CN104597409B - 能够循环电解制氢的燃料电池测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能够循环电解制氢的燃料电池测试系统，包括DC/DC电源变换器、电解制氢机构以及配电机构，配电机构包括带有PLC控制器的配电柜，配电柜的一输入端与DC/DC电源变换器的输出端相连，另一输入端与市电相连；配电机构的输出端与电解制氢机构的输入端相连；氢气纯化装置，其进气口与电解制氢机构的氢气输出口相连通；其输出口通过第一单向阀与燃料电池测试台中的燃料电池供氢系统管路相连通；氢气瓶，其输出口通过第二单向阀与燃料电池测试台中的燃料电池供氢系统管路相连通；上位机，其分别与燃料电池测试台、DC/DC电源变换器以及PLC控制器相连；其中，所述第一单向阀的出口压力高于第二单向阀的出口压力。本发明电解的氢气纯度高品质稳定。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池测试技术，更具体地说，是涉及一种能够循环电解制氢的燃料电池测试系统。
背景技术
在传统的燃料电池测试过程中，存在以下的缺陷：1)被测试的燃料电池系统产生的电能都是通过热消耗损失掉，造成了资源的浪费，成本的增加。2)传统的燃料电池测试系统中所需的氢气是由外置氢气瓶来进行供应的，经电化学反应后，产生电能。这样在整个测试过程中，氢气的供给需人工实时监测，及时补给。当氢气瓶中氢气使用完时，系统将会停止运行，造成测试中断。而燃料电池测试系统长时间运行，耗氢量大。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种能够循环电解制氢的燃料电池测试系统。
为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种能够循环电解制氢的燃料电池测试系统，包括：
DC/DC电源变换器，其输入端与设于燃料电池测试台中的待测燃料电池相连；
电解制氢机构；
配电机构，用于控制所述电解制氢机构的电解功率，其包括带有PLC控制器的配电柜，所述配电柜的一输入端与所述DC/DC电源变换器的输出端相连，另一输入端与市电相连；所述配电机构的输出端与所述电解制氢机构的输入端相连；
氢气纯化装置，其进气口与所述电解制氢机构的氢气输出口相连通；其输出口通过第一单向阀与所述燃料电池测试台中的燃料电池供氢系统管路相连通；
氢气瓶，其设于储氢格中，所述氢气瓶的输出口通过第二单向阀与所述燃料电池测试台中的燃料电池供氢系统管路相连通；
上位机，其分别与燃料电池测试台、DC/DC电源变换器以及PLC控制器相连；
其中，所述第一单向阀的出口压力高于第二单向阀的出口压力。
所述电解制氢机构包括电解槽、电解液储槽、冷却系统以及氮气供给系统，所述电解液储槽、冷却系统以及氮气供给系统均与电解槽相连。
所述电解制氢机构的氧气输出口还通过氧气纯化装置与燃料电池空气供应系统管路相连通。
与现有技术相比，采用本发明的一种能够循环电解制氢的燃料电池测试系统具有以下的有益效果：
循环电解制氢的燃料电池测试系统运行稳定、维护成本降低；电解的氢气纯度高，品质稳定；循环电解制氢装置重量轻、占地面积小、即用即制氢、即制即用；前期投资少，回报率高；PLC控制循环制氢装置运行，无需专人值守。
附图说明
图1是本发明的实施例的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
请参阅图1所示的一种能够循环电解制氢的燃料电池测试系统，包括：
DC/DC电源变换器，其输入端与设于燃料电池测试台中的待测燃料电池相连；
电解制氢机构，例如可以采用图1中的结构，包括电解槽、电解液储槽、冷却系统以及氮气供给系统，电解液储槽、冷却系统以及氮气供给系统均与电解槽相连。
配电机构，用于控制电解制氢机构的电解功率，其包括带有PLC控制器的配电柜，配电柜的一输入端与所述DC/DC电源变换器的输出端相连，另一输入端与市电相连；配电机构的输出端与电解制氢机构中的电解槽的电输入端相连；
氢气纯化装置，其进气口与电解制氢机构的氢气输出口相连通；其输出口通过第一单向阀与燃料电池测试台中的燃料电池供氢系统管路相连通；
氢气瓶，其设于储氢格中，氢气瓶的输出口通过第二单向阀与燃料电池测试台中的燃料电池供氢系统管路相连通；
其中，第一单向阀的出口压力高于第二单向阀的出口压力。
上位机，其分别与燃料电池测试台、DC/DC电源变换器、PLC控制器相连。
电解制氢机构的氧气输出口还通过氧气纯化装置与燃料电池空气供应系统管路相连通。
使用时，启动图1中的任意一个燃料电池测试台，当该燃料电池测试台中的待测燃料电池运行发出的电通过能够输出恒流限压的DC/DC电源变换器降压至电解槽额定电压DC86或100V(±20％)供给电解槽使用。通过上位机发送功率目标值给控制器，控制电解槽的功率。电解槽中的液体在直流电的作用下，产生氢气和氧气。氢气经氢气纯化装置纯化后，并入燃料电池供氢系统管路，形成循环；氧气直接进行放空，或者经氧气纯化装置后并入燃料电池空气供应系统管路。循环制氢装置不断的供应氢气，保证了燃料电池测试系统的稳定工作。其中，燃料电池供氢系统管路需要1.6-2.5MPa纯度为99.99％的氢气。
上位机还能够根据本发明的燃料电池测试系统中需要的压值调节燃料电池测试台中的燃料电池供氢系统管路中的氢气额度压力以及空气供应系统管路中的氧气额度压力。
配电柜和PLC控制器的电源一部分自市电，当燃料电池测试台突然断电后，PLC控制器自动调节保压并稳定系统的运行。当料电池测试台的功率根据客户需求发生突变(升或降)时，由市电对配电柜及PLC控制器进行补偿，PLC控制器根据待测燃料电池供电情况，调整电解槽功率，产生符合需求的氢气量，稳定测试系统的运行。
