一种用于燃料电池温度冲击试验的冲击箱及其测试方法

技术领域

本发明属于冲击箱技术领域，具体涉及一种用于燃料电池温度冲击试验的冲击箱及其测试方法。

背景技术

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。

在燃料电池的生产过程中，需要对加工好的燃料电池进行极端温度的冲击试验，目前，燃料电池在进行温度冲击试验时，是在停机或非工作状态下进行，这种情况下做的温度冲击试验跟燃料电池在实际使用情况存在较大的误差，欠缺在工作状态下进行的温度冲击试验模拟还原燃料电池在经历实际的温度骤变环境下的放电状态，无法真实反应燃料电池在温度骤变环境下的放电性能。

因此，针对现有技术的不足提供一种用于燃料电池温度冲击试验的冲击箱及其测试方法。

发明内容

为解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种用于燃料电池温度冲击试验的冲击箱及其测试方法，旨在解决燃料电池无法在工作状态下进行温度冲击试验的问题。

本发明采用了以下技术方案：

一种用于燃料电池温度冲击试验的冲击箱，包括防爆箱体、用于放置燃料电池的测试篮、传动结构和总控系统；

所述防爆箱体包括防爆本体和设置在所述防爆本体内部的工作腔，所述工作腔包括低温腔和高温腔；

所述防爆本体底部设有滑动轨道，所述测试篮通过所述滑动轨道与所述防爆本体滑动连接，所述传动结构与所述测试篮固定连接，所述总控系统通过控制所述传动结构带动所述测试篮沿着所述滑动轨道在所述低温腔和高温腔的区间内移动；

所述测试篮内部设有氢气浓度传感器，所述氢气浓度传感器位于所述测试篮的上部，所述氢气浓度传感器与所述总控系统电性连接。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述测试篮内部还设有位于所述测试篮顶部的第一滑动装置，所述第一滑动装置与所述总控系统电性连接。

作为本发明技术方案的进一步改进，还包括强排风装置，所述强排风装置包括第一排风扇和第二排风扇，所述防爆箱体设有供所述第一排风扇和第二排风扇贯穿的第一排风口和第二排风口，所述第一排风口连通所述低温腔与外界，所述第二排风口连通所述高温腔与外界，所述第一滑动装置均与所述第一排风口和第二排风口相适配；

所述防爆箱体还包括箱体外壳，所述第一排风扇和第二排风扇均设置在所述箱体外壳顶端。

作为本发明技术方案的进一步改进，还包括设置在所述箱体外壳顶端的报警响应装置，所述报警响应装置与所述总控系统电性连接。

作为本发明技术方案的进一步改进所述防爆箱体、报警响应装置、氢气浓度传感器、第一滑动装置和强排风装置构成防爆系统。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述防爆箱体、报警响应装置、氢气浓度传感器、第一滑动装置和强排风装置构成防爆系统。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述低温腔内和高温腔分别用于模拟北方冬天极冷的温度和南方夏天极热的温度。

一种用于燃料电池温度冲击试验的冲击箱及其测试方法，适用于上述的用于燃料电池温度冲击试验的冲击箱，包括以下步骤：

S1、将冲击箱固定在发动机系统工装上；

S2、将燃料电池放进测试篮内后，将集束管和燃料电池连通给燃料电池通电；

S3、设定温度冲击试验参数；

S4、运行试验，观察并记录燃料电池的发电状态、氢气浓度传感器数值变化；

S5、完成试验。

作为本发明技术方案的进一步改进，步骤S3中，试验参数包括开始-结束速率、开始-结束温度、等待时间、循环次数、时序信号和提篮驱动方式等，设定超温保护温度值。

作为本发明技术方案的进一步改进，步骤S4中，

S4.1、试验时，总控系统根据设定的参数控制测试篮在低温腔和高温腔之间反复移动并内部停留一定的时间，观察燃料电池反馈的电流电压以及发电量数值判断燃料电池的发电状态；

S4.2、观察氢气浓度传感器数值数值变化：

若数值无明显变化，进行步骤S5；

若数值明显升高并超出了预警的浓度值，发动机系统立即停机，总控系统控制强排风装置进行排风。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提出的用于燃料电池温度冲击试验的冲击箱及其测试方法，通过在冲击箱内部设置低温腔和高温腔用于模拟极端温度的冲击，设置传动结构和滑动导轨，控制测试篮在低温腔和高温腔的区间内移动，还原了燃料电池在现实中遭受极端温度冲击时的实际使用情况；通过设置防爆本体和氢气浓度传感器，能够充分保护因燃料电池遭受极端温度冲击时可能发生氢气泄漏所导致的爆炸危险。本用于燃料电池温度冲击试验的冲击箱及其测试方法，具有模拟燃料电池在工作状态下进行温度冲击试验的特点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术作进一步地详细说明：

图1是用于燃料电池温度冲击试验的冲击箱的剖面结构示意图；

图2是用于燃料电池温度冲击试验测试方法的流程图；

图3是用于燃料电池温度冲击试验的冲击箱的总控系统示意图。

附图标记：

1、防爆箱体；11、防爆本体；111、滑动轨道；112、第二滑动装置；12、低温腔；13、高温腔；14、箱体外壳；15、第一排风口；16、第二排风口；17、管道口

2、测试篮；21、氢气浓度传感器；22、第一滑动装置；

3、传动结构；

4、强排风装置；41、第一排风扇；42、第二排风扇；

5、报警响应装置；

6、集束管；61、氢气管道；62、空气管道；63、冷却水管道；64、线束管道；

7、总控系统；8、燃料电池。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。附图中各处使用的相同的附图标记指示相同或相似的部分。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。

