[发明专利]燃料电池阴极分水器分水效率试验装置及测试方法

说明书

本发明提供了燃料电池阴极分水器分水效率试验装置及测试方法，装置包括空压机、中冷器、散热器、高压喷头、第一集水器、分水器、第二集水器；空压机的出口连接所述中冷器的进气口，中冷器的出气口连接分水器进口，散热器连接中冷器，中冷器和分水器之间的管路设置有高压喷头，高压喷头与第一集水器连接，分水器的出液口连接第二集水器；测试方法是通过空压机吸气，中冷器对气体降温，水泵与高压喷头喷水，节气门进行保压，模拟燃料电池的实际工况，对分水器分水能力进行验证，测得分水器流阻、分水器分水效率，保证测试的准确性，更加贴近燃料电池的实际使用情况。

技术领域

本发明属于燃料电池技术领域，具体涉及燃料电池阴极分水器分水效率试验装置及测试方法。

背景技术

燃料电池发动机是将氢气与氧气的化学能转化为电能的装置，其产物是水，在应用过程中，随着燃料电池发动机的功率越来越大，使用的电动空压机功耗越来越高，为了提高燃料电池的转化效率，减低整体功耗，可将电动空压机用膨胀机来进行替代，在保证足够进气量的同时，进行能量回收，可降低燃料电池功耗。燃料电池发动机在工作时，阴极会产生大量的水，会对膨胀机的叶轮产生高负荷的冲击，影响膨胀机的使用寿命，同时存在冬天结冰的风险，所以在使用膨胀机的同时，匹配分水器，将阴极产生的水在进入膨胀机叶轮之前分离出去，避免因为水的存在对膨胀机产生负面影响。因为燃料电池产水量无法进行精确计量，无法在燃料电池发动机上面对分水器分水效率进行精确计算，在分水器开发完成后，对其分水效率的测试成为了一个亟待解决的问题。

本专利发明了分水器测试分水效率的试验装置，充分模拟燃料电池的使用工况，可对分水器分水效率进行准确计算。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，第一方面，本发明提供了燃料电池阴极分水器分水效率试验装置，包括空压机、中冷器、散热器、高压喷头、第一集水器、分水器、第二集水器；所述空压机的出口连接所述中冷器的进气口，中冷器的出气口连接所述分水器进口，所述散热器连接中冷器，中冷器和分水器之间的管路设置有高压喷头，所述高压喷头与第一集水器连接，分水器的出液口连接第二集水器。

具体的，所述高压喷头与第一集水器之间的管路上设置有水泵，所述中冷器的进口设置有第一温度传感器，中冷器的出口设置有第二温度传感器，所述分水器的进口设置有第三温度传感器，分水器的出气口设置有节气门。

具体的，所述空压机的进口设置有依次相连的空滤、流量计。

具体的，所述散热器对所述中冷器内部的冷却液进行降温。

具体的，所述分水器的进口设置有第一压力传感器，分水器的出气口设置有第二压力传感器。

第二方面，本发明提供燃料电池阴极分水器分水效率试验装置的测试方法，用于上述的燃料电池阴极分水器分水效率试验装置进行测试，采集燃料电池工况点的温度、流量、压力参数，控制燃料电池阴极分水器分水效率试验装置的气体流量，通过控制散热器的散热能力来对燃料电池阴极分水器分水效率试验装置内部气体进行温度调节，对整个通路进行压力控制，通过水泵来控制喷入燃料电池阴极分水器分水效率试验装置的水量，使燃料电池阴极分水器分水效率试验装置工况与燃料电池实际工作工况一致，测得分水器流阻、分水器分水效率。

具体的，所述控制燃料电池阴极分水器分水效率试验装置的气体流量是通过控制空压机转速来实现，所述散热器的散热能力由第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器的读数来确定。

具体的，所述对整个通路进行压力控制是通过调节节气门开度实现，通过高压喷头调节喷出水的粒径。

具体的，所述分水器流阻等于第一压力传感器读取的压力数值减去第二压力传感器读取的压力数值。

具体的，所述分水器分水效率为第二集水器收集到的水的量与第一集水器内注入水的总量的比值。