本技術(shù)涉及氫燃料電池，特別是涉及一種氫燃料電池系統(tǒng)氣壓模擬裝置。

背景技術(shù)：

1、目前，氫燃料電池系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景越來(lái)越廣泛，氫燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行的地域也越來(lái)越復(fù)雜，各使用商對(duì)氫燃料電池系統(tǒng)提出了更嚴(yán)格的應(yīng)用要求，如要求氫燃料電池系統(tǒng)在高原環(huán)境下，能夠穩(wěn)定運(yùn)行且滿功率輸出。這就需要對(duì)氫燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行低氣壓運(yùn)行測(cè)試，確保氫燃料電池系統(tǒng)的性能在高原環(huán)境能夠達(dá)到設(shè)定要求。

2、在現(xiàn)有的氫燃料電池系統(tǒng)低氣壓運(yùn)行測(cè)試環(huán)節(jié)中，一般采用模擬高原地域氣壓環(huán)境的手段或者將整個(gè)氫燃料電池系統(tǒng)運(yùn)往高原地域進(jìn)行實(shí)地試驗(yàn)，但是，這兩種測(cè)試方法都存在一定的局限性。

3、在現(xiàn)有的模擬高原地域氣壓的測(cè)試環(huán)節(jié)中，一般只是將氫燃料電池系統(tǒng)的空氣入口、排氣出口部分采用模擬低氣壓，而氫燃料電池系統(tǒng)的其余部分，如水路系統(tǒng)等仍處于常壓環(huán)境下，整個(gè)氫燃料電池系統(tǒng)的測(cè)試參數(shù)不一，缺乏統(tǒng)一的環(huán)境因素，不能完全模擬氫燃料電池系統(tǒng)在實(shí)際高原環(huán)境下的運(yùn)行狀況，難以對(duì)整個(gè)氫燃料電池系統(tǒng)在高原環(huán)境下的性能進(jìn)行整體評(píng)估，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性有待商榷。而選擇將整個(gè)氫燃料電池系統(tǒng)運(yùn)往高原地域進(jìn)行實(shí)地低氣壓測(cè)試，不同的氣壓條件的測(cè)試往往需要前往不同海拔的地域，測(cè)試的成本過(guò)于高昂。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的是提供一種氫燃料電池系統(tǒng)氣壓模擬裝置，既能測(cè)試在不同氣壓下氫燃料電池系統(tǒng)的性能，又能對(duì)氫燃料電池系統(tǒng)所有零部件在低氣壓環(huán)境下的運(yùn)行進(jìn)行驗(yàn)證。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

3、一種氫燃料電池系統(tǒng)氣壓模擬裝置，包括具有防爆保護(hù)層的環(huán)境倉(cāng)，該防爆保護(hù)層接地連接；環(huán)境倉(cāng)內(nèi)放置有相互連接的氫燃料電池系統(tǒng)，該氫燃料電池系統(tǒng)上設(shè)置有空氣入口、氫氣入口以及尾排出口，其中，空氣入口設(shè)置于環(huán)境倉(cāng)內(nèi)，氫氣入口延伸至環(huán)境倉(cāng)外，尾排出口與位于環(huán)境倉(cāng)外的尾排罐連通；氫燃料電池系統(tǒng)上還連接有位于環(huán)境倉(cāng)外的動(dòng)力能源和負(fù)載；

4、環(huán)境倉(cāng)上設(shè)置有調(diào)壓組件，該調(diào)壓組件包括位于環(huán)境倉(cāng)外的真空泵，該真空泵分別與環(huán)境倉(cāng)、尾排罐連接，使環(huán)境倉(cāng)與尾排罐的氣壓保持一致，且該真空泵與環(huán)境倉(cāng)連接的管路上設(shè)置有用于控制環(huán)境倉(cāng)內(nèi)部氣壓的環(huán)境倉(cāng)抽氣閥，該真空泵與尾排罐連接的管路上設(shè)置有用于控制尾排罐內(nèi)部氣壓的尾排罐抽氣閥。

