本发明属于燃料电池测试台，具体涉及一种质子交换膜燃料电池测试台增湿系统。
背景技术：
1、质子交换膜燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的先进发电装置，是当前最具潜力的氢能应用方式。该发电装置具有环境友好、振动与噪音小、能量密度高、能量转换效率高、功率组合灵活等诸多优点。
2、燃料电池测试台用于测试电堆本体的电性能，以评价电堆的密封性能、热管理、电性能等，具体包括：通过对气体流量、气体湿度、气体压力、冷却水流量、电堆工作温度和冷却水温度等关键参数的精确控制，测量在不同条件下电压-电流曲线，功率-电流曲线和单片电压等电性能。其中燃料电池测试台气体湿度的控制精度、响应时间、最大增湿能力等是评价测试台水平的重要因素，对燃料电池的性能具有重大影响。
3、目前燃料电池测试台增湿的主要问题有：反应气增湿温度调节一般只能通过电加热增湿水进行提高，没有降低湿度的能力；一般反应气流量超过1000sl/min后增湿容易不均匀；增湿器出口到燃料电池进口的管道较长时，管内增湿后的气体容易受冷降低湿度，而且冷凝出液态水后对燃料电池测试产生不好的影响，无法满足燃料电池测试工艺要求。
技术实现思路
1、本发明提供一种质子交换膜燃料电池测试台增湿系统，系统可以通过再循环冷却管路迅速降低增湿水温度来降低增湿气体的湿度，强化增湿效果，提高增湿响应速度，满足燃料电池测试需要。
2、系统包括：测试服务器、测试控制机、增湿器罐体以及水箱；
3、增湿器罐体的第一端连接有套管，水箱的出水口通过第一水泵连接至套管的进水端，水箱的回水口与套管的出水端连接；
4、增湿器罐体内部安装有增湿组件以及第一加热器；
5、靠近套管的增湿器罐体内部安装有液滴分离器；
6、增湿器罐体的第二端连接有补水组件；
7、靠近补水组件的增湿器罐体内部安装有气体分配管；
8、增湿器罐体上安装有第一压力传感器和第一温度传感器；
9、增湿器罐体通过套管连接至燃料电池，向燃料电池的阴阳两极增湿；
10、测试控制机分别与第一水泵、第一加热器、第一压力传感器和第一温度传感器连接，将增湿器罐体内部的压力信息和温度信息上传给测试服务器，测试服务器基于预设的燃料电池测试工艺，通过测试控制机分别控制第一水泵和第一加热器运行。
11、进一步需要说明的是，增湿组件包括：支撑板、填充物和限位板；
12、支撑板和限位板分别与增湿器罐体内部固定连接，填充物设置在支撑板和限位板之间。
13、进一步需要说明的是，补水组件包括：流量传感器、第二水泵和第一板式换热器；
14、靠近液滴分离器的增湿器罐体内部安装有液体喷淋管；
15、增湿器罐体的第二端连接有冷却循环管路；
16、流量传感器、第二水泵和第一板式换热器分别设置在冷却循环管路上；冷却循环管路的一端与液体喷淋管输入端连接。
17、进一步需要说明的是，增湿器罐体上还安装有液位传感器；
18、补水组件还包括：补水管路、第一电磁阀、第二电磁阀、止回阀、第二电加热、第二温度传感器以及第二压力传感器；
19、补水管路依次通过第一电磁阀、止回阀、第二电加热连接至增湿器罐体的第二端；
20、第二温度传感器和第二压力传感器分别安装在补水管路上；补水管路通过第二电磁阀连接至排水管；
21、测试控制机分别与液位传感器、第二电磁阀、第一电磁阀、第二电磁阀、止回阀、第二电加热、第二温度传感器以及第二压力传感器连接，获取增湿器罐体内部的液位，补水管路的温度和压力，上传给测试服务器，测试服务器基于预设的燃料电池测试工艺，通过测试控制机分别控制第二电磁阀、第一电磁阀、第二电磁阀、止回阀和第二电加热运行。
22、进一步需要说明的是，水箱的回水口与套管的出水端之间设置有第二板式换热器；
23、套管上设置有第四压力传感器和第四温度传感器；
24、水箱上安装有第三压力传感器、第三温度传感器以及第三液位传感器。
25、进一步需要说明的是，测试服务器获取测试控制机上传的当前燃料电池增湿信息及其对应的燃料电池测试工艺参数；
26、测试服务器提取当前燃料电池增湿信息的增湿特征；根据当前燃料电池增湿信息对应的增湿特征，确定当前燃料电池增湿信息对应的参数重要级别；根据当前燃料电池增湿信息对应的参数重要级别和燃料电池测试工艺参数，对当前燃料电池增湿信息进行监控。
27、进一步需要说明的是，测试服务器获取燃料电池增湿信息分类模型；利用燃料电池增湿信息分类模型，结合当前燃料电池增湿信息的增湿特征，确定当前燃料电池增湿信息对应的增湿信息类别；根据当前燃料电池增湿信息对应的增湿信息类别，确定当前燃料电池增湿信息对应的参数重要级别。
28、进一步需要说明的是，根据如下公式计算当前燃料电池增湿信息的参数重要级别：
29、z＝y*p+(1-y)*f
