一种氢燃料电池供氢模块的测试平台

技术领域

本发明涉及一种氢燃料电池供氢模块的测试平台。

背景技术

现有的氢燃料电池供氢模块，主要包括多个电动阀门、减压阀、第一引射器、第二引射器和氢水分离器，其中，第一引射器和第二引射器的喷嘴入口相互连接，氢水分离器的入口、第一引射器和第二引射器的引射器出口相互连接，第二引射器的引流入口与氢水分离器的出口连接；进氢燃料电池供氢模块的主要核心零部件为引射器，引射器是一种使用非常广泛的流体机械，它通过高压流体的射流来实现能量转化，因而不消耗机械能。现有的氢燃料电池供氢模块检测工具，多只是检测电动阀门及减压阀的可靠性，对氢燃料电池供氢模块中引射器的性能及匹配无法检测。

发明内容

本发明提供一种氢燃料电池供氢模块的测试平台，用以解决现有技术中对氢燃料电池供氢模块的引射器性能没法检测的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明的目的是提供一种氢燃料电池供氢模块的测试平台，包括上位机控制系统柜和检测架，检测架包括用于与外部氢气瓶连接的进氢接口和出氢接口、以及用于与被测试部件连接的测试工装，测试工装上设有测试件进氢口和测试件出氢口，进氢接口与测试件进氢口之间通过管道依次连接有手动球阀、主路调压阀和主路电磁阀，测试件出氢口与出氢接口之间通过管道连接有排氢针阀，其特征在于：所述测试工装还设有测试件主回氢口，测试件出氢口与排氢针阀之间设有第一分岔管，第一分岔管的岔口与测试件主回氢口之间连接有第四球阀和第一手动回阀，测试件进氢口、测试件出氢口和测试件主回氢口旁均设有压力传感器和温度传感器。

上述所述测试工装还设有测试件分回氢口，第四球阀与第一手动回阀之间设有第二分岔管，第二分岔管的第一分岔口与测试件分回氢口之间连接有第二手动回阀，测试件分回氢口旁也设有压力传感器和温度传感器。

上述所述测试件进氢口、测试件出氢口、测试件主回氢口和测试件分回氢口均设有两个大小不同的管接头。

上述所述手动球阀与主路调压阀之间设有第三分岔管，第三分岔管的第三分岔口与第二分岔管的第二分岔口之间依次连接有支路调压阀和第三球阀。

上述所述支路调压阀与第三球阀之间连接有支路压力表。

上述所述手动球阀与主路调压阀之间连接有质量流量调节阀。

上述所述第三球阀与第一手动回阀之间连接有第一氢气质量流量计，第四球阀与第二手动回阀之间连接有第二氢气质量流量计。

上述所述测试工装还设有两个阀门检测接口，主路电磁阀与测试件进氢口之间还连接有第一球阀，两个阀门检测接口分别与第一球阀的两端连接。

上述所述测试件出氢口与排氢针阀之间还连接有排氢调压组件和排氢电磁阀，排氢调压组件的两端并联有用于检测压力差的压力感应器ΔP，所述第一分岔管设置在排氢调压组件与排氢电磁阀之间。

上述所述排氢调压组件包括调压针阀和背压调节阀，调压针阀串接在测试件出氢口与第一分岔管之间，背压调节阀设置在调压针阀的出口旁。

本发明与现有技术相比，有以下优点：

1、所述氢燃料电池供氢模块的测试平台，包括上位机控制系统柜和检测架，检测架包括用于与外部氢气瓶连接的进氢接口和出氢接口、以及用于与被测试部件连接的测试工装，测试工装上设有测试件进氢口和测试件出氢口，进氢接口与测试件进氢口之间通过管道依次连接有手动球阀、主路调压阀和主路电磁阀，测试件出氢口与出氢接口之间通过管道连接有排氢针阀，其特征在于：所述测试工装还设有测试件主回氢口，测试件出氢口与排氢针阀之间设有第一分岔管，第一分岔管的岔口与测试件主回氢口之间连接有第四球阀和第一手动回阀，测试件进氢口、测试件出氢口和测试件主回氢口旁均设有压力传感器和温度传感器。测试平台可监测供氢模块中主流量、回氢流量、进堆压力等关键参数，以及对进出口氢气的压降等其它方面的参数进行实时采集、汇总、评估的目的。

2、本发明的其它优点在实施例部分展开详细描述。

附图说明

图1为本发明实施例提供的氢燃料电池供氢模块的测试平台的外观图；

图2为氢燃料电池供氢模块的测试平台的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本实施例提供的是一种氢燃料电池供氢模块的测试平台，用于进行供氢模块的性能匹配测试及回氢引射器的性能测试，其中供氢模块包括电动阀门94、减压阀、第一引射器91、第二引射器92和氢水分离器93，其中，第一引射器91和第二引射器92的喷嘴入口相互连接并形成引射主入口901，氢水分离器93的入口、第一引射器91和第二引射器92的引射器出口相互连接并形成引射主出口902，第一引射器91的引流入口形成第一回氢口904，第二引射器的92的引流入口与氢水分离器93的出口连接并形成第二回氢口903，电动阀门94的两端形成一对阀门检测口905。