5、將動(dòng)力能源和負(fù)載與氫燃料電池系統(tǒng)連接后，外供的氫氣經(jīng)氫氣入口自環(huán)境倉(cāng)外進(jìn)入位于環(huán)境倉(cāng)內(nèi)的氫燃料電池系統(tǒng)，空氣則經(jīng)位于環(huán)境倉(cāng)內(nèi)部的空氣入口進(jìn)入氫燃料電池系統(tǒng)。動(dòng)力能源為氫燃料電池系統(tǒng)提供運(yùn)行的能源動(dòng)力，使氫燃料電池系統(tǒng)利用負(fù)載進(jìn)入常態(tài)運(yùn)行。氫燃料電池系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的尾排氣體、尾排液體一并排放至位于環(huán)境倉(cāng)外部的尾排罐內(nèi)，并經(jīng)尾排罐分別排放至大氣、排水管道。

6、根據(jù)環(huán)境倉(cāng)內(nèi)的需求氣壓，調(diào)節(jié)真空泵的轉(zhuǎn)速，抽取環(huán)境倉(cāng)和尾排罐內(nèi)部的氣體，將環(huán)境倉(cāng)和尾排罐二者的內(nèi)部氣壓調(diào)整至需求氣壓，并使環(huán)境倉(cāng)和尾排罐的內(nèi)部氣壓保持一致。當(dāng)環(huán)境倉(cāng)和尾排罐的內(nèi)部氣壓調(diào)整至需求氣壓后，試驗(yàn)員可以根據(jù)測(cè)試需求保持或者調(diào)整當(dāng)前氣壓值，并啟動(dòng)氫燃料電池系統(tǒng)，對(duì)氫燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行在低氣壓環(huán)境下的性能測(cè)試試驗(yàn)。

7、在一個(gè)實(shí)施方式中，環(huán)境倉(cāng)上設(shè)置有與內(nèi)部空間連通的空氣入口閥，用于為環(huán)境倉(cāng)的內(nèi)部補(bǔ)充空氣，確保氫燃料電池系統(tǒng)正常運(yùn)行。

8、在一個(gè)實(shí)施方式中，氫氣入口延伸至環(huán)境倉(cāng)外的管路上設(shè)置有用于控制氫氣流通量的氫氣調(diào)節(jié)閥。結(jié)合氫氣調(diào)節(jié)閥控制外部氫氣的供給量，氫燃料電池系統(tǒng)能夠調(diào)整不同的運(yùn)行功率，使氫燃料電池系統(tǒng)在環(huán)境倉(cāng)內(nèi)能夠進(jìn)行不同運(yùn)行功率下的性能測(cè)試。

9、在一個(gè)實(shí)施方式中，真空泵的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)真空泵并聯(lián)連接，且并聯(lián)連接的多個(gè)真空泵分別與環(huán)境倉(cāng)、尾排罐連通，抽取環(huán)境倉(cāng)內(nèi)的氣體和尾排罐內(nèi)的氣體，降低環(huán)境倉(cāng)內(nèi)部和尾排罐內(nèi)部的壓力。多個(gè)真空泵并聯(lián)設(shè)計(jì)能夠更為靈活地調(diào)節(jié)環(huán)境倉(cāng)、尾排罐的內(nèi)部氣壓，使環(huán)境倉(cāng)、尾排罐的氣壓變化能更為貼合高原真實(shí)環(huán)境。

10、在一個(gè)實(shí)施方式中，空氣入口連接有用于過(guò)濾顆粒物的空氣過(guò)濾器，以保證氫燃料電池系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