电解制氢机构为即用即制型氢气发生器，从开机到出气的时间为十几分钟，在电解制氢机构运行前，由市电对配电柜及PLC控制器进行供电，电解制氢机构稳定运行后，能够及时对本发明的燃料电池测试系统供应氢气。当燃料电池测试系统进行紧急停机、启动时，PLC控制器自动调节电解槽工作功率，稳定系统的运行。
电解制氢机构产生的氢气通过氢气纯化装置直接并入燃料电池供氢系统中，但在电解制氢机构稳定运行前，由储氢格中的氢气瓶进行临时供氢。氢气瓶与电解制氢供氢管路都是通过单向阀与燃料电池系统测试台连接。电解制氢供氢管路中压力达不到供氢要求，由储氢格中的氢气瓶通过第二单向阀开始进行供氢。当电解制氢装置正常供氢后，供氢压力稳定后，由于第一单向阀的出口压力高于第二单向阀的出口压力，氢气瓶停止供氢，转由电解制氢机构通过第一单向阀进行供氢。
采用本发明的燃料电池测试系统，按照500kW的待测燃料电池计算，每小时可回收100立方氢气，按燃料电池测试系统每天工作8小时、每立方氢气6元计算，一年可节约人民币约100×8×30×12×6＝172.8万元。本发明中的电解制氢机构结构简单，对传统燃料电池测试台的改造工作量小，回收成本周期短，经济效益十分明显。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的目的，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求的范围内。
Claims (3)
1.一种能够循环电解制氢的燃料电池测试系统，其特征在于，包括：
DC/DC电源变换器，其输入端与设于燃料电池测试台中的待测燃料电池相连；
电解制氢机构；
配电机构，用于控制所述电解制氢机构的电解功率，其包括带有PLC控制器的配电柜，所述配电柜的一输入端与所述DC/DC电源变换器的输出端相连，另一输入端与市电相连；所述配电机构的输出端与所述电解制氢机构的输入端相连；
氢气纯化装置，其进气口与所述电解制氢机构的氢气输出口相连通；其输出口通过第一单向阀与所述燃料电池测试台中的燃料电池供氢系统管路相连通；
氢气瓶，其设于储氢格中，所述氢气瓶的输出口通过第二单向阀与所述燃料电池测试台中的燃料电池供氢系统管路相连通；
上位机，其分别与燃料电池测试台、DC/DC电源变换器以及PLC控制器相连；
其中，所述第一单向阀的出口压力高于第二单向阀的出口压力。
2.根据权利要求1所述的燃料电池测试系统，其特征在于，
所述电解制氢机构包括电解槽、电解液储槽、冷却系统以及氮气供给系统，所述电解液储槽、冷却系统以及氮气供给系统均与电解槽相连。
3.根据权利要求1或2所述的燃料电池测试系统，其特征在于，
所述电解制氢机构的氧气输出口还通过氧气纯化装置与燃料电池空气供应系统管路相连通。
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Families Citing this family (9)
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| CN108390085A (zh) * | 2018-04-10 | 2018-08-10 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种电解尿素制氢用于燃料电池汽车的系统及方法 |
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102244283A (zh) * | 2011-05-17 | 2011-11-16 | 北京久安通氢能科技有限公司 | 一种膜电解自供氢质子交换膜燃料电池发电系统及其方法 |
| CN103337646A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-10-02 | 武汉日新科技股份有限公司 | 家用光伏制氢及燃料电池热电联供一体机 |
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| CN204389656U (zh) * | 2015-01-21 | 2015-06-10 | 上海新源动力有限公司 | 能够循环电解制氢的燃料电池测试系统 |
Family Cites Families (2)
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|---|---|---|---|---|
| US6569298B2 (en) * | 2000-06-05 | 2003-05-27 | Walter Roberto Merida-Donis | Apparatus for integrated water deionization, electrolytic hydrogen production, and electrochemical power generation |
| CN202817796U (zh) * | 2012-08-23 | 2013-03-20 | 江苏华源氢能科技发展有限公司 | 带有氢气循环装置的燃料电池备用电源系统 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102244283A (zh) * | 2011-05-17 | 2011-11-16 | 北京久安通氢能科技有限公司 | 一种膜电解自供氢质子交换膜燃料电池发电系统及其方法 |
| CN103337646A (zh) * | 2013-05-30 | 2013-10-02 | 武汉日新科技股份有限公司 | 家用光伏制氢及燃料电池热电联供一体机 |
| CN203632286U (zh) * | 2013-11-17 | 2014-06-04 | 西安中科麦特电子技术设备有限公司 | 一种太阳能与氢能互补发电控制电路 |
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