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一种固体氧化物燃料电池的测试系统的制作方法

时间:2019-03-07 10:25:47本文内容及图片来源于读者投稿,如有侵权请联系690542@qq.com

  一种固体氧化物燃料电池的测试系统的制作方法

专利名称:一种固体氧化物燃料电池的测试系统的制作方法
技术领域
本申请属于能源领域,尤其涉及一种固体氧化物燃料电池的测试系统。
背景技术
固体氧化物燃料电池(SOFC,Solid Oxide Fuel Cell)的发电原理为高温下的电化学反应,将化学能转化为电能,如空气和氢气进行化学反应将化学能转换成电能。IOcmX IOcm单片电池开路电 压>1.1V,输出电流可达60A,输出功率约为20-30W,多片单片电池串联可组成高输出功率、高输出电压的大功率固体氧化物燃料电池。比如,形成IOkW输出功率的电池需要单片电池400片左右。在实际应用中,该固体氧化物燃料电池需要经过各项性能测试,才能用于为用电设备供电。在对固体氧化物燃料电池的性能进行测试时,除了需对电池的开路电压、负载电流及输出功率等电性能的测试以外,还需要对电池热区温度、电池阵列压力进行数据测试。目前,只能采用各自独立的测试装置对以上各项进行相应的测试,而且测试过程中,需要测试完成一项性能后才能进行其他项,使得测试时间长、过程繁琐。

发明内容
有鉴于此,本申请的目的在于提供一种固体氧化物燃料电池的测试系统对固体氧化物燃料电池性能进行测试时,测试时间短、过程简单。一种固体氧化物燃料电池的测试系统,所述固体氧化物燃料电池包括至少一个电池阵列组和与所述电池阵列组相串联的二极管,每一电池阵列组中包括至少一个电池阵列,所述电池阵列包括至少两片相串联的单片电池,所述测试系统包括多通路输气装置,用于为所述固体氧化物燃料电池的每个电池阵列提供气源;第一电压表,用于分别对所述固体氧化物燃料电池中每个电池阵列组的总电压进行检测;第一电流表,用于对所述固体氧化物燃料电池的总电流进行检测;温度传感器,用于分别对所述固体氧化物燃料电池中每个电池阵列组的温度进行检测;压力表,用于分别对每个电池阵列的压力进行检测;第二电压表,用于分别对每个电池阵列的电压进行检测;上位机,分别与所述第一电压表、第一电流表、温度传感器、压力表和第二电压表相连,用于依据预设的分析规则对每个电池阵列组的总电压、所述固体氧化物燃料电池的总电流、每个电池阵列组的温度、每个电池阵列的压力以及每个电池阵列的电压进行分析,得到测试结果。上述的测试系统,优选的,当所述电池阵列组为至少两组时,每个电池阵列组与二极管串联后再与其他电池阵列组相并联,还包括第二电流表,用于分别对每个电池阵列组的电流进行检测。
上述的测试系统,优选的,所述多通路输气装置包括第一气体压力表,用于对输入所述固体氧化物燃料电池的空气压力进行测量;第一减压阀,用于依据所述第一气体压力表的测量结果对输入所述固体氧化物燃料电池的空气压力进行调节;第一转子流量计,用于对输入所述固体氧化物燃料电池中每个电池阵列的空气流
量进行测量;第二气体压力表,用于对输入所述固体氧化物燃料电池的氢气压力进行测量;第二减压阀,用于依据所述第二气体压力表的测量结果对输入所述固体氧化物燃料电池的氢气压力进行调节;第二转子流量计,用于对输入所述固体氧化物燃料电池中每个电池阵列的氢气流量进行测量;所述第一转子流量计与所述第二转子流量计的数目相等;所述电池阵列数目与所述第一转子流量计个数相等。上述的测试系统,优选的,所述第一电压表包括霍尔电压传感器,用于对所述固体氧化物燃料电池的每个电池阵列组的总电压值进行测量;模拟电压采集器,用于将所述总电压值由模拟量转换为数字量。上述的测试系统,优选的,所述第一电流表包括霍尔电流传感器,用于对所述固体氧化物燃料电池的总电流值进行测量;模拟电流采集器,用于将所述总电流值由模拟量转换为数字量。上述的测试系统,优选的,所述温度传感器包括热电偶,用于对所述固体氧化物燃料电池中每个电池阵列组的温度值进行测量;模拟温度采集器,用于将所述温度值由模拟量转换为数字量。