SDXNY-04燃料电池教学实训台

 

定位及特色：

1、 实现燃料电池系统的电压、电流、功率、氢气流量、氢气压力、电堆温度、风扇电压、环境温度的检测与显示。

2、 实现电堆温度和尾气排放控制。

3、 制定燃料电池性能测试规则，建立电堆性能评价模型。

4、 设计制作全检测型燃料电池性能分析实验系统平台。

5、 电堆功率100W，仪表由系统独立12V 供电，系统耗氢1.5L/min，Labview 显示界面编程。

6、 线性负载60W、可选电子负载300W、阻性负载（LED阵列）50W。

能开展的主要实验：

1、 线形负载和灯泡负载电堆性能实验

2、 恒值负载电堆性能实验

3、 不同温度电堆性能曲线实验

4、 不同压力电堆性能曲线实验

5、 不同尾气排放量电堆性能曲线实验

6、 最佳电堆性能曲线实验

7、 不同类型电堆性能评价实验

系统简要介绍及燃料电池测试与管理：

燃料电池发电系统控制单元是整个实验装置的核心部分，通过控制燃料电池堆的温度、氢气压力、空气风量和尾气排放，实现燃料电池发电系统的热管理和水管理。针对不同负载，可研究恒电流、恒电压、恒功率、恒电  阻等多种方式下的电堆特性，绘制相应的特性曲线。

通过调整和优化控制变量，确定最优操作条件，获得最佳的系统输出性能。针对不同类型电堆，通过比较电堆特性曲线，评价电堆性能。

1、燃料电池发电系统的热管理和水管理

针对风冷型燃料电池堆，通过调节风扇电压，改变风扇转速，控制电堆温度；针对水冷型燃料电池堆，通过调节循环水泵电压，改变冷却水流量，控制电堆温度，实现电堆的热管理。设定电磁阀开闭周期和占空比，调节尾气排放量，控制电堆内部湿度，实现电堆水管理。

2、燃料电池堆的特性研究

应用所提供的线形负载（变阻器）和灯泡负载，通过 观察显示仪表，初步了解电堆的电流、电压和功率特性。利用所提供的电子负载，进行恒电流、恒电压、恒功率和恒电阻实验，绘制不同负载变化下的V－I 和P－I 曲线，研究电堆的输出特性。燃料电池堆V－I 曲线绘制，空冷型燃料电池堆V－I 曲线。

3、燃料电池堆的性能优化

调节精密减压阀，控制氢气进气压力；调节风扇电压或冷却水流量，控

制电堆温度；调节尾气排放量。控制电堆湿度。通过比较不同功率变化

下的V－I 曲线，确定最优操作条件，获得相同系列电堆的最佳系统输

出性能曲线

4、燃料电池堆的性能评价

对于不同类型的燃料电池堆，在确定最优操作条件基础上，比较最佳性能输出曲线，划分功率输出段，分析计算极化压降、欧姆压降和浓差压降的形状、斜率和变化幅值，确定各功率段性能曲线的陡降点。检测各曲线陡降点V-I 值，利用所建立的电堆性能评价模型，评价电堆各功率段性能。电堆最佳性能曲线比较结果和性能评价模