[发明专利]一种多功能质子交换膜燃料电池测试台架

权利要求书

1.一种多功能质子交换膜燃料电池测试台架，其特征在于，包括：

空气供给模块，用于燃料电池空气流量、压力控制；

氢气供给模块，用于燃料电池氢气流量、压力控制；

加湿模块，用于燃料电池进气加湿；

热管理模块，用于加湿模块中的加湿罐温度控制和电池冷却液控制；

电子负载模块，用于燃料电池放电；

电化学阻抗模块，包括激励单元和计算单元，激励单元由电路元器件组成，用于产生交流激励电流，激励电流与负载电流进行叠加，共同施加到燃料电池中，计算单元根据采集的高频电流和电压数据，利用快速傅里叶变化或小波变化信号处理办法，实现不同频率下的阻抗计算，用于燃料电池膜干、水淹现象诊断；

分区测试模块，包括印刷电路板、微型热电偶、灵敏电阻、数据采集线束，印刷电路板被分割成相互绝缘的若干分区，微型热电偶用于反推计算电池温度；

集成控制模块，包括台架控制单元、数据采集单元、分析单元、警报单元、无线通讯模块，台架控制单元用于控制测试台架上各个执行器，包括控制电池入口压力、流量、温度、负载电流，数据采集单元采集台架中的压力、温度、湿度信号；采集电池的高频电压、电流数据，用于阻抗计算；采集分区测试模块上的电信号，用于电流密度和温度分布计算，分析单元用于分析采集的数据，画出测量的阻抗谱图，显示不同频率下的阻抗值、相角参数，在线拟合出电容、电阻等效电路元器件参数；画出电流密度和温度分布图，显示最低电流密度出现位点，警报单元用于实时监测台架测试过程中的安全问题，无线通讯模块用于与无线终端进行通讯，将测试台架内的关键数据传送至无线终端，将所需参数通过无线终端设备发送至测试台架，集成控制模块用于燃料电池台架控制、数据采集、分析处理、报警保护和无线通讯。

2.如权利要求1所述的一种多功能质子交换膜燃料电池测试台架，其特征在于，空气供给模块包括过滤器、空气质量流量控制单元、温度传感器、压力传感器、自动背压控制单元和电磁阀；

空气质量流量控制单元实现对空气流量精确控制；压力传感器和温度传感器对燃料电池阴极侧的温度和压力实时监测；自动背压控制单元对电池阴极侧入口压力进行控制。

3.如权利要求1所述的一种多功能质子交换膜燃料电池测试台架，其特征在于，氢气供给模块包括过滤器、氢气质量流量控制单元、温度传感器、压力传感器、自动背压控制单元和电磁阀；

氢气质量流量控制单元实现对氢气流量精确控制；压力传感器和温度传感器对燃料电池阳极侧的温度和压力实时监测；自动背压控制单元对电池阳极侧入口压力进行控制。

4.如权利要求1所述的一种多功能质子交换膜燃料电池测试台架，其特征在于，加湿模块包括加湿器、温度传感器、湿度传感器、保温棉、加热丝；

加湿器由鼓泡加湿或喷淋加湿的加湿方式构成，温度传感器用于测量加湿器内加湿水的温度，保温棉和加热丝用于进气管路加热保温。

5.如权利要求1所述的一种多功能质子交换膜燃料电池测试台架，其特征在于，热管理模块包括水泵、换热器、加热棒、温度传感器、压力传感器、电导率传感器、冷却液流量计、比例阀；

热管理模块对加湿模块的露点温度进行控制，调节电池循环冷却液温度，满足测试所需温度；实时调节水泵转速，满足测试所需流量；实时调节比例阀开度，满足测试冷却液压力需求；实时监测冷却液电导率。

6.如权利要求1所述的一种多功能质子交换膜燃料电池测试台架，其特征在于，PCB表面镀金用以减小接触电阻。