上述的测试系统,优选的,所述压力表包括压力传感器,用于对所述固体氧化物燃料电池中每个电池阵列的压力值进行测量;模拟压力采集器,用于将所述压力值由模拟量转换为数字量。上述的测试系统,优选的,所述上位机包括规则预设器,用于对分析每个电池阵列组的总电压值、固体氧化物燃料电池的总电流值、每个电池阵列组的温度值、每个电池阵列的压力值以及每个电池阵列的电压值的分析规则进行预设;数据接收器,用于对每个电池阵列组的总电压值、固体氧化物燃料电池的总电流值、每个电池阵列组的温度值、每个电池阵列的压力值以及每个电池阵列的电压值进行接收;处理器,依据预设的规则对所述总电压值、总电流值、温度值、每个电池阵列的压力值以及每个电池阵列的电压值进行分析,得到测试结果。上述的测试系统,优选的,所述上位机还包括显示器,用于分别对所述总电压值、总电流值、温度值、每个电池阵列的压力值以及每个电池阵列的电压值进行显示,并对得到测试结果进行显示。
上述的测试系统,优选的,所述上位机还包括存储器,用于分别对所述总电压值、总电流值、温度值、每个电池阵列的压力值以及每个电池阵列的电压值进行存储,并对得到测试结果进行存储。本申请提供了一种固体氧化物燃料电池的测试系统,所述固体氧化物燃料电池包括至少一个电池阵列组和与所述电池阵列组相串联的二极管,每一电池阵列组中包括至少一个电池阵列,所述电池阵列包括至少两片相串联的单片电池,所述测试系统包括多通路输气装置,用于为所述固体氧化物燃料电池的每个电池阵列提供气源;第一电压表,用于分别对所述固体氧化物燃料电池中每个电池阵列组的总电压进行检测;第一电流表,用于对所述固体氧化物燃料电池的总电流进行检测;温度传感器,用于分别对所述固体氧化物燃料电池中每个电池阵列组的温度进行检测;压力表,用于分别对每个电池阵列的压力进行检测;第二电压表,用于分别对每个电池阵列的电压进行检测;上位机,分别与所述第一电压表、第一电流表、温度传感器、压力表和第二电压表相连,用于依据预设的分析规则对每个电池阵列组的总电压、所述固体氧化物燃料电池的总电流、每个电池阵列组的温度、每个电池阵列的压力以及每个电池阵列的电压进行分析,得到测试结果。采用本申请提供的一种固体氧化物燃料电池的测试系统,能够同时对该电池的各项性能指标进行测试,测试时间短、过程简单,而且燃料电池采用阵列分布的结构,测试方式中对物燃料电池中出现问题的部分定位更加准确。


为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请提供的一种固体氧化物燃料电池的一种结构示意图;图2是本申请提供的一种固体氧化物燃料电池的另一种结构示意图;图3是本申请提供的一种固体氧化物燃料电池的测试系统实施例的结构示意图;图4是本申请提供的一种固体氧化物燃料电池的测试系统实施例的另一种结构示意图;图5是本申请提供的一种固体氧化物燃料电池的测试系统实施例中多通路输气装置的结构示意图;图6是本申请提供的一种固体氧化物燃料电池的测试系统实施例中第一电压表V的结构不意图;图7是本申请提供的一种固体氧化物燃料电池的测试系统实施例中第一电流表A的结构不意图;图8是本申请提供的一种固体氧化物燃料电池的测试系统实施例中温度传感器T的结构不意图;图9是本申请提供的一种固体氧化物燃料电池的测试系统实施例中压力表P的结构示意图;图10是本申请提供的一种固体氧化物燃料电池的测试系统实施例中上位机的结构示意图11是本申请提供的一种固体氧化物燃料电池的测试系统实施例中上位机的另一种结构不意图。
