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氢燃料电堆系统应如何正确进行测试?

 发布时间:2022-04-18 点击量:432

氢燃料电堆系统是什么?


我们知道燃料电池包括碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、固体氧化物燃料电池、直接甲醇燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、质子交换膜燃料电池等。其中质子交换膜燃料电池适用范围广泛,特别是作为交通工具的动力源,具有商业运用前景。质子交换膜燃料电池的燃料主要是氢气,因此也常称为氢燃料电池。

然而燃料电池在商业化应用之前仍然有许多需要克服的困难,其中尤为重要的就是成本和耐久性问题。根据美国doe部门发布的标准,车载燃料电池在真实路况下运行5000h衰减率要小于10%。燃料电池在运行的时候材料会产生衰退,这会导致燃料电池性能的降低。单片燃料电池产生的功率很低,因此燃料电池作为发电装置通常是将多片电池串联起来形成电堆。

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并且氢燃料电池电堆是发生电化学反应的主要场所,为燃料电池系统(或燃料电池发动机)核心部分。电堆工作时,氢气和氧气分别经电堆气体主通道分配至各单电池的双极板,经双极板导流均匀分配至电极,通过电极支撑体与催化剂接触进行电化学反应。

氢燃料电堆系统测试


测试目的


通过测试不同条件下的系统工作情况,收集氢气、空气、电堆产生的电流值、压力等相关数据,计算出不同状态下的功率及效率,从而可以计算出集成到整车上,不同路况下电堆系统的控制情况。

测试过程

1、测试电源设备选用铭电回馈型电子负载,型号选择SC-150-800,测试时设置电源输出540V的电压,电流数值依据系统实时情况,电源状态恒压输出,给辅助系统、空压机、水泵等先工作;

2、等到电堆内部的环境达到电化学反应条件值时(依据氢气-氮气-空气比例以及各种压强等数值)下发指令电堆启动同时CAN通讯控制SC-150-800负载工作,是用于拉电流吸收电堆产生的电回馈到内网。

3、测试过中会实时调节气体的流速和负载的电流情况,从而控制整个系统的输出变化,测试时间可长可短。

【注意事项】

1、电源要求稳定即可,要确保能够在测试的过程中稳定的输出,不能停下来。

2、电子负载工作时,电流不能跑飞,不能超调,由于整套系统是CAN通讯,电源要受控,一般响应时间为50-100MS,越快越好。

测试选用的铭电SC系列电源,是专为燃料电池电堆、燃料电池发动机系统测试开发大型直流电源地面电源的测试以及各种电池放电测试所开发的电源。可模拟各种负载特性,又能将电能无污染的回馈电网,此外还有以下优势:

1、恒压、恒流、恒阻、恒功率四种拉载工作模式;

2、电压电流高精度:电压精度0.05%,电流精度0.1%;

3、提供多种接口:标配RS485,CAN.可选配LAN,GPIB;

4、快速响应时间7mS,无过冲;

5、SC回馈型电子负载具有*的能力回收功能,可以回收电能然后厂内直接利用,节省了用电和散热成本,也符合节能环保的需求。