CN206002670U - 一种电堆自动化综合测试平台 - Google Patents

Abstract

一种电堆自动化综合测试平台，包括密封舱，所述密封舱设有温度调节模块、湿度调节模块、氢气供给模块、电堆辅助模块、电控模块、负载模块，所述氢气供给模块通过所述电堆辅助模块与被测电堆连接，所述负载模块与所述被测电堆电性连接，所述温度调节模块、所述湿度调节模块、所述电堆辅助模块、所述被测电堆分别与所述电控模块电性连接。本实用新型提供的电堆自动化综合测试平台能够智能控制密封舱内的温湿度，自动完成在不同温湿度环境下的电堆性能测试。

Description

一种电堆自动化综合测试平台

技术领域

本实用新型属于检测装置，具体来说，是一种电堆自动化综合测试平台。

背景技术

燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置，具有清洁环保、能量转化率高等优点。由于其具有的显著优势，燃料电池日益受到重视，发展前景十分广阔。其中，电堆是燃料电池的主要反应装置，对燃料电池的正常使用和性能有着重大影响。为了保证其性能良好，需要对电堆进行各项综合测试。于是，一些针对电堆的测试装置相继出现。

在实际使用中，电堆常常受到环境的温湿度因素影响。只有在一定的温湿度环境下进行综合测试，才能准确测定电堆的各项性能参数，为电堆的设计提供精确的基础。但目前的电堆测试装置功能单一，只能对电堆的化学性能进行测试，无法对电堆的环境适应性能进行测试，难以实现对电堆的综合测试。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种电堆自动化综合测试平台，实现了对电堆温湿度适应性的测试。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种电堆自动化综合测试平台，包括密封舱，所述密封舱设有温度调节模块、湿度调节模块、氢气供给模块、电堆辅助模块、电控模块、负载模块，所述氢气供给模块通过所述电堆辅助模块与被测电堆连接，所述负载模块与所述被测电堆电性连接，所述温度调节模块、所述湿度调节模块、所述电堆辅助模块、所述被测电堆分别与所述电控模块电性连接。

作为上述技术方案的改进，所述温度调节模块包括温度传感器、温度调节器。

作为上述技术方案的进一步改进，所述温度调节器包括加热器、散热器。

作为上述技术方案的进一步改进，所述湿度调节模块包括湿度传感器、湿度调节器。

作为上述技术方案的进一步改进，所述湿度调节器包括加湿喷头和加湿罐。

作为上述技术方案的进一步改进，所述电控模块包括温度控制模块、湿度控制模块、电堆辅助控制模块、电堆测试模块，所述温度控制模块与所述温度调节模块电性连接，所述湿度控制模块与所述湿度调节模块电性连接，所述电堆辅助控制模块与所述电堆辅助模块电性连接，所述电堆测试模块与所述被测电堆连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述电控模块上设有安全保护模块。

作为上述技术方案的进一步改进，所述电控模块上连接有显示操作模块。

作为上述技术方案的进一步改进，所述电堆辅助模块包括阴极回路、阳极回路。

作为上述技术方案的进一步改进，所述氢气供给模块上连接有制氢装置。

本实用新型的有益效果是：通过在密封舱内设置温度调节模块、湿度调节模块、氢气供给模块、电堆辅助模块、电控模块、负载模块，通过电控模块对其他模块进行自动调节，使密封舱内的温湿度环境实现了智能控制，能够自动测量不同温湿度环境下的电堆性能参数，具有自动化程度高、功能完备的优点。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例1提供的一种电堆自动化综合测试平台的***结构图；

图2是本实用新型实施例1提供的一种电堆自动化综合测试平台的密封舱的结构图；

图3是本实用新型实施例1提供的一种电堆自动化综合测试平台的电控***的结构图；

图4是本实用新型实施例1提供的一种电堆自动化综合测试平台的显示操作模块的连接结构图。

主要元件符号说明：

1000-电堆自动化综合测试平台，100-密封舱，200-温度调节模块，210-温度传感器，220-温度调节器，221-散热器，222-加热器，300-湿度调节模块，310-湿度传感器，320-湿度调节器，321-加湿喷头，322-加湿罐，400-氢气供给模块，500-电堆辅助模块，510-阴极回路，520-阳极回路，600-电控模块，610-温度控制模块，620-湿度控制模块，630-电堆辅助控制模块，640-电堆测试模块，650-运算输出单元，660-安全保护模块，700-负载模块，800-显示操作模块。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对一种电堆自动化综合测试平台进行更全面的描述。附图中给出了一种电堆自动化综合测试平台的优选实施例。但是，一种电堆自动化综合测试平台可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对一种电堆自动化综合测试平台的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在一种电堆自动化综合测试平台的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请结合参阅图1、图2、图3，电堆自动化综合测试平台(以下简称“测试平台”)1000包括密封舱100，密封舱100设有温度调节模块200、湿度调节模块300、氢气供给模块400、电堆辅助模块500、电控模块600、负载模块700。