具体实施例方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。由于固体氧化物燃料电池是由若干片单片电池串联而成,而在串联电路中一片或几片单片电池损坏会影响整个电池的性能,因此,在本申请中将较大功率的固体氧化物燃料电池采用多阵列方式组装,即至少两片单片电池串联组成一个电池阵列,至少一个电池阵列组成电池阵列组,每个电池阵列组与二极管串联后再与其他电池阵列组相并联。由于二极管的导通性能是正向导通,反向不导通,防止并联回路由于电压的差异而导致的反向充电,因此,避免了并联回路充电现象对电池性能的影响,即避免了由于并联组装而导致的测试过程中各并联回路总电压一致而影响了对各阵列组各自的电性能测试及评估。采用并联方式的优点每个电池阵列组具有独立性,即不受其他电池组的性能影响而影响自身性能,同时也实现了数据测试的真实性。参见图1所示的本申请提供的一种固体氧化物燃料电池的结构示意图,电池阵列组001为I组,该组中有4个电池阵列002,电池阵列002串联,每个电池阵列由8片单片电池003串联而成。当只有一个电池阵列组时,二极管可省略。参见图2所示的本申请提供的一种固体氧化物燃料电池的另一种结构图,以两组电池阵列组001为例,每组中有4个电池阵列002,电池阵列002串联,每个电池阵列002由8片单片电池003串联而成,每个电池阵列组001和二极管串联后并联。本申请提供的实施例中以两组电池阵列组的固体氧化物燃料电池为测试对象。如图3所示,公开了一种固体氧化物燃料电池的测试系统实施例的结构示意图,该测试系统包括多通路输气装置101、第一电压表V102、第一电流表A103、温度传感器T104、压力表P105、第二电压表V,106和上位机107 ;图3中虚线框中表示的是一组电池阵列;短虚线表示的是多通路输气装置101与每个电池阵列之间的气体传输路径;点画线表示的是上位机107与各个检测装置之间的检测数据传输路径。其中,所述多通路输气装置101,用于为所述固体氧化物燃料电池的每个电池阵列提供气源;由于组成该固体氧化物燃料电池的若干单片电池分成多个电池阵列,该多通路输气装置101为每个电池阵列提供气源,包括空气气源和氢气气源。空气和氢气输入固体氧化物燃料电池中后发生化学反应,固体氧化物燃料电池将化学能转换成电能。该多通路输气装置101的通路也可称为气源输出端口的个数与电池阵列的个数相等,该装置为各个电池阵列同时提供气源。
其中,所述第一电压表V102,用于分别对所述固体氧化物燃料电池中每个电池阵列组的总电压进行检测;第一电压表V102对每个电池阵列组的总电压进行检测,精确度达到0. 01V,测量得到该组电池阵列串联后的总电压,当电池阵列组为多组时,分别对各组的总电压进行检测。由于二极管的作用,相并联的各电池阵列组各自的总电压值可能不同,需要对各电池阵列组的总电压分别进行检测,各阵列组的总电压值体现该阵列的电学特性,并将各个总电压值传输到上位机107中进行分析。为了较简单明了的示意,在图3中示出的第一电压表V102为一个。具体实施中,第一电压表V102个数可以为一个也可为多个;当第一电压表V102个数为一个时,该第一电压表V102依次检测每个电池阵列组的总电压;当第一电压表V102个数为多个时,每个第一电压表V102对应一个电池阵列组,检测其对应的电池阵列组的总电压。其中,所述第一电流表A103,用于对所述固体氧化物燃料电池的总电流进行检测;该第一电流表A103对该固体氧化物燃料电池的总电流进行检测,精确度达到0. 01A,得到该固体氧化物燃料电池的总电流值,该总电流值含有该固体氧化物燃料电池的电学特性,并将该总电流值传输到上位机107中进行分析。其中,所述温度传感器T104,用于分别对所述固体氧化物燃料电池中每个电池阵列组的温度进行检测;固体氧化物燃料电池进行化学能转换为电能的过程,是氢气和空气中的氧气进行化学反应将化学能转换为电能的过程,在该过程中发出热量,温度的高低是对反应情况的一种体现,温度过高或过低都不能使该固体氧化物燃料电池的反应达到最大,因此对每个电池阵列组的温度进行检测,得到该电池阵列组的温度值,并将该温度值传输到上位机107中进行分析。为了较简单明了的示意,在图3中示出的温度传感器T104为一个。实际实施时,也可通过检测电池阵列组的环境温度对该电池阵列组的反应温度进行获取。具体实施中,可采用采集量程为0-1000°C,精度为0.1°C的温度传感器。