[发明专利]一种燃料电池电堆的模拟装置

说明书

本发明公开了一种燃料电池电堆的模拟装置，涉及到燃料电池技术领域，包括冷却模拟模块、氢气模拟模块和空气模拟模块，冷却模拟模块包括冷却液管道、第一温压一体传感器、第一加热器和第一阻力器；氢气模拟模块包括氢气主管路和氢气支管路，氢气主管路上设有第一氢气质量流量计、第二加热器和第一背压阀，氢气支管路上设有第一开度调节阀和第二氢气质量流量计，空气模拟模块包括空气主管路和空气支管路，空气主管路上设有第一空气质量流量计、温度传感器和加湿模块，空气支管路上设有第二空气质量流量计。其能够精确的模拟出电堆在发电过程中的发热、阻力降，电堆氢气的消耗、温度、压力及电堆空气的消耗、温度、压力、湿度以及水的生成。

技术领域

本发明涉及到燃料电池技术领域，尤其涉及到一种燃料电池电堆的模拟装置。

背景技术

燃料电池发电系统主要由电堆、氢气供应子系统、空气供应子系统、热管理子系统和控制器组成，各子系统的协同工作及各参数的精确控制方能确保燃料电池的高输出性能。对现有燃料电池发电系统研发阶段的测试，一般采用两种方式：一是将各个子系统集成后进行整体综合性能的测试验证；二是在单独的子系统平台中对子系统的零部件进行单独测试验证。

然而上述的两种方式都无法对已集成的燃料电池发动机系统的物理状态进行全面精确的模拟，比如同时模拟燃料及氧化剂的消耗，电堆内水的生成，以及电堆的产热等，使得测试结果存在一定的偏差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃料电池电堆的模拟装置，用于解决上述技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种燃料电池电堆的模拟装置，包括冷却模拟模块、氢气模拟模块和空气模拟模块，其中，

所述冷却模拟模块包括冷却液管道，所述冷却液管道上设有两个第一温压一体传感器和设于两所述第一温压一体传感器之间的第一加热器和第一阻力器；

所述氢气模拟模块包括氢气主管路和与所述氢气主管路并联设置氢气支管路，所述氢气主管路上设有第一氢气质量流量计和第二加热器，所述氢气支管路上设有第一开度调节阀和第二氢气质量流量计，所述氢气主管路上与所述氢气支管路并联的部分设有第一背压阀；

所述空气模拟模块包括空气主管路和与所述空气主管路并联设置的空气支管路，其中，所述空气主管路上设有第一空气质量流量计、湿度传感器和设于所述第一空气质量流量计与所述湿度传感器之间的加湿模块，所述空气支管路上设有第二空气质量流量计。

作为优选，所述加湿模块包括设于所述空气主管路上的加湿器和汽水分离器，其中，所述汽水分离器设于所述加湿器靠近所述湿度传感器的一侧。

作为进一步的优选，还包括排水电磁阀和水箱，所述汽水分离器连接所述水箱，所述汽水分离器与所述水箱之间连接的管路上设有所述电磁阀。

作为进一步的优选，还包括进水管和排水管，所述加湿器与所述水箱之间通过所述进水管和所述排水管连接，其中，所述进水管上设有水泵和第三加热器，所述第三加热器位于所述水泵远离所述水箱的一侧。

作为进一步的优选，还包括设于所述进水管上的第二开度调节阀和第二温压一体传感器，所述第二开度调节阀和所述第二温压一体传感器设于所述第三加热器远离所述水泵的一侧。

作为进一步的优选，还包括出水管路，所述出水管路与所述进水管连接，所述出水管路上设有第三开度调节阀和流量计。

作为进一步的优选，所述氢气模拟模块还包括第一开关电磁阀和第三温压一体传感器，所述氢气主管路上设有所述第一开关电磁阀，且所述第一开关电磁阀位于所述第一氢气质量流量计远离所述第二加热器的一侧，所述氢气主管路与所述氢气支管路并联的部分设有所述第三温压一体传感器。