[发明专利]燃料电池热管理测试台架及燃料电池热管理监控系统

说明书

本发明公开了一种燃料电池热管理测试台架，包括台架本体及安装于台架本体上的燃料电池热管理测试系统，系统中包括：燃料电堆模拟器；膨胀水箱；排气口与膨胀水箱进气管连接的散热模块；补液口与膨胀水箱补液口连接的水泵；进水口与水泵出水口连接、大/小循环出水口分别与散热模块进水口和燃料电堆模拟器进水口连接的节温器；进水口与燃料电堆模拟器出水口连接、出水口与水泵进水口连接的去离子器；进水口与散热模块出水口连接的中冷器；进水口与中冷器出水口连接、出水口与水泵进水口连接的PTC加热器；分设于管路中的流量计、温度传感器及压力传感器。其专用于PEMFC动力系统水热管理，结合燃料电堆模拟器，实现燃料电堆流动传热情况的模拟及热管理测试系统性能的测试。

技术领域

本发明涉及车辆零部件性能检测领域，特别涉及一种燃料电池热管理测试台架及燃料电池热管理监控系统。

背景技术

质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cells，以下简称PEMFC)是一种清洁高效的分布式电源，具有效率高、寿命长、工作温度低、启动快和能量密度高等优点，具有广泛的应用前景。温度是影响燃料电池性能的重要因素之一，对PEMFC的气体传输特性、膜的含水量、催化层的催化特性、输出特性甚至工作寿命都会产生不同程度的影响。PEMFC在工作过程中除了产生电能，约有一半的能量以热能形式输出，因此必须及时将多余的热量排出，以维持系统工作温度的稳定。

一般来说，为了避免出现因电堆内部温度过大造成流道内局部冷凝的现象，PEMFC的工作温度需控制在60～80℃，电堆的冷却液进出口温差需控制在5～7℃。燃料电池电堆内部温度环境对电堆的可靠性、寿命及性能都有很大的影响，因此使电堆内温度维持在一定范围内尤其重要。电堆内液体冷却技术以换热效率高、整车布置较为灵活的特点得到了广泛的应用，但相比风冷和自然冷却，液冷系统常常需要借助外部系统对冷却液进行散热，因此其热管理测试系统结构相对复杂，在燃料电池系统开发阶段如何更好地评估热管理测试系统，是燃料电池热管理设计工程师面临的一个重要问题。

燃料电池热管理试验验证特别是液冷系统的电堆热管理试验，大部分在整车样车出来以后在实车上进行测试验证，该验证方式虽然准确，但是这一测试验证过程是在燃料电池系统开发阶段进行的，无法为电堆热管理测试系统开发前期提供试验支持，即传统的电堆热管理试验方法具有迟滞性，无法为前期电堆热管理测试系统开发提供试验支撑；另外，整车安装完成后如果电堆热管理测试系统的测试结果不理想，很有可能需要做整体的配套修改，大大延长了研发的周期、增加了研发成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃料电池热管理测试台架及燃料电池热管理监控系统，有效解决了现有技术中电堆热管理试验具有迟滞性、燃料电池热管理测试系统研发周期长及研发成本高的技术问题。

一种燃料电池热管理测试台架，包括台架本体及安装于所述台架本体上的燃料电池热管理测试系统。所述燃料电池热管理测试系统中包括：

燃料电堆模拟器，根据待测试的目标工况运行；

膨胀水箱，用于提供冷却液；

排气口与膨胀水箱进气管连接的散热模块，用于将所述燃料电堆模拟器产生的热量发散至空气中，且所述散热模块的出水口与燃料电堆模拟器的进水口连接；

补液口与膨胀水箱出水口连接的水泵；

进水口与水泵出水口连接、大/小循环出水口分别与散热模块进水口和燃料电堆模拟器进水口连接的节温器，所述节温器根据流入进水口冷却液的温度控制大/小循环出水口冷却液的流量；

进水口与燃料电堆模拟器出水口连接、出水口与水泵进水口连接的去离子器，用于吸收冷却液中的离子，控制冷却液的导电率；

进水口与散热模块出水口连接的中冷器，所述的中冷器用于降低空压机出口的高热空气至合适温度；及