其中,所述压力表P105,用于分别对每个电池阵列的压力进行检测;在单片电池之间是通过金属连接体进行导电连接的,一定范围内的压力可以保证良好的接触,压力过大会导致单片电池碎裂,而对于气体而言,氢气和空气是不直接接触反应的,而是在单片电池两侧发生的电化学反应,因此需要保证电池阵列边缘的密封性,以防止在电池阵列同侧反应而产生燃烧。因此,使用压力表P105对该电池阵列中进行压力检测的目的,为了保障各个单片电池与连接体之间的接触性能以及密封性良好。为了较简单明了的示意,在图3中示出的压力表P105为一个。由于电池阵列有多个,实际实施中,可设置一个压力表或多个压力表;当压力表P104为一个时,可依次对各个电池阵列的压力进行检测,并将各检测得到的压力值输入上位机107中进行分析;当压力表P104为多个时,每个电池阵列对应一个压力表P104,每个压力表检测其对应的电池阵列的压力值,并将各自检测得到的压力值输入到上位机107中进行分析。具体实施中,可采用采集量程为0-1000kg,精度为Ikg的压力表。其中,所述第二电压表V’ 106,用于分别对每个电池阵列的电压进行检测;每个电池阵列中都在进行化学能转换为电能的过程,某个电池阵列的化学能转换为电能的过程中出现问题都会对该固体氧化物燃料电池整体电压产生影响,而对每个电池阵列的电压进行检测,可迅速定位具体为哪一个电池阵列产生问题。为了较简单明了的示意,在图3中示出的第二电压表V’ 106为一个。由于电池阵列有多个,实际实施中,可设置一个第二电压表或多个第二电压表;当第二电压表V’ 105为一个时可依次对各个电池阵列的电压值进行检测,并将各检测得到的电压值输入上位机107中进行分析;当第二电压表V’ 105为多个时,每个电池阵列对应一个第二电压表V’ 105,每个第二电压表检测其对应的电池阵列的电压值,并将各自检测得到的电压值输入到上位机107中进行分析。具体实施中,电压表的采集量程有多种,比如0-150V,0-300V和0-600V,精度为0.1V,可根据第一电压表和第二电压表的具体使用场景选择适合的量程进行检测。其中,所述上位机107,分别与所述第一电压表V102、第一电流表A103、温度传感器T104、压力表P105和第二电压表V’ 106相连,用于依据预设的分析规则对每个电池阵列组的总电压、所述固体氧化物燃料电池的总电流、每个电池阵列组的温度、每个电池阵列的压力以及每个电池阵列的电压进行分析,得到测试结果。上位机107中预设有各项电池性能对应的分析规则,对每个电池阵列组的总电压进行分析,判断各个电池阵列组的总电压是否符合总电压要求;对该固体氧化物燃料电池的总电流进行分析,判断该电池的总电流是否符合总电流要求;对每个电池阵列组的温度进行分析,判断各个电池阵列组的温度是否符合温度要求;依次对每个电池阵列的压力进行分析,判断各个电池阵列的压力是否符合压力要求;依次对每个电池阵列的电压进行分析,判断各个电池阵列的电压是否符合电压要求;当各项都满足时,得到的测试结果为该固体氧化物燃料电池各项性能测试正常,能够正常运行为后续的用电设备提供电能,否则,得到的测试结果为该固体氧化物燃料电池性能需要进行调整。实际实施中,也可首先对总电流、各个电池阵列组的总电压和温度、以及各个电池阵列的压力进行检测,当某一电池阵列组的总电压不符合总电压要求,此时再对该电池阵列组中的各个电池阵列的电压分别进行测试,精确定位该电池阵列组的问题是由哪一个或哪几个电池阵列引起的。对测试过程进行简化,节约测试时间,增加工作效率。当电池阵列组为至少两组时,为了对各个电池阵列组的性能进行详细的了解,还对各个电池阵列组的总电流进行测量。理论上,各个电池阵列组的总电流之和为第一电流表A103测量得到的该固体氧化物燃料电池的总电流。参见图4所示的本申请提供的一种固体氧化物燃料电池的测试系统实施例的另一种结构示意图,该测试系统还包括第二电流表A’ 108,用于分别对每个电池阵列组的电流进行检测。
