[发明专利]一种燃料电池加湿器测试平台

说明书

本发明涉及一种燃料电池加湿器测试平台，其特征在于，包括干空气产生单元、空气加热单元、空气加湿单元、数据采集系统和自动控制系统，其中，干空气产生单元用于产生测试所需的具有一定压力的干燥压缩空气；空气加热单元用于将干燥压缩空气加热到测试设定温度；空气加湿单元用于产生蒸汽，加湿干燥压缩空气，模拟待测加湿器的加湿侧气体或被加湿侧气体；数据采集及自动控制系统用于设定测试条件、收集测试数据。与现有技术相比，本发明可控制空气流经加湿器前的温度、相对湿度、压力及空气质量流量，测试空气在流经加湿器前后的压降、温度变化及相对湿度变化，进而得到加湿器内水分传热传质的测定，为加湿器的设计、优化、应用提供数据依据。

技术领域

本发明涉及燃料电池加湿器领域，尤其是涉及一种燃料电池加湿器测试平台。

背景技术

燃料电池是通过转化燃料化学能变成电能的电池，与一次电池和二次电池有着本质的区别。一次电池需要活性物质反应来供电，一旦反应结束，电池就报废掉。二次电池虽然可以重复使用，但在充电时却不可以，对燃料电池而言，只要满足燃料的不断供给，就能连续放电，不受时间与空间的限制，操作简单，节省人力。由于它具有高能量转换率、低噪声和接近于零的尾气污染，成为热门研究方向。

质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)的工作原理跟其他燃料电池的工作原理相同，都是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转化为电能的发电装置。不同的是PEMFC电解质是质子交换膜，要完成整个供电过程，必须利用质子交换膜将质子从阳极传递到阴极。质子交换膜在工作过程中保证一定的湿度以保持良好的导电率，因此燃料电池系统中需要使用加湿器以完成上述任务。

为了保证燃料电池具有较高的工作性能，需要使用加湿器对通入其中的空气加湿。因此有必要设计一种可以快速准确测试加湿器性能，并通过对加湿器内水分传热传质的测定，为加湿器的设计、优化、应用提供数据依据的测试平台。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种燃料电池加湿器测试平台。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种燃料电池加湿器测试平台，包括干空气产生单元、空气加热单元、空气加湿单元、数据采集系统和自动控制系统，其中，干空气产生单元、空气加热单元和空气加湿单元通过管路依次连接组成进口管路，并连接待测加湿器的气体入口，待测加湿侧的气体出口还通过出口管路连接外部大气，所述的数据采集系统分布在待测加湿器的进口管路和出口管路上，并分别用于采集进入/离开待测加湿器的空气状况，所述数据采集系统还反馈连接自动控制系统，所述自动控系统还连接并控制干空气产生单元、空气加热单元和空气加湿单元。

优选的，所述的待测加湿器的进口管路和出口管路均设有两条，分别为加湿侧和被加湿侧的进口管路、出口管路，所述的加湿侧和被加湿侧的进口管路上分别设置一套依次连接的干空气产生单元、空气加热单元和空气加湿单元，在加湿侧和被加湿侧的进口管路和出口管路上还设有一套独立的数据采集系统。

更优选的，所述的干空气产生单元的出口通过三通接头分别引出加湿侧进口管路和被加湿侧进口管路，其中，所述加湿侧进口管路和被加湿侧进口管路上分别设置空气加热单元和空气加热单元，并分别连接待测加湿器的加湿侧和被加湿侧的气体入口。

优选的，所述的干空气产生单元包括依次连接的空气压缩机和空气过滤器，在空气过滤器底部还设有排污阀。

优选的，所述的空气加热单元采用翅片加热器，其数量为两个或以上。

更优选的，所述的翅片加热器外还包裹有隔热材料层。

优选的，所述的空气加湿单元包括蒸汽锅炉和空气加湿器，其中，空气加湿器的空气入口通过管路连接所述空气加热单元，蒸汽入口通过管路连接所述蒸汽锅炉，混合气体出口通过管路连接待测加湿器的气体入口。