3kW 燃料电池电堆测试平台
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开发目的

燃料电池测试平台旨在为燃料电池电堆提供一个稳定高效测试的平台,用于测试燃料电池电堆功能、性能、稳定性和耐久性等。 3kW 燃料电池测试平台是针对氢空燃料电池设计的一款测试平台,适用
功率范围 0-3kW 之间燃料电池堆的性能评价。

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功能概述

1、氢气的压力、温度、流量调节及测试功能
2、空气的压力、温度、流量调节及测试功能
3、空气的湿度调节及测试功能
4、氢气侧和空气侧背压功能
5、氢气侧脉冲排放功能

6、氢气侧氮气吹扫功能
7、氢气泄漏报警功能
8、恒功率、恒电流、恒电压和可编程测试功能
9、数据实时监测及存储
10、提供数据接口(客户指定)

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系统原理

系统主要由:空气供给系统、氢气供给系统、氮气供给系统、水冷系统以及数据采集系统组成。另外实验室需要配备空气气源、氮气气源、氢气气源、水冷系统、尾排系统、排水管以及安全系统(紧急排风系统)。

1、空气系统:流量 400L/min@0.65MPa,无油低噪音(50 db),功耗 3.7kw。另配套冷冻式干燥机、0.3 立方不锈钢储气罐、空气过滤器以及卫生级不锈钢管道;
2、氢气系统:氢气系统由氢气气源(业主提供)、氢气汇流排(包含自动切换装置、压力表、泄压阀、一级减压阀、压力传感器以及阻火器)、氢气管道、氢气球阀、氢气二级减压阀、压力表、压力传感器等组成;
3、氮气系统:氮气系统由氮气气源(业主提供)、氮气汇流排(包含自动切换装置、压力表、泄压阀、一级减压阀以及压力传感器)、氮气管道、氮气二级减压阀、压力表、压力传感器等组成;
4、安全系统(紧急排风系统):安全系统由氢气浓度传感器、安全控制系统、防爆风机等组成。安全控制系统为独立工作的系统,一旦检测到氢气泄漏就会切断氢气总阀门,并且与测试台联动,测试台根据策略执行紧急停机;
5、去离子水机组:去离子水机组选用 100L/h,电阻率为 18 兆欧,水质标准为超纯水要求,符合燃料电池用水要求。系统配备 100L 水箱以及水泵;
6、散热系统:散热系统主要由散热器、散热风扇、散热管路以及水泵组成,散热功率为 5kw。散热系统放置处需通风,避免阳光直晒;
7、尾排系统 :尾排系统由氢气空气混合排气管路以及排水管路组成。氢气空气混合排气管道由汽水分离器、不锈钢管道以及氢气浓度在线监测仪等组成。排气管道根据现场另行设计,主要要求是排至大气中,顶上没有遮蔽物,做好接地以及防雷措施。如果排气管道过长,需要增加排气防爆负压风机。排水管道只需普通排水管道,业主提供地漏即可。


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系统主要参数

  • 系统
    1、测试功率范围 0~3kW
    2、气体输入通道 氢气、空气、氮气
    3、工作模式 可编程自动运行,同时可以手动控制

  • 增湿系统
    1、露点控制范围 40°~90
    2、露点控制精度 <+/-1.5°稳态
    3、到达露点响应时间 <10 分钟

  • 供气系统
    1、氢气流量控制范围 0.5~100SLPM
    2、氢气流量控制精度 <+/-(0.8%RD+0.2% of F.S.)
    3、空气流量控制范围 1.5~300SLPM
    4、空气流量控制精度 <+/-(0.8%RD+0.2% of F.S.)
    5、氮气流量控制范围 1~50SLPM
    6、氮气流量控制精度 <+/-3%
    7、气体压力测量范围 0~0.5Mpa
    8、气体压力测量精度 <+/-0.1%
    9、背压控制范围 20~300kPa
    10、背压控制精度 <+/-2kPa

  • 水热管理系统
    1、冷却剂 去离子水
    2、温度控制范围 室温~85℃
    3、温度控制精度 <+/-1°稳态
    4、冷却液压力控制范围 20~300kPa
    5、冷却液压力控制精度 <+/-3KPa
    6、流量范围及精度 1-20L/min, <+/1%
    7、在线电导率测试范围 0~200μS/cm
    8、温升速度: <10 分钟
    9、电堆进出口冷却液温差 <8°

  • 电子负载
    1、功率: 0~4.5KW 连续可调
    2、电流响应时间: <10ms
    3、电子负载电压输入范围: 0-120V
    4、电压精确度: <0.1% of F.S
    5、电子负载电流输入范围: 360A
    6、电流精确度 <0.1% of F.S.
    7、工作模式 恒电流、恒电压、恒功率

    • 电压检测
       1、堆电压检测 ≤120V
       2、单片电池巡检通道 120 <10ms
       3、巡检测试接头 带接触式巡检电压检测接头
       4、电压测量精度: +/-2mV(分辨率 1mv)
       5、采样周期: <100ms/120 通道

    • 软件  
      1、功能: 有各功能设定功能,包括不限于流量、温度、压力设置功能,可编程自动运行功能,实时数据存储功能,燃料电池常规曲线自动作图显示功能

    •  安全运行控制
       1、安全措施: 氢气泄漏报警;超温、气体超压、欠压报警;电压低报警、水位报警、自动、手动紧急关机;尾气排放自动分水功能;24 小时