由于采用并联结构,各个电池阵列组的电流不相同,为了对该固体氧化物燃料电池的性能进行详细了解,第二电流表A’ 108对每个电池阵列组的电流进行检测,测量精度为0. 01A,并将各个电流值传输到上位机107中进行分析。为了较简单明了的示意,在图4中示出的第二电流表A’ 108为一个。具体实施中,第二电流表A’108个数可以为一个也可为多个;当第二电流表A’108个数为一个时,该第二电流表A ’ 108依次检测每个电池阵列组的电流;当第二电流表A ’ 108个数为多个时,每个第二电流表A’ 108对应一个电池阵列组,检测其对应的电池阵列组的电流。具体实施中,电流表的采集量程有多种,比如为100A和200A,精度为0. 1A,可根据第一电流表和第二电流表的具体使用场景选择适合的量程进行检测。实际实施中,也可首先对总电流、各个电池阵列组的总电压和温度、以及各个电池阵列的压力进行检测,当总电流不符合总电流要求,此时再对各个电池阵列组的电流分别进行测试,精确定位该电池阵列组的问题是由哪一个或哪几个电池阵列组引起的。对测试过程进行简化,节约测试时间,增加工作效率。如图3所示,公开了本申请提供的一种固体氧化物燃料电池的测试系统实施例的结构不意图,该测试系统包括多通路输气装置101、第一电压表V102、第一电流表A103、温度传感器T104、压力表P105、第二电压表V,106和上位机107 ;如下,是对该测试系统中的各个组成部分的结构进行的说明。如图5所示,公开了本申请提供的一种固体氧化物燃料电池的测试系统实施例中多通路输气装置101的结构示意图,所述多通路输气装置101包括第一气体压力表1011、第一减压阀1012、第一转子流量计1013、第二气体压力表1014、第二减压阀1015和第二转子流量计1016 ;为了保证在固体氧化物燃料电池中进行化学反应能够最大效率,需要对通入该固体氧化物燃料电池中的氢气和空气的量进行控制。第一气体压力表1011、第一减压阀1012和第一转子流量计1013组成第一空气控制装置,该装置的作用是对输入固体氧化物燃料电池的氢气进行控制。第二气体压力表1014、第二减压阀1015和第二转子流量计1016组成第一空气控制装置,该装置的作用是对输入固体氧化物燃料电池的空气进行控制。第一气体压力表1011对输入所述固体氧化物燃料电池的空气压力进行测量;第一减压阀1012,用于依据所述第一气体压力表的测量结果对输入所述固体氧化物燃料电池的空气压力进行调节;第一转子流量计1013,用于对输入所述固体氧化物燃料电池中每个电池阵列的空气流量进行测量;第一气体压力表1011对输入固体氧化物燃料电池的空气的总压力进行测量,当该第一气体压力表1011的测量结果即输入电池的空气总压力大于标准的压力范围时,调节第一减压阀1012降低输入的空气压力,避免由于压力太大造成的供气管路侧漏以及对电池密封的影响;第一转子流量计1013对输入所述固体氧化物燃料电池中每个电池阵列的空气流量进行测量,当第一转子流量计1013测量的空气流量不满足标准流量范围时,调节该第一转子流量计1013,使输入的空气压力回到标准流量范围内。
第二气体压力表1014,用于对输入所述固体氧化物燃料电池的氢气压力进行测量;第二减压阀1015,用于依据所述第二气体压力表的测量结果对输入所述固体氧化物燃料电池的氢气压力进行调节;第二转子流量计1016,用于对输入所述固体氧化物燃料电池中每个电池阵列的氢气流量进行测量;第二气体压力表1014对输入固体氧化物燃料电池的氢气的总压力进行测量,当该第二气体压力表1014的测量结果即输入电池的氢气总压力大于标准的压力范围时,调节第二减压阀1015降低输入的氢气压力,避免由于压力太大造成供气管路侧漏以及对电池密封的影响;第二转子流量计1016对输入所述固体氧化物燃料电池中每个电池阵列的氢气流量进行测量,当第二转子流量计1016测量的氢气流量不满足标准流量范围时,调节该第一转子流量计1013,使输入的氢气压力回到标准流量范围内。所述第一转子流量计1013与所述第二转子流量计1016的数目相等;所述电池阵列数目与所述第一转子流量计1013个数相等。具体实施中,氢气转子流量计的气体流量范围可采用0-40L,空气转子流量计的气体流量范围可采用0-100L,精度都为1L。转子流量计与气源的输出端口相连,将气体输入到固体氧化物燃料电池的进气口,固体氧化物燃料电池的每个电池阵列分别有两个进气口 氢气进气口和氧气进气口。