密封舱100内部为密闭空间，具有良好的密封效果，能够隔绝热量和物质交换。密封舱100可供被测电堆2000置于其内部进行测试，为被测电堆2000提供受到良好控制的测试环境。

氢气供给模块400通过电堆辅助模块500与被测电堆2000连接。氢气供给模块400用于从氢气源获取氢气，并将氢气通过电堆辅助模块500输入被测电堆2000，源源不断地为被测电堆2000提供反应所需的原料，保证被测电堆2000的正常运转。

进一步地，氢气供给模块400内置压力传感器，可以对管路中的气体进行压力检测。氢气供给模块400还设有高压电磁阀，可以对管路的通断进行自动控制。

进一步地，氢气供给模块400连接有制氢装置。制氢装置可以采用甲醇制氢、天然气制氢、电解水制氢等方式制取氢气，为氢气供给模块400提供氢气。

电堆辅助模块500包括阴极回路510、阳极回路520。阴极回路510用于将空气进行过滤后输送到被测电堆2000，阳极回路520用于实现对来自氢气供给模块400的氢气的通断和流量控制。显然地，电堆辅助模块500可以对输入被测电堆2000的反应气体预先进行调理，使反应过程得到控制，以满足测试要求。

进一步地，阴极回路510与阳极回路520还分别设有多个传感器，能够测试流经阴极回路510及阳极回路520的气体压力、温度与湿度等相关数据。

为了使测试数据具有实际意义，应对被测电堆2000接入适当的负载，使被测电堆2000处于实际工作的状态。为此，负载模块700与被测电堆2000电性连接，形成完整的工作回路。负载模块700为测试平台1000进行电流恒定模式、电压恒定模式、功率恒定模式测试，据此研究对被测电堆2000的影响因素。

在被测电堆2000的实际应用中，环境比较复杂多变。特别地，温湿度环境的变化会对被测电堆2000的性能产生重要的影响，只有温湿度适应性良好的电堆方案才能获得更好的使用性能。为此，需要对被测电堆2000在不同的温湿度环境下的工作状态进行测试，以获取可供设计人员参考的数据，为进一步优化被测电堆2000的环境适应性能提供必要的基础。

为此，测试平台1000设有温度调节模块200、湿度调节模块300。温度调节模块200可以根据测试环境的要求，及时改变密封舱100内的温度，使被测电堆2000所处环境满足测试的温度要求。

进一步地，温度调节模块200包括温度传感器210、温度调节器220。温度传感器210用于测定密封舱100内的温度值，温度调节器220根据测得的温度值与设定温度值的关系而对密封舱100进行升温或降温，使密封舱100的温度变为设定温度值。所谓设定温度值，是指对被测电堆2000进行测试时，密封舱100内需要提供的温度值。

进一步地，温度调节器220包括散热器221、加热器222。散热器221用于散发密封舱100的热量，从而实现对密封舱100的降温作用。一般地，散热器221的表现形式为散热风扇，还可以是冷却液制冷或者是压缩机制冷等冷却形式。

加热器222能够将其他形式的能量转换为热能而传递到密封舱100内，使密封舱100内的温度迅速提高，实现升温作用。此外，当密封舱100内的湿度过高时，加热器222还可以通过发热使水分蒸发，从而降低密封舱100内的湿度。

湿度调节模块300能够根据测试环境的要求，及时改变密封舱100内的湿度值，或者保持密封舱100内的湿度值的稳定，为被测电堆2000提供必要的测试环境。

进一步地，湿度调节模块300包括湿度传感器310、湿度调节器320。湿度传感器310用于测量密封舱100内的湿度值，并将之转换成可用信号而输出。湿度调节器320根据测得的湿度值与设定湿度值的对比，对密封舱100进行加湿或去湿，使密封舱100内部的湿度符合设定湿度值的要求。所谓设定湿度值，是指对被测电堆2000进行测试时，密封舱100内需要提供的湿度值。

进一步地，湿度调节器320包括加湿喷头321、加湿罐322。加湿罐322存有用于加湿的水，加湿喷头321可将加湿罐322的水进行雾化并输入密封舱100内，使偏低的湿度值升高，保证密封舱100的湿度值与设定湿度值的一致。

在另一个实施例中，湿度调节器320还包括除湿机，用于对密封舱100内的空气进行干燥，偏高的湿度值由此降低，使密封舱100的湿度值与设定湿度值保持一致。

温度调节模块200、湿度调节模块300、电堆辅助模块500、被测电堆2000分别与电控模块600电性连接。电控模块600能够控制测试平台1000的各个模块的运转，及时获取各模块测得的状态数据，据此进行计算而输出测试结果。