11、在一個(gè)實(shí)施方式中，環(huán)境倉(cāng)和/或尾排罐上均設(shè)置有氫氣濃度保護(hù)組件，該氫氣濃度保護(hù)組件包括多個(gè)設(shè)置在環(huán)境倉(cāng)上的氫氣濃度傳感器、以及排氣閥，該排氣閥連通有用于強(qiáng)制抽取環(huán)境倉(cāng)內(nèi)部氣體的排氣風(fēng)機(jī)。多個(gè)氫氣濃度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境倉(cāng)和尾排罐內(nèi)部的氫氣濃度，通過(guò)多個(gè)氫氣濃度傳感器的布置，環(huán)境倉(cāng)和尾排罐能夠根據(jù)內(nèi)部不同的氫氣濃度，設(shè)定不同的警報(bào)機(jī)制，并當(dāng)環(huán)境倉(cāng)和尾排罐內(nèi)部的氫氣濃度達(dá)到預(yù)設(shè)的警報(bào)等級(jí)時(shí)，控制排氣風(fēng)機(jī)和排氣閥強(qiáng)制排出環(huán)境倉(cāng)和尾排罐內(nèi)部的氣體，確保環(huán)境倉(cāng)和尾排罐的安全性。

12、在一個(gè)實(shí)施方式中，環(huán)境倉(cāng)和/或尾排罐上均設(shè)置多個(gè)具有不同泄壓閾值的泄壓閥，多個(gè)泄壓閥能夠?qū)崿F(xiàn)多級(jí)過(guò)壓保護(hù)，即使某個(gè)泄壓閥出現(xiàn)故障，其余泄壓閥也能夠保證環(huán)境倉(cāng)和尾排罐的安全性。

13、在一個(gè)實(shí)施方式中，氫燃料電池系統(tǒng)連接有位于環(huán)境倉(cāng)內(nèi)的散熱風(fēng)扇，氫燃料電池系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有冷卻循環(huán)回路，該冷卻循環(huán)回路與散熱風(fēng)扇連接。

14、在一個(gè)實(shí)施方式中，氫燃料電池系統(tǒng)連接有位于環(huán)境倉(cāng)外的冷卻液裝置、以及位于環(huán)境倉(cāng)上的冷卻液管道，該冷卻液管道與冷卻液裝置相連，且冷卻液管道與氫燃料電池系統(tǒng)的冷卻循環(huán)回路連接，使冷卻液裝置的冷卻液進(jìn)入冷卻循環(huán)回路。

15、本氫燃料電池系統(tǒng)氣壓模擬裝置為氫燃料電池系統(tǒng)配備兩種散熱方式，根據(jù)氫燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)行情況，兩種散熱方式可以任選其一或者二者同時(shí)啟用，利用環(huán)境倉(cāng)內(nèi)的氣體循環(huán)設(shè)計(jì)、以及環(huán)境倉(cāng)外的制冷設(shè)計(jì)協(xié)同維持環(huán)境倉(cāng)的內(nèi)部溫度，使環(huán)境倉(cāng)的內(nèi)部溫度保持在設(shè)定溫度。

16、本實(shí)用新型實(shí)施例一種氫燃料電池系統(tǒng)氣壓模擬裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果在于：

17、(1)本氫燃料電池系統(tǒng)氣壓模擬裝置將氫燃料電池系統(tǒng)整體放置在環(huán)境倉(cāng)內(nèi)，氫燃料電池系統(tǒng)的空氣入口、排氣出口均處于設(shè)定的低氣壓環(huán)境中，氫燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)行模擬更為準(zhǔn)確；

18、(2)本氫燃料電池系統(tǒng)氣壓模擬裝置的環(huán)境倉(cāng)具有多重安全保護(hù)設(shè)計(jì)、安全性高，能夠有效確保試驗(yàn)安全。