图5所示的多通路输气装置101中的第一气体压力表、第二气体压力表、第一减压阀和第二减压阀分别为I个,第一转子流量计和第二转子流量计分别为8个,是和图2所示的固体氧化物燃料电池的结构相对应,图2中包括8个电池阵列,该第一转子流量计、第二转子流量和个数和电池阵列的个数相同。为了保证控制精度,也可增加第一气体压力表、第二气体压力表、第一减压阀和第二减压阀的个数,比如分别为2个。在本申请提供的实施例中,第一气体压力表、第一减压阀和第一转子流量计的作用是对输入固体氧化物燃料电池的氢气进行控制;第二气体压力表、第二减压阀和第二转子流量计的作用是对输入固体氧化物燃料电池的空气进行控制,但不限定于此,实际实施中,二者也可互换。参见图6示出了本申请提供的一种固体氧化物燃料电池的测试系统实施例第一电压表的结构示意图,所述第一电压表V102包括霍尔电压传感器1021和模拟电压采集器1022 ;其中,所述霍尔电压传感器1021,用于对所述固体氧化物燃料电池的每个电池阵列组的总电压值进行测量;霍尔电压传感器1021利用霍尔效应,对所述固体氧化物燃料电池中的各个电池阵列组的总电压进行测量。其中,所述模拟电压采集器1022,用于将所述总电压值由模拟量转换为数字量。由于霍尔电压传感器1021采集得到的总电压值为模拟量,模拟量用于计算较为麻烦,为了简化后续分析步骤,模拟电压采集器1022将该模拟量转为数字量。第二电压表的结构和第一电压表的结构类似,不再赘述。参见图7示出了本申请提供的一种固体氧化物燃料电池的测试系统实施例第一电流表A的结构示意图,所述第一电流表A103包括霍尔电流传感器1031和模拟电流采集器 1032 ;其中,所述霍尔电流传感器1031,用于对所述固体氧化物燃料电池的总电流值进行测量;霍尔电流传感器1021利用霍尔效应,对所述固体氧化物燃料电池的总电流进行测量。其中,所述模拟电流采集器1032,用于将所述总电流值由模拟量转换为数字量。由于霍尔电流传感器1031采集得到的总电流值为模拟量,模拟量用于计算较为麻烦,为了简化后续分析步骤,模拟电流采集器1032将该模拟量转为数字量。第二电流表的结构和第一电流表的结构类似,不再赘述。参见图8示出了本申请提供的一种固体氧化物燃料电池的测试系统实施例温度传感器的结构示意图,所述温度传感器T104包括热电偶1041和模拟温度采集器1042 ;其中,所述热电偶1041,用于对所述固体氧化物燃料电池中每个电池阵列组的温度值进行测量;其中,所述模拟温度采集器1042,用于将所述温度值由模拟量转换为数字量。由于热电偶器1041采集得到的温度值为连续的模拟量,而模拟量用于计算较为麻烦,为了简化后续分析步骤,模拟温度采集器1042将该模拟量转为数字量。参见图9示出了本申请提供的一种固体氧化物燃料电池的测试系统实施例压力表的结构示意图,所述压力表P105包括压力传感器1051和模拟压力采集器1052 ;其中,所述压力传感器1051,用于对所述固体氧化物燃料电池中每个电池阵列的压力值进行测量;其中,所述模拟压力采集器1052,用于将所述压力值由模拟量转换为数字量。由于压力传感器1051采集得到的压力值为连续的模拟量,而模拟量用于计算较为麻烦,为了简化后续分析步骤,模拟压力采集器1052将该模拟量转为数字量。参见图10示出了本申请提供的一种固体氧化物燃料电池的测试系统实施例上位机的结构示意图,所述上位机107包括规则预设器1071、数据接收器1072和处理器1073 ;其中,所述规则预设器1071,用于对分析每个电池阵列组的总电压值、固体氧化物燃料电池的总电流值、每个电池阵列组的温度值、每个电池阵列的压力值以及每个电池阵列的电压值的分析规则进行预设;规则预设器1071对测试固体氧化物燃料电池的性能所需的各项分析规则预设,包括各电池阵列组的总电压范围、该固体氧化物燃料电池的总电流范围、各电池阵列组的温度范围、各电池阵列的压力范围以及各电池阵列的电压范围等。