[发明专利]基于PLC的燃料电池测试系统温度控制装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明属于燃料电池测试系统控制装置，特别是一种质子交换膜基于PLC的燃料电池测试系统温度控制装置及控制方法。

背景技术

随着近一段时间来我国北京、天津、武汉、上海等地多次雾霾天气的出现，环境问题又一次成为民众关注的焦点问题，与此同时，能源危机也是一个全球关注的热点问题，随着不可再生资源的不断消耗使用，不可再生资源频频告急，许多国家提出了“绿色能源新计划”，寻求能源新动力。

燃料电池是一种不经过燃烧过程的高效低污染发电装置，一般分为磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、碱性燃料电池、固体氧化物燃料电池、直接甲醇燃料电池及质子交换膜燃料电池等，其中质子交换膜燃料电池以其高效、洁净、环保的突出优点，成为了现在研究的热点和重点。质子交换膜燃料电池是一种以氢气为燃料，以氧气为氧化剂，将燃料的化学能直接转化为电能的电化学装置，它不受卡诺循环的限制，只要有足够的氢气和氧气，可以长时间连续运行，并且具有比能量高、噪音小、无污染、零排放和能量转换效率高等特点，可广泛应用于小型电站、通信电源、机器人电源、汽车、电力系统、家庭生活等各领域。燃料电池技术被认为是21世纪首选的洁净、高效发电技术。

燃料电池测试系统不仅在燃料电池系统的研发阶段十分重要，在其投入使用后对维持电池的正常工作也是不可或缺的。在整个电池行业中研发燃料电池测试系统的公司屈指可数，其中比较突出的有美国的Hydrogenics公司和美国国家仪器公司，Hydrogenics的Greenlight公司是世界上最大的燃料电池测试系统生产厂家，而在国内燃料电池测试系统研发较晚。

燃料电池电堆运行温度是影响燃料电池性能的重要因素之一，在不同的温度条件下燃料电池的工作效率有很大的差别，质子交换膜在60-80℃的温度范围内工作时效率较高，这就要求测试系统必须能够测试燃料电池在不同温度条件下的工作性能，而且对燃料电池温度进行精确控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、易于扩展、控制精确及安全可靠的基于PLC的燃料电池测试系统温度控制装置及控制方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于PLC的燃料电池测试系统温度控制装置，包括：所述内循环回路包括温度传感器、加热器、循环水泵、流量计、流量控制器以及压力传感器，所述内循环回路与燃料电池堆相连，并与燃料电池堆直接进行热交换；所述外循环回路包括冷却水机组、流量控制器以及流量计，所述外循环回路通过板式换热器与所述内循环回路进行热交换，降低内循环回路温度；所述PLC温度控制单元实现对温度的精确控制，并通过Modbus总线向所述上位机监控测试单元发送实时参数信息；所述上位机监控测试单元发送温度设定命令，以测试不同温度条件下燃料电池的性能，实现实时监控测试功能，并将测试数据保存用于燃料电池堆性能分析。

所述基于PLC的燃料电池测试系统温度控制装置的控制方法是：