[实用新型]一种质子交换膜燃料电池测试平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种质子交换膜燃料电池技术领域的测试平台，尤其涉及一种兼具燃料电池堆和燃料电池系统性能测试功能，并可以对燃料电池系统各零部件进行匹配测试的智能化、多功能一体化的质子交换膜燃料电池测试平台。

背景技术

燃料电池是通过电催化反应将氧化剂和还原剂的化学能直接转换成电能的装置，是一种高效、安全、清洁、灵活的新型发电技术。其中的质子交换膜燃料电池因其具有效率高、能量密度大、反应温度低、无噪音、无污染等显著优点而在地面发电站、电动车和便携式电源等方面具有广泛的应用前景。燃料电池内部主要由质子交换膜、电化学反应催化剂、扩散层和双极板组成。当燃料电池工作时，其内部发生下述反应过程：反应气体在扩散层内扩散，当反应气体到达催化层时，在催化层内被催化剂吸附并发生电催化反应；阳极反应生成的质子通过质子交换膜内传递到阴极侧，电子经外电路到达阴极，同氧分子反应结合成水，同时放出热量。电极反应为：

阳极(负极)：H2→2H++2e

阴极(正极)：1/202+2H++2e→H2O

电池反应：H2+1/202→H2O

氢气的流量、温度、压力和湿度，空气的流量、温度、压力和湿度，冷却水的流量、温度和压力，燃料电池堆流体出入口温差、压差，负载的加载频率变化，系统各零部件的响应速度等工作参数对于燃料电池的正常运行和效率有着重要的影响。

莫志军、朱新坚等在《计算机测量与控制》2005年13卷3期287-290上发表的“质子交换膜燃料电池实时监测系统软件实现”一文中提到了一种利用VC的mscomm控件实现上位机和PLC通讯的控制方法，用来实时监测燃料电池系统各参数性能。该系统灵活性较差，使燃料电池运行起来后可监控调整的参数较少。

专利号为200810036146.6的实用新型专利和专利号为ZL200820114566.7的实用新型专利都提到了一种能测试燃料电池电堆性能的测试平台，该测试台能够监测各运行参数与燃料电池堆性能之间的关系。专利号为200410093104.8的实用新型专利提到一种具有自我支持和电力输出功能的燃料电池测试系统，可以自己发电启动，自己运行，发出多余的电力还可以输出供负载或其它电器实用，但是这些测试系统都不能对燃料电池系统进行测试评估。

专利号为CN200620046636.0的实用新型专利提到了一种能够对燃料电池发动机进行稳态特性和动态变工况特性测试的测试平台，可以模拟燃料电池发动机车载运行环境，专利号为ZL200620046637.5的实用新型专利提到一种燃料电池车用驱动电机及控制系统的测试平台，但是该平台无法对燃料电池堆进行测试评估，无法对燃料电池系统以及其中的零部件进行匹配测试。

对于上述燃料电池测试平台具备对电堆本身或燃料电池系统性能进行测试，监测燃料电池运行时的参数，但是不能实现兼顾电堆和燃料电池系统测试，无法对燃料电池系统中零部件进行匹配测试，导致燃料电池的开发需要大量的设备投入而大大增加研发和生产成本。

实用新型内容

为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提出一种质子交换膜燃料电池测试平台，其针对现有燃料电池测试平台功能单一，无法测试和匹配燃料电池系统中各零部件的不足，提出一种兼具燃料电池堆和燃料电池系统性能测试功能，并可以对燃料电池系统各零部件进行匹配测试的智能化、多功能一体化的质子交换膜燃料电池测试平台。

本实用新型可通过以下技术方案予以解决：

本实用新型一种质子交换膜燃料电池测试平台，其包括受一控制系统控制的空气供应系统、氢气供应系统、增湿系统、散热系统，所述空气供应系统包括依次连接的空气过滤器、风机及控制器；所述氢气供应系统包括依次连接的储气瓶、减压阀、流量计、电磁阀；所述增湿系统包括氢气增湿系统和空气增湿系统；所述散热系统包括相连接的冷却水箱与冷却循环水泵；所述控制系统包括中央控制器，所述空气增湿系统和氢气增湿系统分别包括依次连接的增湿器、温度传感器、压力传感器、湿度传感器，所述增湿器的一端分别与所述氢气供应系统出口及所述空气供应系统的出口相连；所述控制系统还包括依次电连接的电流传感器、电堆接触器、电子负载、单电池电压巡检；所述散热系统还包括在进水管和出水管上分别设有温度传感器及压力传感器；所述各系统都与燃料电池电堆相连接。

所述氢气供应系统还包括连接于所述流量计与电磁阀之间的压力传感器及压力表。

所述空气供应系统还包括与所述风机及控制器相连接的风速仪。

所述散热系统还包括一散热风扇。