一種燃料電池電堆加熱測試電路及系統技術方案

本實用新型專利技術涉及一種燃料電池電堆加熱測試電路及系統，其電路包括第一繼電控制電路、電源電路、PLC控制電路、氣缸控制電路、溫度檢測電路、第二繼電控制電路和電壓調節電路。第一繼電控制電路和電源電路分別與外部第一電源連接，第一繼電控制電路與空壓機連接，電源電路分別與PLC控制電路和氣缸控制電路連接，PLC控制電路分別與溫度檢測電路和電壓調節電路連接，氣缸控制電路與氣缸連接；第二繼電控制電路分別與外部第二電源和電壓調節電路連接，電壓調節電路與加熱爐連接。本實用新型專利技術對燃料電池的電堆反應進行監測和控制，可快速準確控制反應條件，驗證電堆運行效果，減少時間和材料浪費，簡化了燃料電池實驗裝置，降低實驗成本，減少實驗工作量。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及燃料電池和電路
，尤其涉及一種燃料電池電堆加熱測試電路及系統。
技術介紹
固體氧化物燃料電池作為一種高效、清潔的新型能源，其開發利用對解決當前的環境污染和能源危機問題具有重要的意義。當前相關技術主要從整體系統上對燃料電池進行可行性分析和優化研究，以達到系統結構的最優化設計和控制策略的完美分析。在理論建模上進行了大量的研究工作，在系統實驗上進行了大量的工作以驗證電堆的反應性能。這種技術研究手段對燃料電池系統的分析和商業化應用具有重要的意義。但同時，從整體系統對燃料電池進行分析將花費實驗人員大量時間和精力，因此需要一種可以對電堆進行反應監測的電路，可以快速準確地檢測電堆的反應條件并進行控制，驗證電堆運行效果，減少不必要的時間和材料浪費。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種燃料電池電堆加熱測試電路。本技術解決上述技術問題的技術方案如下：一種燃料電池電堆加熱測試電路，包括第一繼電控制電路、電源電路、PLC控制電路、氣缸控制電路、溫度檢測電路、第二繼電控制電路和電壓調節電路。所述第一繼電控制電路和電源電路分別與外部第一電源連接，所述第一繼電控制電路與空壓機連接，所述電源電路分別與所述PLC控制電路和氣缸控制電路連接，所述PLC控制電路分別與所述溫度檢測電路和電壓調節電路連接，所述氣缸控制電路與氣缸連接并控制氣缸活塞桿運動；所述第二繼電控制電路與外部第二電源連接，所述第二繼電控制電路與所述電壓調節電路連接，所述電壓調節電路與加熱爐連接并控制加熱爐的加熱功率。本技術的有益效果是：本技術的一種燃料電池電堆加熱測試電路，可以對燃料電池的電堆反應進行監測和控制，可以快速準確地控制反應條件，驗證電堆運行效果，減少不必要的時間和材料浪費，有效簡化燃料電池實驗裝置，降低實驗成本，減少實驗工作量。在上述技術方案的基礎上，本技術還可以做如下改進：進一步：所述第一繼電控制電路包括第一交流接觸器和第一按鈕開關，所述第一交流接觸器分別與外部第一電源和所述空壓機連接，所述第一按鈕開關與所述第一交流接觸器連接，并通過所述第一交流接觸器控制所述空壓機的電源通斷；所述第二繼電控制電路包括第二交流接觸器和第二按鈕開關，所述第二交流接觸器分別與外部第二電源和所述電壓調節電路連接，所述第二按鈕開關與所述第二交流接觸器連接，并通過所述第二交流接觸器控制所述電壓調節電路的電源通斷。上述進一步方案的有益效果是：通過所述第一交流接觸器和第二交流接觸器可以規避直接通斷高電壓電路帶來的安全隱患，通過所述第一按鈕開關和第二按鈕開關可以分別對所述第一交流接觸器和第二交流接觸器進行控制，從而實現第一繼電控制電路和第二繼電控制電路與外部電源的通斷控制。