所述氢燃料电池供氢模块的测试平台包括上位机和检测架100，检测架 100包括用于与外部氢气瓶连接的进氢接口11和出氢接口19、以及用于与被测试部件连接的测试工装3，测试工装3上设有测试件进氢口31和测试件出氢口32，进氢接口11与测试件进氢口31之间通过管道依次连接有手动球阀 12、主路调压阀13和主路电磁阀14，测试件出氢口32与出氢接口19之间通过管道连接有排氢针阀18，其特征在于：所述测试工装3还设有测试件主回氢口34，测试件出氢口32与排氢针阀18之间设有第一分岔管，第一分岔管的岔口51与测试件主回氢口34之间连接有第四球阀21和第一手动回阀 23，测试件进氢口31、测试件出氢口32和测试件主回氢口34旁均设有压力传感器P1和温度传感器T1。

测试时，所述测试件进氢口31与被测供氢模块的引射主入口901对接，测试件出氢口32与被测供氢模块的引射主出口902对接，测试件主回氢口 34与被测供氢模块的第一回氢口904对接，主路调压阀13、主路电磁阀14、被测供氢模块的第一引射器91和排氢针阀18形成氢气引射通道，第一分岔管的岔口51、第四球阀21、第一手动回阀23和第一回氢口904形成第一回氢通道。当打开手动球阀12后氢气从进氢接口11进入测试平台，大部分经过氢气引射通道后排出测试平台，小部分氢气从第一回氢通道回到被测供氢模块。主路调压阀13将氢气引射通道的进氢压力进行降压到3～20bar范围内；主路电磁阀14与上位机控制系统柜8连接通信，并由上位机控制系统柜 8控制开关实现远程控制氢气的供给与停止；第一手动回阀23实现对第一回氢通道的控制。测试件进氢口31、测试件出氢口32和测试件主回氢口34旁的压力传感器P1和温度传感器T1实时监测供氢模块的氢气引射量和回氢引射量，达到监测供氢模块中主流量、回氢流量、进堆压力等关键参数，以及对进出口氢气的压降等其它方面的参数进行实时采集、汇总、评估的目的。

上述所述测试工装3还设有测试件分回氢口33，第四球阀21与第一手动回阀23之间设有第二分岔管，第二分岔管的第一分岔口52与测试件分回氢口33之间连接有第二手动回阀22，测试件分回氢口33旁也设有压力传感器P1和温度传感器T1。

所述测试件分回氢口33与被测供氢模块的第二回氢口903对接，第一分岔口52、第二手动回阀22和第二回氢口903形成第二回氢通道；测试件分回氢口33旁的压力传感器P1和温度传感器T1实时监测第二回氢通道的回氢量，实现多级引射器及回氢氢水分离器并联工作测试中的特性测试分析。

上述所述测试件进氢口31、测试件出氢口32、测试件主回氢口34和测试件分回氢口33均设有两个大小不同的管接头。使用者可根据被测试模块的管路大小，选择接入相应的管接头。本实施例中，两种管接头的大小尺寸分别为1/2″和3/8″。

上述所述手动球阀12与主路调压阀13之间设有第三分岔管，第三分岔管的第三分岔口54与第二分岔管的第二分岔口53之间依次连接有支路调压阀41和第三球阀42。第三分岔口54、支路调压阀41和第三球阀42形成补氢支路通道，在第一回氢通道和第二回氢通道的氢气量供应不足以满足实验测试要求时，打开第三球阀42，氢气通过补氢支路通道进入第一回氢通道和第二回氢通道，达到补充氢气量的目的。

上述所述支路调压阀41与第三球阀42之间连接有支路压力表P2。支路压力表P2对支路通道的氢气量检测。

上述所述手动球阀12与主路调压阀13之间连接有质量流量调节阀M1，第三球阀42与第一手动回阀23之间连接有第一氢气质量流量计M2，第四球阀21与第二手动回阀22之间连接有第二氢气质量流量计M3。质量流量调节阀M1与上位机控制系统柜8进行连接通信实时检测数据，并根据系统需求实现质量流量的控制调节；第一氢气质量流量计M2和第二氢气质量流量计M3 与上位机控制系统柜8进行连接通信实现实时检测氢气的质量流量检测。

上述所述测试工装3还设有两个阀门检测接口35，主路电磁阀13与测试件进氢口31之间还连接有第一球阀14，两个阀门检测接口35分别与第一球阀14的两端连接。

所述两个阀门检测接口35分别与被测供氢模块的一对阀门检测口905对接，第一球阀14用于人工调节氢气的供给与停止，当被测供氢模块的电动阀门94接入测试平台后关闭第一球阀14进行测试。

上述所述测试件出氢口32与排氢针阀18之间还连接有排氢调压组件16 和排氢电磁阀17，排氢调压组件16的两端并联有用于检测排氢调压组件16 两端压力差的压力感应器ΔP，所述第一分岔管设置在排氢调压组件16与排氢电磁阀17之间。排氢电磁阀17实现对供氢系统中氢气的排放，排氢电磁阀17与上位机控制系统柜8进行连接通信实现自动化控制。排氢调压组件 16实现了对排出的氢气压力进行调节，压力感应器ΔP实现对排氢调压组件 16前后氢气压力差的检测，并与上位机控制系统柜8进行连接通信，使测试更安全。

上述所述排氢调压组件16包括调压针阀44和背压调节阀43，调压针阀 44串接在测试件出氢口32与第一分岔管之间，背压调节阀43设置在调压针阀44的出口旁。背压调节阀43可对氢气引射通道的压力进行释放，使系统内形成一个稳定压力，使测试更安全。

本实施例所述氢燃料电池供氢模块的测试平台，能完全的反供氢系统的工作状态，测量精度高、测试功能全面；能实现单个零部件的性能测试、系统多零部件直接整体性能测试及多级系统并联特性测试；有安全可靠的运行空间，强大的隔离能力，更加简单的操作界面及数据可视化程度高。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。