进一步地，电控模块600包括温度控制模块610、湿度控制模块620、电堆辅助控制模块630、电堆测试模块640、运算输出单元650，其连接关系如下：

温度控制模块610与温度调节模块200电性连接。温度控制模块610用于获取温度传感器210测得的温度值，据此与设定温度值对比，对温度调节器220发出控制指令，使温度调节器220对密封舱100进行升温或降温。

湿度控制模块620与湿度调节模块300电性连接。湿度控制模块620用于获取湿度传感器310测得的湿度值，据此与设定湿度值对比，对湿度调节器320发出控制指令，使湿度调节器320对密封舱100进行加湿或去湿。

电堆辅助控制模块630与电堆辅助模块500电性连接。电堆辅助控制模块630用于获取阴极回路510及阳极回路520的传感器测得的气压、温湿度数据，据此进行计算并对电堆辅助模块500进行控制，使电堆辅助模块500控制输入被测电堆2000的气体流量和质量，从而使被测电堆2000的反应条件满足测试要求。

电堆测试模块640与被测电堆2000连接。电堆测试模块640用于直接测试被测电堆2000的相关参数，包括化学性能值、环境变量值等各项数据。

运算输出单元650将温度控制模块610、湿度控制模块620、电堆辅助控制模块630、电堆测试模块640得到的测试值与计算值予以综合运算，并将各项结果综合输出，从而形成可供参考的数据报告，为研究和生产提供基础。

通过电控模块600，一方面，测试平台1000自动控制温度调节模块200、湿度调节模块300，使密封舱100内的测试环境始终保持在限定的温湿度条件下；另一方面，测试平台1000能够自动测量和控制电堆辅助模块500，使电堆辅助模块500为被测电堆2000提供测试所设定的反应条件；同时，测试平台1000能够直接测量被测电堆2000的各项参数，自动完成电堆测试。

请参阅图4，进一步地，电控模块600上设有安全保护模块660。安全保护模块660为测试平台1000提供安全保护，保护各模块不受过压、过流、浪涌等意外情况的损害。当测试平台1000的电路状态达到警戒值时，安全保护模块660通过温度控制模块610、湿度控制模块620、电堆辅助控制模块630，切断温度调节模块200、湿度调节模块300、电堆辅助模块500的供电，从而起到保护作用。

进一步地，电控模块600上连接有显示操作模块800。显示操作模块800为电控模块600提供可视化操作界面，以便测试人员通过显示操作模块800对电控模块600进行操控，操作方便直接。同时，显示操作模块800还可以将电控模块600获取的测量值与运算值予以显示，便于用户对测试过程进行观察和记录。

进一步地，显示操作模块800还可以是设有按键的操作面板。测试人员通过对按键进行操作，对测试平台1000输入测试指令和设定值，使测试平台1000据此完成各项测试。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电堆自动化综合测试平台，其特征在于，包括密封舱，所述密封舱设有温度调节模块、湿度调节模块、氢气供给模块、电堆辅助模块、电控模块、负载模块，所述氢气供给模块通过所述电堆辅助模块与被测电堆连接，所述负载模块与所述被测电堆电性连接，所述温度调节模块、所述湿度调节模块、所述电堆辅助模块、所述被测电堆分别与所述电控模块电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种电堆自动化综合测试平台，其特征在于，所述温度调节模块包括温度传感器、温度调节器。

3.根据权利要求2所述的一种电堆自动化综合测试平台，其特征在于，所述温度调节器包括加热器、散热器。

4.根据权利要求1所述的一种电堆自动化综合测试平台，其特征在于，所述湿度调节模块包括湿度传感器、湿度调节器。

5.根据权利要求4所述的一种电堆自动化综合测试平台，其特征在于，所述湿度调节器包括加湿喷头和加湿罐。

6.根据权利要求1所述的一种电堆自动化综合测试平台，其特征在于，所述电控模块包括温度控制模块、湿度控制模块、电堆辅助控制模块、电堆测试模块，所述温度控制模块与所述温度调节模块电性连接，所述湿度控制模块与所述湿度调节模块电性连接，所述电堆辅助控制模块与所述电堆辅助模块电性连接，所述电堆测试模块与所述被测电堆连接。

7.根据权利要求1所述的一种电堆自动化综合测试平台，其特征在于，所述电控模块上设有安全保护模块。

8.根据权利要求1所述的一种电堆自动化综合测试平台，其特征在于，所述电控模块上连接有显示操作模块。

9.根据权利要求1所述的一种电堆自动化综合测试平台，其特征在于，所述电堆辅助模块包括阴极回路、阳极回路。

10.根据权利要求1所述的一种电堆自动化综合测试平台，其特征在于，所述氢气供给模块上连接有制氢装置。