其中,所述数据接收器1072,用于对每个电池阵列组的总电压值、固体氧化物燃料电池的总电流值、每个电池阵列组的温度值、每个电池阵列的压力值以及每个电池阵列的电压值进行接收;数据接收器1072通过485通讯方式对第一电压表V102、第一电流表A103、温度传感器T104、压力表P105和第二电压表V’ 106检测得到的各项值进行接收。其中,所述处理器1073,依据预设的规则对所述总电压值、总电流值、温度值、每个电池阵列的压力值以及每个电池阵列的电压值进行分析,得到测试结果。处理器1073根据规则预设器1071中预设的各项电池性能对应的分析规则,对每个电池阵列组的总电压进行分析,判断各个电池阵列组的总电压是否符合总电压要求;对该固体氧化物燃料电池的总电流进行分析,判断该电池的总电流是否符合总电流要求;对每个电池阵列组的温度进行分析,判断各个电池阵列组的温度是否符合温度要求;依次对每个电池阵列的压力进行分析,判断各个电池阵列的压力是否符合压力要求;依次对每个电池阵列的电压进行分析,判断各个电池阵列的电压是否符合电压要求;当各项都满足时,得到的测试结果为该固体氧化物燃料电池各项性能测试正常,能够正常运行为后续的用电设备提供电能,否则根据不符合的项对该项对应的所述固体氧化物燃料电池的部分进行相应的处理。在本申请提供实施例中,上位机107和所述第一电压表V102、第一电流表A103、温度传感器T104、压力表P105和第二电压表V’ 106通过485通讯相连,但不限定于此,实际实施中,也可采用其他的通讯方式。如图11所示,本申请提供的一种上位机的另一种结构示意图,在图10所示的结构中,所述上位机107还包括显示器1074和存储器1075 ;其中,所述显示器1074,用于分别对所述总电压值、总电流值、温度值、每个电池阵列的压力值以及每个电池阵列的电压值进行显示,并对得到测试结果进行显示。显示器1074对每个电池阵列组的总电压值、固体氧化物燃料电池的总电流值、每个电池阵列组的温度值、每个电池阵列的压力值以及每个电池阵列的电压值进行显示,还对测试结果进行显示。工作人员可根据测试结果以及各个测试性能项对固体氧化物燃料电池进行调整或处理等后续的操作。其中,所述存储器1075,用于分别对所述总电压值、总电流值、温度值、每个电池阵列的压力值以及每个电池阵列的电压值进行存储,并对得到测试结果进行存储。存储器1075对每个电池阵列组的总电压值、固体氧化物燃料电池的总电流值、每个电池阵列组的温度值、每个电池阵列的压力值以及每个电池阵列的电压值进行存储,还对测试结果进行存储。存储的上述内容将作为历史记录,以便后续的工作人员查询、数据整理或是编译等工作。本申请提供的实施例中,第一电压表V和第二电压表V’的精确度为0. 01V,第一电流表A和第二电流表A’的精确度为0.01A,但不限定于此,实际实施中,也可为其他精度。以上所述仅是本申请的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
权利要求
1.一种固体氧化物燃料电池的测试系统,其特征在于,所述固体氧化物燃料电池包括至少一个电池阵列组和与所述电池阵列组相串联的二极管,每一电池阵列组中包括至少一个电池阵列,所述电池阵列包括至少两片相串联的单片电池,所述测试系统包括 多通路输气装置,用于为所述固体氧化物燃料电池的每个电池阵列提供气源; 第一电压表,用于分别对所述固体氧化物燃料电池中每个电池阵列组的总电压进行检测; 第一电流表,用于对所述固体氧化物燃料电池的总电流进行检测; 温度传感器,用于分别对所述固体氧化物燃料电池中每个电池阵列组的温度进行检测; 压力表,用于分别对每个电池阵列的压力进行检测; 第二电压表,用于分别对每个电池阵列的电压进行检测; 上位机,分别与所述第一电压表、第一电流表、温度传感器、压力表和第二电压表相连,用于依据预设的分析规则对每个电池阵列组的总电压、所述固体氧化物燃料电池的总电流、每个电池阵列组的温度、每个电池阵列的压力以及每个电池阵列的电压进行分析,得到测试结果。
2.根据权利要求1所述的测试系统,其特征在于,当所述电池阵列组为至少两组时,每个电池阵列组与二极管串联后再与其他电池阵列组相并联,还包括 第二电流表,用于分别对每个电池阵列组的电流进行检测。
