一种大功率燃料电池测试台能量回收设备及方法与流程

本发明涉及质子交换膜燃料电池，具体涉及一种大功率燃料电池测试台能量回收设备及方法。

背景技术：

1、燃料电池技术经过多年的发展，逐渐进入了商业化初级阶段，尤其是近几年，电动汽车对大功率燃料电池的需求日益紧迫。质子交换膜燃料电池具有能量转化效率高、环境友好、结构简单、操作方法等优点，是航空航天、水下潜艇、路面交通、分布式电站、备用电源等的理想候选电源之一，而膜电极是燃料电池的核心部件，其中质子交换膜起到传导子、阻隔阴阳极气体的作用，质子在膜中的传导需要水的参与，因此需要对反应气体进行增湿，使质子交换膜处于良好的水合状态，保证膜具有较高的质子传导率，提高燃料电池的输出性能和使用寿命，然而，燃料电池电堆产品生产下线后的活化以及电堆产品性能的标定需要通过燃料电池测试台架完成，因此，燃料电池测试台架需要具备良好的增湿效果、较宽的增湿范围、快速的增湿响应等特性，满足大功率燃料电池电堆技术的发展需求，由于燃料电池测试台尤其是大功率燃料电池测试台增湿罐增湿时需要很大的加热功率，该加热功率用于加热增湿罐中的水达到露点温度，并在测试台气量达到最大时仍能使增湿罐中的水温维持在设定的露点温度。当测试台功率达到250kw时，两个增湿罐的最大加热功率将需要超过300kw。为了降低大功率燃料电池测试台的用电量，有必要用一种方法回收部分测试台的能量，达到降低测试台整体用电量的目的。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种大功率燃料电池测试台能量回收设备及方法

2、本发明的技术方案是：

3、一种大功率燃料电池测试台能量回收设备，其包括依次设置在电堆空出口的温度传感器、压力传感器、三通阀，增湿罐、增湿罐出口温度传感器，空气路背压阀，分水器，所述分水器下方设置有疏水阀，所述三通阀用于选择是否进行能量回收，所述的增湿罐底部设置有加热器，所述的增湿罐外侧设置有夹套，所述电堆空出口的下方连接有电堆空出口疏水阀。

4、一种燃料电池测试台能量回收的方法及其设备，其设备特征在于，所述的空气路背压阀用于气体路背压；

5、所述空气路背压阀后端的分水器用于通过与其连接的疏水阀排出尾排水分，尾排气体通过空气排口排出。

6、一种燃料电池测试台能量回收的方法，包括以下步骤：

7、1).电堆测试台运行过程中，设定露点温度，启动增湿罐加热；

8、2).待增湿罐温度稳定后，气体通过增湿罐进入电堆；

9、3).在电堆内反应后，气体温度与堆内温度保持一致；

10、4).此时气体从电堆出口排出，具有较高的温度；

11、5).通过三通阀的作用转向能量回收路；

12、6).气体进入到增湿罐外侧的夹套，能起到保温和加热的作用，可以降低增湿罐的加热功率，使能量回收。

13、本发明的有益效果是：

14、1.引入电堆出口的高温气体为电堆入口处的增湿罐的保温和加热，通过计算回收的能量可以达到释放总能量的25％以上，很大的缩减了增湿罐的加热功率；

15、2.夹套内若通过高温气体可用于加热，否则夹套可用于保温；

16、3.夹套内有一定的体积，可以作为背压的缓冲罐，使背压的效果更加稳定。

技术特征：

1.一种大功率燃料电池测试台能量回收设备，其特征在于：该设备包括依次设置在电堆空出口的温度传感器、压力传感器、三通阀，增湿罐、增湿罐出口温度传感器，空气路背压阀，分水器，所述分水器下方设置有疏水阀，所述三通阀用于选择是否进行能量回收，所述的增湿罐底部设置有加热器，所述的增湿罐外侧设置有夹套，所述电堆空出口的下方连接有电堆空出口疏水阀。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池测试台能量回收的设备，其特征在于：所述的空气路背压阀用于气体路背压。

3.根据权利要求1所述的一种燃料电池测试台能量回收的设备，其特征在于：所述空气路背压阀后端的分水器用于通过与其连接的疏水阀排出尾排水分，尾排气体通过空气排口排出。

4.一种大功率燃料电池测试台能量回收的方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种大功率燃料电池测试台能量回收设备及方法，包括依次设置在电堆空出口的温度传感器、压力传感器、三通阀，增湿罐、增湿罐出口温度传感器，空气路背压阀，分水器，所述分水器下方设置有疏水阀，所述三通阀用于选择是否进行能量回收，所述的增湿罐底部设置有加热器，所述的增湿罐外侧设置有夹套，所述电堆空出口的下方连接有电堆空出口疏水阀。该方法引入电堆出口的高温气体为电堆入口处的增湿罐的保温和加热，可以达到释放总能量的25％以上，很大的缩减了增湿罐的加热功率，夹套可用于加热和保温，夹套内有一定的体积，可以作为背压的缓冲罐，使背压的效果更加稳定。

技术研发人员：杨景官,范身申,孙毅
受保护的技术使用者：大连景源氢能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29