進一步：所述電源電路采用24V直流開關電源。上述進一步方案的有益效果是：通過所述24V直流開關電源可以將外部220V交流電轉換為24V直流電并為所述氣缸控制電路和PLC控制電路提供電源。進一步：所述PLC控制電路包括CPU和模擬信號輸入輸出電路，所述電源電路分別與所述CPU和模擬信號輸入輸出電路連接并為其提供電源，所述CPU與模擬信號輸入輸出電路連接，所述溫度檢測電路與所述模擬信號輸入輸出電路連接，采集電堆內的溫度并通過模擬信號輸入輸出電路發送至所述CPU，所述模擬信號輸入輸出電路還與所述電壓調節電路連接。上述進一步方案的有益效果是：通過所述PLC控制電路可以根據所述溫度檢測電路的檢測結果對所述電壓調節電路進行反饋控制，從而使得所述加熱爐內的溫度恒定在設定的溫度值附近保持動態平衡，確保電堆的反應溫度達到設定需求。進一步：所述氣缸控制電路包括旋鈕開關和電磁閥，所述旋鈕開關和電磁閥串聯在所述電源電路與所述氣缸之間，調節所述旋鈕開關，并通過所述電磁閥調整所述氣缸的活塞桿前進或后退。上述進一步方案的有益效果是：通過調節所述旋鈕開關可以對所述電磁閥進行調節，從而控制氣體流動方向，實現所述氣缸的活塞桿的前進或后退，從而實現氣缸對電堆的加壓、放松處理。進一步：所述溫度檢測電路采用熱電偶傳感器。上述進一步方案的有益效果是：通過所述熱電偶傳感器可以比較精確的測量所述加熱爐內的溫度，響應時間快，耐溫性較高，使用壽命長，裝配簡單，更換方便。進一步：還包括第一保護電路和第二保護電路，所述第一保護電路連接在外部第一電源與所述第一繼電控制電路之間，所述第二保護電路連接在外部第二電源與所述第二繼電控制電路之間。上述進一步方案的有益效果是：通過所述第一保護電路和第二保護電路可以對電路進行進一步保護，可以在電路中出現電流或電壓過大的情況下自動斷開電路，避免電路中元器件燒毀，確保電路的安全性能。進一步：所述第一保護電路包括第一空氣開關和第一熔斷器，所述第一空氣開關連接在外部第一電源與所述第一熔斷器之間，所述第一熔斷器分別與所述第一繼電控制電路和電源電路連接，并在電路中電流過大時自動斷開；所述第二保護電路包括第二空氣開關和第二熔斷器，所述第二空氣開關連接在外部第二電源與所述第二熔斷器之間，所述第二熔斷器與所述第二繼電控制電路連接。進一步：所述電壓調節電路采用SCR調功器。上述進一步方案的有益效果是：通過所述SCR調功器可以比較方便的調節所述加熱爐的電壓，從而控制所述加熱爐的加熱功率，實現對加熱爐內溫度的精確控制，非常方便，控制精度較高。本技術還提供了一種燃料電池電堆加熱測試系統，包括后臺監控主機和所述的燃料電池電堆加熱測試電路，所述后臺監控主機與所述PLC控制電路連接，并監測燃料電池電堆的反應參數。附圖說明圖1為本技術實施例一的一種燃料電池電堆加熱測試電路結構示意圖；圖2為本技術實施例二的一種燃料電池電堆加熱測試電路結構示意圖。具體實施方式以下結合附圖對本技術的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本技術，并非用于限定本技術的范圍。本技術的一種燃料電池電堆加熱測試電路中對應的機械裝置中，電堆設置在所述加熱爐內，氫氣罐向所述加熱爐內通入氫氣，空氣壓縮機向所述加熱爐內通入空氣，氣缸設置在所述加熱爐上方并對位于所述加熱爐內的電堆進行加壓處理，溫度檢測電路(本實施例中指的是熱電偶傳感器)伸入至所述加熱爐內并檢測加熱爐內的實時溫度。