[实用新型]一种海水燃料电池放电服役性能测试装置

说明书

本实用新型涉及一种海水燃料电池放电服役性能测试装置，包括模拟水洞、水洞电气控制单元和数据采集控制系统，模拟水洞包括供实验体置于其中进行实验的实验段，水洞电气控制单元包括水洞参数检测元件和执行元件。数据采集控制系统，包括电池信号检测元件和控制器，执行元件连接在控制器的输出端口以受控动作。本实用新型通过模拟水洞提供一个高来流速度的环境。通过水洞电气控制单元实时测量和调节水洞中的相关参数。将待测试的海水燃料电池置于实验段中即可模拟其用于水下潜航器时的实际服役工况。通过电池信号检测元件测量待测试海水燃料电池运行过程的相关参数，即可完成海水燃料电池在某一具体股役工况下的放电服役性能。

技术领域

本实用新型涉及电性能测试装置领域，具体涉及一种海水燃料电池放电服役性能装置。

背景技术

海水燃料电池是直接利用海水，将金属镁或铝等的化学能转化为电能的电化学装置，它以镁或铝为负极材料并以海水为电解质，其最突出的特点就是不需要另外携带电解质，并且具有能量密度高、安全性好、可全海深工作的优点，在水下潜航器、深海着陆器、深海原位实验站等海洋装备领域具有很好的应用前景。

海水燃料电池的放电性能与其所处的服役工况关系密切，海水的温度、盐度、流速等均会对电池放电性能产生显著影响。水下装备服役的海洋环境复杂多变，不同海域的海水温度以及盐度等水文特征差异较大。以我国南海为例，夏季海水表层水温约为28℃，冬季为18℃～26℃，水深1000m处的水温约为4℃～5℃。我国黄海海域平均盐度为30‰，东海和黄海盐度为31～32‰，而南海盐度则为35‰。此外，水下装备的航速变化范围也比较大，其最高航速约为50kn。由此导致海水燃料电池的进排液流速和流量出现较大差别，使得实际服役工况下海水燃料电池的电化学性能变化极为复杂。

在复杂海洋环境下应用的水下装备，会对海水燃料电池提出各种特定应用场景下的放电服役性能要求。构建与真实应用场景一致的放电服役工况条件，制定相应的技术评价标准和质量衡量体系，开展各种服役条件下电池放电性能的表征、测试和评价，确保多因素共同作用下海水燃料电池的环境适应性能，对于验证海水燃料电池用于水下装备的理论正确性和技术可行性至关重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种海水燃料电池放电服役性能测试装置。

为实现上述目的，本实用新型的一种海水燃料电池放电服役性能测试装置采用以下技术方案：

一种海水燃料电池放电服役性能测试装置，包括模拟水洞，模拟水洞包括供实验体置于其中进行实验的一体化工作段，

和水洞电气控制单元，用于实现对模拟水洞中相关物理量的实时监测及控制，包括水洞参数检测元件和执行元件，所述水洞参数检测元件包括用于检测水流温度的温度传感器、用于检测来流速度的速度传感器、用于检测水压的压力传感器、用于检测盐度的盐度计和用于检测液位的液位计，所述执行元件用于受控执行动作以调节实验段内水流温度、来流速度、压力、盐度和液位，包括制冷器、换热器、水洞水泵、调压泵、真空泵、加盐阀和电磁阀；

和数据采集控制系统，用于测量海水燃料电池的相关信号并向水洞电气控制单元发出控制指令，包括电池信号检测元件和控制器，所述电池信号检测元件包括用于测量待测试海水燃料电池的放电电压的电压计、用于测量放电电流的电流计、用于测量放电功率的功率计、用于测量激活时间的计时器、用于测量电芯温度的温度计和用于测量电池内阻的电阻仪，所述执行元件连接在所述控制器的输出端口以受控动作。

进一步地，所述水洞电气控制单元包括控制元件，控制元件包括变频器、温度控制器和压力控制器，水洞水泵与调压泵连接在变频器的输出端口以受控运动，制冷器和换热器连接在温度控制器的输出端口以受控运转，真空泵连接在压力控制器的输出端口以受控运转，变频器、温度控制器和压力控制器连接在所述控制器的不同输出端口以接收用于控制相应执行元件动作的控制指令。