技術(shù)特征：

1.一種氫燃料電池系統(tǒng)氣壓模擬裝置，其特征在于：包括具有防爆保護(hù)層的環(huán)境倉(cāng)，所述防爆保護(hù)層接地連接；所述環(huán)境倉(cāng)內(nèi)放置有相互連接的氫燃料電池系統(tǒng)，所述氫燃料電池系統(tǒng)上設(shè)置有空氣入口、氫氣入口以及尾排出口，其中，所述空氣入口設(shè)置于環(huán)境倉(cāng)內(nèi)，所述氫氣入口延伸至環(huán)境倉(cāng)外，所述尾排出口與位于環(huán)境倉(cāng)外的尾排罐連通；所述氫燃料電池系統(tǒng)上還連接有位于環(huán)境倉(cāng)外的動(dòng)力能源和負(fù)載；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫燃料電池系統(tǒng)氣壓模擬裝置，其特征在于：所述環(huán)境倉(cāng)上設(shè)置有與內(nèi)部空間連通的空氣入口閥。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫燃料電池系統(tǒng)氣壓模擬裝置，其特征在于：所述氫氣入口延伸至環(huán)境倉(cāng)外的管路上設(shè)置有用于控制氫氣流通量的氫氣調(diào)節(jié)閥。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫燃料電池系統(tǒng)氣壓模擬裝置，其特征在于：所述真空泵的數(shù)量為多個(gè)，多個(gè)真空泵并聯(lián)連接，且并聯(lián)連接的多個(gè)所述真空泵分別與所述環(huán)境倉(cāng)、所述尾排罐連通。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫燃料電池系統(tǒng)氣壓模擬裝置，其特征在于：所述空氣入口連接有用于過(guò)濾顆粒物的空氣過(guò)濾器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫燃料電池系統(tǒng)氣壓模擬裝置，其特征在于：所述環(huán)境倉(cāng)和/或所述尾排罐上設(shè)置有氫氣濃度保護(hù)組件，所述氫氣濃度保護(hù)組件包括多個(gè)設(shè)置在環(huán)境倉(cāng)上的氫氣濃度傳感器、以及排氣閥，所述排氣閥連通有用于抽取環(huán)境倉(cāng)內(nèi)部氣體的排氣風(fēng)機(jī)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫燃料電池系統(tǒng)氣壓模擬裝置，其特征在于：所述環(huán)境倉(cāng)和/或所述尾排罐上均設(shè)置多個(gè)具有不同泄壓閾值的泄壓閥。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫燃料電池系統(tǒng)氣壓模擬裝置，其特征在于：所述氫燃料電池系統(tǒng)連接有位于環(huán)境倉(cāng)內(nèi)的散熱風(fēng)扇，所述氫燃料電池系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有冷卻循環(huán)回路，所述冷卻循環(huán)回路與散熱風(fēng)扇連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫燃料電池系統(tǒng)氣壓模擬裝置，其特征在于：所述氫燃料電池系統(tǒng)連接有位于環(huán)境倉(cāng)外的冷卻液裝置、以及位于環(huán)境倉(cāng)上的冷卻液管道，所述冷卻液管道與冷卻液裝置相連，且所述冷卻液管道與所述氫燃料電池系統(tǒng)的冷卻循環(huán)回路連接，使冷卻液裝置的冷卻液進(jìn)入冷卻循環(huán)回路。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開(kāi)了一種氫燃料電池系統(tǒng)氣壓模擬裝置，涉及氫燃料電池技術(shù)領(lǐng)域，其包括具有防爆保護(hù)層的環(huán)境倉(cāng)，該防爆保護(hù)層接地連接；環(huán)境倉(cāng)內(nèi)放置有氫燃料電池系統(tǒng)，氫燃料電池系統(tǒng)上設(shè)置有空氣入口、氫氣入口以及尾排出口，空氣入口設(shè)置于環(huán)境倉(cāng)內(nèi)，氫氣入口延伸至環(huán)境倉(cāng)外，尾排出口與位于環(huán)境倉(cāng)外的尾排罐連通；環(huán)境倉(cāng)上設(shè)置有調(diào)壓組件，該調(diào)壓組件包括位于環(huán)境倉(cāng)外的真空泵，該真空泵分別與環(huán)境倉(cāng)、尾排罐連接，使環(huán)境倉(cāng)與尾排罐的氣壓保持一致。本氫燃料電池系統(tǒng)氣壓模擬裝置將氫燃料電池系統(tǒng)整體放置在環(huán)境倉(cāng)內(nèi)，氫燃料電池系統(tǒng)的空氣入口、排氣出口均處于設(shè)定的低氣壓環(huán)境中，氫燃料電池系統(tǒng)的運(yùn)行模擬更為準(zhǔn)確。

技術(shù)研發(fā)人員：羅杏宜,何鋒,李龍,韓維杰,陳海桂,蔡涵池
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國(guó)鴻氫能科技（嘉興）股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240228
技術(shù)公布日：2024/12/19