如圖1所示，一種燃料電池電堆加熱測試電路，包括第一繼電控制電路、電源電路、PLC控制電路、氣缸控制電路、溫度檢測電路、第二繼電控制電路和電壓調節電路。其中，所述第一繼電控制電路和電源電路分別與外部第一電源連接，所述第一繼電控制電路與空壓機連接，所述電源電路分別與所述PLC控制電路和氣缸控制電路連接，所述PLC控制電路分別與所述溫度檢測電路和電壓調節電路連接，所述氣缸控制電路與氣缸連接并控制氣缸活塞桿運動；所述第二繼電控制電路與外部第二電源連接，所述第二繼電控制電路與所述電壓調節電路連接，所述電壓調節電路與加熱爐連接并控制加熱爐的加熱功率。如圖2所示，本實施例中，所述第一繼電控制電路包括第一交流接觸器和第一按鈕開關，所述第一交流接觸器分別與外部第一電源和所述空壓機連接，所述第一按鈕開關與所述第一交流接觸器連接并通過所述第一交流接觸器控制所述空壓機的電源通斷；所述第二繼電控制電路包括第二交流接觸器和第二按鈕開關，所述第二交流接觸器本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種燃料電池電堆加熱測試電路，其特征在于：包括第一繼電控制電路、電源電路、PLC控制電路、氣缸控制電路、溫度檢測電路、第二繼電控制電路和電壓調節電路；所述第一繼電控制電路和電源電路分別與外部第一電源連接，所述第一繼電控制電路與空壓機連接，所述電源電路分別與所述PLC控制電路和氣缸控制電路連接，所述PLC控制電路分別與所述溫度檢測電路和電壓調節電路連接，所述氣缸控制電路與氣缸連接并控制氣缸活塞運動；所述第二繼電控制電路與外部第二電源連接，所述第二繼電控制電路與所述電壓調節電路連接，所述電壓調節電路與加熱爐連接并控制加熱爐的加熱功率。

【技術特征摘要】
1.一種燃料電池電堆加熱測試電路，其特征在于：包括第一繼電控制電路、電源電路、PLC控制電路、氣缸控制電路、溫度檢測電路、第二繼電控制電路和電壓調節電路；所述第一繼電控制電路和電源電路分別與外部第一電源連接，所述第一繼電控制電路與空壓機連接，所述電源電路分別與所述PLC控制電路和氣缸控制電路連接，所述PLC控制電路分別與所述溫度檢測電路和電壓調節電路連接，所述氣缸控制電路與氣缸連接并控制氣缸活塞運動；所述第二繼電控制電路與外部第二電源連接，所述第二繼電控制電路與所述電壓調節電路連接，所述電壓調節電路與加熱爐連接并控制加熱爐的加熱功率。2.根據權利要求1所述一種燃料電池電堆加熱測試電路，其特征在于：所述第一繼電控制電路包括第一交流接觸器和第一按鈕開關，所述第一交流接觸器分別與外部第一電源和所述空壓機連接，所述第一按鈕開關與所述第一交流接觸器連接，并通過所述第一交流接觸器控制所述空壓機的電源通斷；所述第二繼電控制電路包括第二交流接觸器和第二按鈕開關，所述第二交流接觸器分別與外部第二電源和所述電壓調節電路連接，所述第二按鈕開關與所述第二交流接觸器連接，并通過所述第二交流接觸器控制所述電壓調節電路的電源通斷。3.根據權利要求1所述一種燃料電池電堆加熱測試電路，其特征在于：所述電源電路采用24V直流開關電源。4.根據權利要求3所述一種燃料電池電堆加熱測試電路，其特征在于：所述PLC控制電路包括CPU和模擬信號輸入輸出電路，所述電源電路分別與所述CPU和模擬信號輸入輸出電路連接并為其提供電源，所述CPU與模擬信號輸入輸出電路連接，所述溫度檢測電路與所述模擬...

【專利技術屬性】
技術研發人員：秦森，楊杰，趙連剛，李志健，許昊，胡琦，
申請(專利權)人：中國地質大學武漢，
類型：新型
國別省市：湖北;42