一、概述

YG-JXST32型 燃料電池教學(xué)實驗臺/燃料電池教學(xué)實訓(xùn)裝置，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)控制單元是整個實驗裝置的核心部分，通過控制燃料電池堆的溫度、氫氣壓力、空氣風(fēng)量和尾氣排放，實現(xiàn)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的熱管理和水管理。針對不同負(fù)載，可研究恒電流、恒電壓、恒功率、恒電阻等多種方式下的電堆特性，繪制相應(yīng)的特性曲線。通過調(diào)整和優(yōu)化控制變量，確定最優(yōu)操作條件，獲得最佳的系統(tǒng)輸出性能。針對不同類型電堆，通過比較電堆特性曲線，評價電堆性能。

二、定位及特色

  1、實現(xiàn)燃料電池系統(tǒng)的電壓、電流、功率、氫氣流量、氫氣壓力、電堆溫度、風(fēng)扇電壓、環(huán)境溫度的檢測與顯示。

  2、實現(xiàn)電堆溫度和尾氣排放控制。

  3、制定燃料電池性能測試規(guī)則，建立電堆性能評價模型。

  4、設(shè)計制作全檢測型燃料電池性能分析實驗系統(tǒng)平臺。

  5、電堆功率100W，儀表由系統(tǒng)獨立12V 供電，系統(tǒng)耗氫1.5L/min，Labview 顯示界面編程。

  6、線性負(fù)載60W、可選電子負(fù)載300W、阻性負(fù)載（LED陣列）50W。

三、實驗項目

  1、線形負(fù)載和燈泡負(fù)載電堆性能實驗；

  2、恒值負(fù)載電堆性能實驗；

  3、不同溫度電堆性能曲線實驗；

  4、不同壓力電堆性能曲線實驗；

  5、不同尾氣排放量電堆性能曲線實驗；

  6、最佳電堆性能曲線實驗；

  7、不同類型電堆性能評價實驗。

四、燃料電池測試與管理

  1、燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的熱管理和水管理

     針對風(fēng)冷型燃料電池堆，通過調(diào)節(jié)風(fēng)扇電壓，改變風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，控制電堆溫度；針對水冷型燃料電池堆，通過調(diào)節(jié)循環(huán)水泵電壓，改變冷卻水流量，控制電堆溫度，實現(xiàn)電堆的熱管理。設(shè)定電磁閥開閉周期和占空比，調(diào)節(jié)尾氣排放量，控制電堆內(nèi)部濕度，實現(xiàn)電堆水管理。

  2、燃料電池堆的特性研究

     應(yīng)用所提供的線形負(fù)載（變阻器）和燈泡負(fù)載，通過觀察顯示儀表，初步了解電堆的電流、電壓和功率特性。利用所提供的電子負(fù)載，進行恒電流、恒電壓、恒功率和恒電阻實驗，繪制不同負(fù)載變化下的V－I 和P－I 曲線，研究電堆的輸出特性。燃料電池堆V－I 曲線繪制，空冷型燃料電池堆V－I 曲線。

  3、燃料電池堆的性能優(yōu)化

     調(diào)節(jié)精密減壓閥，控制氫氣進氣壓力；調(diào)節(jié)風(fēng)扇電壓或冷卻水流量，控制電堆溫度；調(diào)節(jié)尾氣排放量?？刂齐姸褲穸取Ｍㄟ^比較不同功率變化下的V－I 曲線，確定最優(yōu)操作條件，獲得相同系列電堆的最佳系統(tǒng)輸出性能曲線。

  4、燃料電池堆的性能評價

     對于不同類型的燃料電池堆，在確定最優(yōu)操作條件基礎(chǔ)上，比較最佳性能輸出曲線，劃分功率輸出段，分析計算極化壓降、歐姆壓降和濃差壓降的形狀、斜率和變化幅值，確定各功率段性能曲線的陡降點。檢測各曲線陡降點V-I值，利用所建立的電堆性能評價模型，評價電堆各功率段性能。電堆最佳性能曲線比較結(jié)果和性能評價模型。