3.根据权利要求1所述的测试系统,其特征在于,所述多通路输气装置包括 第一气体压力表,用于对输入所述固体氧化物燃料电池的空气压力进行测量; 第一减压阀,用于依据所述第一气体压力表的测量结果对输入所述固体氧化物燃料电池的空气压力进行调节; 第一转子流量计,用于对输入所述固体氧化物燃料电池中每个电池阵列的空气流量进行测量; 第二气体压力表,用于对输入所述固体氧化物燃料电池的氢气压力进行测量; 第二减压阀,用于依据所述第二气体压力表的测量结果对输入所述固体氧化物燃料电池的氢气压力进行调节; 第二转子流量计,用于对输入所述固体氧化物燃料电池中每个电池阵列的氢气流量进行测量; 所述第一转子流量计与所述第二转子流量计的数目相等;所述电池阵列数目与所述第一转子流量计个数相等。
4.根据权利要求1所述的测试系统,其特征在于,所述第一电压表包括 霍尔电压传感器,用于对所述固体氧化物燃料电池的每个电池阵列组的总电压值进行测量; 模拟电压采集器,用于将所述总电压值由模拟量转换为数字量。
5.根据权利要求1所述的测试系统,其特征在于,所述第一电流表包括 霍尔电流传感器,用于对所述固体氧化物燃料电池的总电流值进行测量; 模拟电流采集器,用于将所述总电流值由模拟量转换为数字量。
6.根据权利要求1所述的测试系统,其特征在于,所述温度传感器包括热电偶,用于对所述固体氧化物燃料电池中每个电池阵列组的温度值进行测量;模拟温度采集器,用于将所述温度值由模拟量转换为数字量。
7.根据权利要求1所述的测试系统,其特征在于,所述压力表包括压力传感器,用于对所述固体氧化物燃料电池中每个电池阵列的压力值进行测量;模拟压力采集器,用于将所述压力值由模拟量转换为数字量。
8.根据权利要求1所述的测试系统,其特征在于,所述上位机包括规则预设器,用于对分析每个电池阵列组的总电压值、固体氧化物燃料电池的总电流值、每个电池阵列组的温度值、每个电池阵列的压力值以及每个电池阵列的电压值的分析规则进行预设;数据接收器,用于对每个电池阵列组的总电压值、固体氧化物燃料电池的总电流值、每个电池阵列组的温度值、每个电池阵列的压力值以及每个电池阵列的电压值进行接收;处理器,依据预设的规则对所述总电压值、总电流值、温度值、每个电池阵列的压力值以及每个电池阵列的电压值进行分析,得到测试结果。
9.根据权利要求8所述的测试系统,其特征在于,所述上位机还包括显示器,用于分别对所述总电压值、总电流值、温度值、每个电池阵列的压力值以及每个电池阵列的电压值进行显示,并对得到测试结果进行显示。
10.根据权利要求8所述的测试系统,其特征在于,所述上位机还包括存储器,用于分别对所述总电压值、总电流值、温度值、每个电池阵列的压力值以及每个电池阵列的电压值进行存储,并对得到测试结果进行存储。
全文摘要
本申请提供一种固体氧化物燃料电池的测试系统,该燃料电池包括若干电池阵列组,电池阵列组包括若干由单片电池串联成的电池阵列,系统包括为电池阵列提供气源的多通路输气装置;对电池阵列组的总电压和温度进行检测的第一电压表和温度传感器;对电池阵列的压力和电压进行检测的压力表和第二电压表;对燃料电池的总电流进行检测的第一电流表;以及依据预设规则对上述各项检测数据进行分析,得到测试结果的上位机。本申请提供的一种固体氧化物燃料电池的测试系统,能够同时对该燃料电池的各项性能指标进行测试,测试时间短、过程简单,而且燃料电池采用阵列分布的结构,测试方式中对物燃料电池中出现问题的部分定位更加准确。
文档编号G01R31/36GK103018678SQ20121052990
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月6日 优先权日2012年12月6日
发明者张庆生, 王蔚国, 覃朝辉, 郑益峰, 吕新颜, 王成田 申请人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所


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