一种用于燃料电池温度冲击试验的冲击箱及其测试方法，参照图1至图3，包括防爆箱体1、测试篮、传动结构3和总控系统7；

防爆箱体1包括防爆本体11、箱体外壳14和设置在防爆本体11内部的工作腔，防爆本体11具备进行涉氢试验时发生爆炸的危急情况下的安全防爆作用，工作腔包括低温腔12和高温腔13；测试篮用于放置燃料电池8；防爆本体11底部设有滑动轨道111，测试篮通过滑动轨道111与防爆本体11滑动连接，传动结构3与测试篮固定连接，总控系统7通过控制传动结构3带动测试篮沿着滑动轨道111在低温腔12和高温腔13的区间内移动；测试篮内部设有氢气浓度传感器21，氢气浓度传感器21位于测试篮的上部，氢气浓度传感器21与总控系统7电性连接；该冲击箱用于模拟遭遇实际的极端天气变化情况下的温度冲击环境，通过在冲击箱内部设置低温腔12和高温腔13用于模拟极端温度的冲击，设置传动结构3和滑动导轨，控制测试篮在低温腔12和高温腔13的区间内移动，还原了燃料电池8在现实中遭受极端温度冲击时的实际使用情况；通过设置防爆本体11和氢气浓度传感器21，能够充分保护因燃料电池8遭受极端温度冲击时可能发生氢气泄漏所导致的爆炸危险。本用于燃料电池8温度冲击试验的冲击箱及其测试方法，具有模拟燃料电池8在工作状态下进行温度冲击试验的特点。

测试篮内部还设有位于测试篮顶部的第一滑动装置22，第一滑动装置22与总控系统7电性连接；冲击箱还包括强排风装置4，强排风装置4用于将测试篮内的氢气排出防爆箱体1外，防止氢气在防爆箱体1内部爆炸，强排风装置4包括第一排风扇41和第二排风扇42，防爆箱体1设有供第一排风扇41和第二排风扇42贯穿的第一排风口15和第二排风口16，第一排风口15连通低温腔12与外界，第二排风口16连通高温腔13与外界，第一滑动装置22均与第一排风口15和第二排风口16相适配；防爆箱体1还包括箱体外壳14，第一排风扇41和第二排风扇42均设置在箱体外壳14顶端，当测试篮移动到低温腔12时，第一滑动装置22位于第一排风口15的正下方，当测试篮移动到高温腔13时，第一滑动装置22位于第二排风口16的正下方；还包括设置在箱体外壳14顶端的报警响应装置5，报警响应装置5与总控系统7电性连接，将报警响应装置5设置在箱体外壳14的上方，有利于更好的看到警报；防爆箱体1、报警响应装置5、氢气浓度传感器21、第一滑动装置22和强排风装置4构成防爆系统；

在一个实施例中，还包括与燃料电池8连接的集束管6，集束管6为燃料电池8进行温度冲击试验时提供持续的电力支持，防爆箱体1设有供集束管6贯穿的管道口，防爆本体11内部设有与管道口相适配的第二滑动装置112，集束管6包括捆绑设置的氢气管道61、空气管道62、冷却水管道63、线束管道64；集束管6节省空间，将多条不同功能的管道集合在一条管道上，安装方便，每个管道可以根据不同的功能改变颜色，不易混淆；第一滑动装置22和第二滑动装置112一般为关闭状态，试验时可以为腔内保温，当需要排风时为打开状态，起到排风和补充新鲜空气的作用。

在一个实施例中，低温腔12内和高温腔13分别用于模拟北方冬天极冷的温度和南方夏天极热的温度；还原燃料电池8在经历实际的温度骤变环境下的放电状态，真实反应燃料电池8在温度骤变环境下的放电性能。

在一个实施例中，发动机系统工装连接有负载显示面板，用于反馈燃料电池8的电流电压以及发电量数值判断燃料电池8在温度冲击试验过程中的发电状态，可以观察氢气浓度传感器21的数值，如果燃料电池8发生氢气泄漏，当氢气泄漏量达到一定的浓度时，氢气浓度传感器21传递信号给总控系统7，总控系统7控制发动机工装立即停机，同时启动报警响应器，此时，驱动第一滑动装置22打开并开启强排风装置4，将测试箱内部的氢气排出冲击箱外，有效降低箱体内部的氢气浓度。

一种用于燃料电池温度冲击试验的测试方法，适用于上述的用于燃料电池温度冲击试验的冲击箱，包括以下步骤：

S1、将冲击箱固定在发动机系统工装上；

S2、将燃料电池放进测试篮内后，将集束管和燃料电池连通给燃料电池通电；

S3、设定温度冲击试验参数，试验参数包括：开始-结束速率、开始-结束温度、等待时间、循环次数、时序信号和提篮驱动方式等，设定超温保护温度值；

S4、运行试验，观察并记录燃料电池的发电状态、氢气浓度传感器数值变化；

S4.1、试验时，总控系统根据设定的参数控制测试篮在低温腔和高温腔之间反复移动并内部停留一定的时间，观察燃料电池反馈的电流电压以及发电量数值判断燃料电池的发电状态；

S4.2、观察氢气浓度传感器数值数值变化：

若数值无明显变化，进行步骤S5；

若数值明显升高并超出了预警的浓度值，发动机系统立即停机，总控系统控制强排风装置进行排风；

S5、完成试验。

本发明所述的用于燃料电池温度冲击试验的冲击箱及其测试方法的其它内容参见现有技术，在此不再赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。