[发明专利]一种氢燃料电池发动机用氢气喷射器测试装置及测试方法

说明书

本发明提供了一种氢燃料电池发动机用氢气喷射器测试装置及测试方法，测试装置包括顺次连接的氢气供应单元、电堆模拟单元、尾排脉冲排放单元以及控制各单元的控制装置及为各部分供电的供电装置；氢气供应单元和电堆模拟单元之间用于连接被测氢气喷射器；本发明所述的氢气喷射器测试装置可安全可靠的进行氢气喷射器工作特性的测试，能够实现氢气喷射器出口排空及出口背压测试条件的切换，既能够测试氢气喷射器出口排空条件下的工作特性，也能够模拟出氢气喷射器出口存在背压条件下，测试出更加接近实际工作压力环境下的氢气喷射器的工作特性。

技术领域

本发明属于氢燃料电池测试领域，尤其是涉及一种氢燃料电池发动机用氢气喷射器测试装置及测试方法。

背景技术

氢燃料电池是一种将氢气和氧气的化学能通过电化学反应直接转换为电能的复杂装置，其具有发电效率高、无污染、比能量高的特点。氢气作为燃料电池的阳极反应物，其流量大小和稳定性直接关系到氢气回路的发电效率。氢气喷射器的作用就是将车载供氢系统出口的高压氢气转换成燃料电池能够正常工作使用的低压氢气的作用，其工作原理是，通过控制氢气喷射器的开关频率，来调节氢气喷射器出口的氢气流量，进而控制燃料电池电堆的入口压力，为燃料电池提供稳定压力和流量的氢气，并能够快速跟随空气侧的工况变化。氢气喷射器作为供氢关键部件具有相应速度快、控制精度高、氢气利用率高的特点。目前国内外主机厂和系统集成商多已采用氢气喷射器作为燃料电池阳极供氢的核心部件。能够快速准确、安全可靠地完成燃料电池用氢气喷射器的测试，有利于氢气喷射器的推广和应用。因此，进行氢燃料电池发动机用氢气喷射器的测试装置及测试方法的开发研究对于氢燃料电池行业的发展具有十分重大的研究意义。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明提出了一种氢燃料电池发动机用氢气喷射器测试装置及测试方法，可安全可靠的进行氢气喷射器工作特性的测试，包括出口排空下工作特性测试和出口背压条件下工作特性测试。同时可以实现电堆的模拟消耗和模拟氢燃料电池发动机脉冲排放，进行贴近氢气喷射器实际工作环境的控制策略的开发和验证性测试，辅助进行氢气喷射器与燃料电池发动机系统的匹配开发过程。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种氢燃料电池发动机用氢气喷射器测试装置，包括氢气供应单元、电堆模拟单元、尾排脉冲排放单元、控制装置及供电装置；

所述氢气供应单元提供可调节压力的氢气，所述氢气供应单元的出气端与被测氢气喷射器的进气端连接；

所述电堆模拟单元的进气端与被测氢气喷射器的出气端连接；

所述尾排脉冲排放单元包括并联设置的排气支路一和排气支路二，所述排气支路一上设有尾排电磁阀一，所述排气支路二上设有顺次连接的背压阀和尾排电磁阀二，所述排气支路一和所述排气支路二的进气端与所述电堆模拟单元的出气端连接，所述排气支路一和排气支路二的出气端连接有阻火阀一；

所述控制装置与所述氢气供应单元、所述电堆模拟单元、所述尾排脉冲排放单元连接；所述控制装置用于控制测试装置中各部分的启停运转；

所述供电装置为所述氢气供应单元、所述电堆模拟单元、所述尾排脉冲排放单元、所述控制装置供电。

其中，背压阀的作用是调节被测氢气喷射器出口的背压，以模拟氢气喷射器的实际实际环境；通过尾排电磁阀一的启闭可模拟氢气喷射器实际工作环境中尾排脉冲排放时对氢气喷射器压力控制的影响的情况；阻火阀一的作用是防止氢气脉冲排放时引发安全风险。

进一步的，还包括模拟消耗单元，所述模拟消耗单元包括通过管路顺次连接的氢气流量控制器和阻火阀二，所述氢气流量控制器的进气端与所述电堆模拟单元连接，用于模拟电堆的实际消耗；所述模拟消耗单元还与所述控制装置连接，所述供电装置为所述模拟消耗单元供电。

其中，氢气流量控制器用于控制氢气的排放量，进而模拟电堆的实际消耗；阻火阀二的作用是防止氢气排放时引发安全风险。