冷启动分区性能测试系统及测试方法，该系统利用冷却管和高低温箱模拟燃料电池冷启动时的低温环境，利用分区测试板采集冷启动时的电流和电压，以获得电流密度分布图和温度分布图。但是，这种通过冷却管获得的低温气体的流量很小，利用分区测试板代替阳极板的方法有较大操作难度，所以这套测试系统及测试方法只适合于测试燃料电池单体及几片单体组成的小功率电堆的冷启动特性，也没有考虑冷却水的影响，且不能提供研究加热电堆并保温、加热冷却水、反应气体等常见冷启动策略的条件。

中国专利CN 102520368A提到了一种燃料电池电堆零度以下环境快速启动的实验装置及方法，所述装置将低温试验箱和燃料电池测试平台结合起来，所述方法主要对冷却水泵的开启时机和电流的加载斜率作了界定。但是，没有对氢气、空气作低温处理，也不能提供研究加热电堆并保温、加热冷却水、反应气体等冷启动策略的条件。

通过分析，以上两份文献对于实现燃料电池电堆低温冷启动时的气密性检测功能和启动能力测试功能存在着很大的不足。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种燃料电池电堆低温冷启动测试研究平台。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种燃料电池电堆低温冷启动测试研究平台，包括用于供应还原剂的还原剂供应装置、用于供应氧化剂的氧化剂供应装置和用于供应冷却剂的冷却剂系统，所述研究平台还包括用于调节燃料电池电堆所处的环境温度的高低温环境试验箱，所述燃料电池电堆置于高低温环境试验箱中，所述氧化剂供应装置与燃料电池电堆的氧化剂输入端连接，所述还原剂供应装置与燃料电池电堆的输出端连接，所述冷却剂系统与燃料电池电堆的冷却剂输入端和冷却剂输出端连接，所述还原剂供应装置和氧化剂供应装置与燃料电池电堆之间均设有温湿度控制装置。

所述温湿度控制装置与燃料电池电堆之间设有气密性检测装置。