30、其中，b表示参数重要级别，y表示燃料电池测试工艺影响参数，p表示当前燃料电池增湿信息对应的增湿特征对应燃料电池测试工艺影响评分值，f表示增湿信息评分值。
31、进一步需要说明的是，测试控制机每隔预设时间间隔获取系统运行过程中的燃料电池增湿信息，并储存至储存器中；
32、测试控制机将燃料电池增湿信息按照预设归集方式进行归集处理，形成当前监控时间段的燃料电池增湿信息列表，在上传至测试服务器；
33、测试服务器将当前监控时间段的燃料电池增湿信息列表进行可视化解析并进行显示；采用最大最小值k-means聚类算法对各个监控时间段的燃料电池增湿信息列表进行关联分析，如出现异常状态，则抽取异常燃料电池增湿信息；通过调取历史故障燃料电池增湿信息，并对异常燃料电池增湿信息进行跟踪及报警显示异常情况。
34、进一步需要说明的是，测试服务器还将获取的燃料电池增湿信息实时的存储于数据库中；对燃料电池增湿信息进行解析，形成燃料电池增湿状态曲线图；将每个燃料电池增湿状态曲线上的点进行求平均，得到燃料电池增湿平均数据变化曲线图并进行展示。
35、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
36、本发明提供质子交换膜燃料电池测试台增湿系统可以通过再循环冷却管路迅速降低增湿水温度来降低增湿气体的湿度，并且再循环冷却管路的回水口设置为喷淋式结构，强化增湿效果，提高增湿响应速度；本实施例利用循环水作为保温层，通过控制循环水温度的方式保证燃料电池进口气体管道外部温度平稳，进而保证气体湿度平稳，避免出现因气体管道受冷导致内部增湿气体湿度下降和冷凝出液态水的现象。
37、本发明通过获取当前燃料电池增湿信息及其对应的燃料电池测试工艺参数；提取当前燃料电池增湿信息的增湿特征；根据当前燃料电池增湿信息对应的增湿特征，确定当前燃料电池增湿信息对应的参数重要级别；根据当前燃料电池增湿信息对应的参数重要级别和燃料电池测试工艺参数，对当前燃料电池增湿信息进行监控。并通过对当前燃料电池增湿信息的进行分级，结合当前燃料电池增湿信息的燃料电池测试工艺参数，采取相应的数据监控措施，保障了燃料电池测试按照预设工艺进行，提供了测试过程的可靠性。
38、本发明还将燃料电池增湿状态曲线图与燃料电池增湿平均数据变化曲线图进行比较，根据离散程度大小得到异常燃料电池增湿状态曲线图，进而得到燃料电池增湿的异常状态，并进行可视化展示。本实施例提高了对燃料电池增湿信息分析处理的效率，能够对多个燃料电池增湿信息进行处理，针对异常燃料电池增湿信息进行状态提示。
1.一种质子交换膜燃料电池测试台增湿系统，其特征在于，包括：测试服务器、测试控制机、增湿器罐体(1)以及水箱(12)；
2.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池测试台增湿系统，其特征在于，增湿组件包括：支撑板(4)、填充物(5)和限位板(6)；
3.根据权利要求1所述的质子交换膜燃料电池测试台增湿系统，其特征在于，补水组件包括：流量传感器(24)、第二水泵(10)和第一板式换热器(11)；
4.根据权利要求3所述的质子交换膜燃料电池测试台增湿系统，其特征在于，增湿器罐体(1)上还安装有液位传感器(21)；
5.根据权利要求1或2所述的质子交换膜燃料电池测试台增湿系统，其特征在于，水箱(12)的回水口与套管(9)的出水端之间设置有第二板式换热器(14)；
6.根据权利要求1或2所述的质子交换膜燃料电池测试台增湿系统，其特征在于，测试服务器获取测试控制机上传的当前燃料电池增湿信息及其对应的燃料电池测试工艺参数；
7.根据权利要求6所述的质子交换膜燃料电池测试台增湿系统，其特征在于，测试服务器获取燃料电池增湿信息分类模型；利用燃料电池增湿信息分类模型，结合当前燃料电池增湿信息的增湿特征，确定当前燃料电池增湿信息对应的增湿信息类别；根据当前燃料电池增湿信息对应的增湿信息类别，确定当前燃料电池增湿信息对应的参数重要级别。
8.根据权利要求7所述的质子交换膜燃料电池测试台增湿系统，其特征在于，根据如下公式计算当前燃料电池增湿信息的参数重要级别：
9.根据权利要求1或2所述的质子交换膜燃料电池测试台增湿系统，其特征在于，测试控制机每隔预设时间间隔获取系统运行过程中的燃料电池增湿信息，并储存至储存器中；
10.根据权利要求9所述的质子交换膜燃料电池测试台增湿系统，其特征在于，测试服务器还将获取的燃料电池增湿信息实时的存储于数据库中；对燃料电池增湿信息进行解析，形成燃料电池增湿状态曲线图；将每个燃料电池增湿状态曲线上的点进行求平均，得到燃料电池增湿平均数据变化曲线图并进行展示。
