TW-XDC01新能源燃料電池教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)

上海天威教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司網(wǎng)址：電話：021-5588400155884002TW-XDC01新能源燃料電池教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)

主要實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：1、線形負(fù)載和燈泡負(fù)載電堆性能實(shí)驗(yàn)2、不同類型電堆性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)3、不同溫度電堆性能曲線實(shí)驗(yàn)4、不同尾氣排放量電堆性能曲線實(shí)驗(yàn)5、恒值負(fù)載電堆性能實(shí)驗(yàn)6、不同壓力電堆性能曲線實(shí)驗(yàn)7、最佳電堆性能曲線實(shí)驗(yàn)

燃料電池測(cè)試和燃料電池管理：1、燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的熱管理和水管理針對(duì)風(fēng)冷型燃料電池堆，通過(guò)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(duì)水冷型燃料電池堆，通過(guò)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(shí)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(shí)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(guò)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(jìn)行恒電流、恒電壓、恒功率和恒電阻實(shí)驗(yàn)，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(jìn)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^(guò)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。

編號(hào)組

件說(shuō)

明1電壓表1用來(lái)測(cè)量LED燈組負(fù)載電壓2電壓表2用來(lái)測(cè)量電機(jī)負(fù)載電壓3電壓表3用來(lái)測(cè)量電阻性負(fù)載電壓4儀表開關(guān)用來(lái)控制儀表供電5按鈕1用來(lái)控制LED燈組（紅）按鈕2用來(lái)控制LED燈組（綠）按鈕3用來(lái)控制LED燈組（藍(lán)）6LED燈組用來(lái)作為阻性負(fù)載（紅、綠、藍(lán)）7電機(jī)用來(lái)作為感性負(fù)載8直流輸出接口輸出直流3.3V、5.0V、9V、12V9輸出開關(guān)用來(lái)控制直流輸出電壓通斷10電阻箱用來(lái)作為線性負(fù)載11燃料電池測(cè)試燃料電池基本電功率實(shí)驗(yàn)12燃料電池輸出開關(guān)打開后，燃料電池向負(fù)載輸出電能13直流功率表用來(lái)測(cè)量直接負(fù)載功率14直流電壓表用來(lái)測(cè)量直接負(fù)載電壓15溫度表用來(lái)反映電堆周圍環(huán)境溫度16二級(jí)減壓閥將0.4Mp～1.6Mp高壓轉(zhuǎn)成0.04～0.06Mp低壓，向電堆供應(yīng)氫氣17直流電流表用來(lái)測(cè)量直接負(fù)載電流18金屬氫氣瓶及其組件用來(lái)給燃料電池提供氫燃料19計(jì)時(shí)器用來(lái)累計(jì)氫瓶使用時(shí)間20自吸式PEM燃料電池堆用來(lái)作為電能的輸出21燃料電池控制器控制燃料電池風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和定時(shí)排氣

燃料電池是本教學(xué)平臺(tái)的核心組成部分，將氫瓶供給的氫氣轉(zhuǎn)換成電能，供負(fù)載使用。其規(guī)格如下：

電池功率為50w；

開路電壓為19～25V；

工作電壓為11V時(shí)，電流為4.15A，電池溫度為41.5℃；

風(fēng)機(jī)電壓為10.5V；

尾氣排放閥排氣間隔為12秒，每次排氣時(shí)間為0.3秒。

燃料電池安裝要注意通風(fēng)，確保空氣順暢流通，有助與反應(yīng)空氣的吸入和電池的散熱。安裝時(shí)將燃料電池平放，風(fēng)扇朝上，散熱口朝下，尾氣排放口通過(guò)排氣管接電池閥，接上燃料氣瓶即可發(fā)電。

燃料電池具體使用操作規(guī)則見(jiàn)附件A。

金屬氫化物氫瓶

金屬氫化物氫瓶用來(lái)給燃料電池供應(yīng)燃料，其規(guī)格為：

貯氫容量（20℃）：

200L

放氫流速（20℃）：

>5L/min

放氫壓力（20℃）：

≥10MPa

使用環(huán)境溫度：0～60℃

產(chǎn)品氫純度：99.99％～99.9999％

原料氫：≥98％（普通工業(yè)氫）

充氫壓力：2.0～3.0MPa

充氫環(huán)境溫度：0～40℃

熱交換方式：空氣自然對(duì)流或強(qiáng)制對(duì)流

重量：4.5kg

外形尺寸：長(zhǎng)420mm，直徑50mm

金屬氫化物氫瓶具體使用規(guī)則見(jiàn)附件B。

鋼瓶（帶減壓器）

用來(lái)給金屬氫化物充氣，使用使要符合氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程(GB4962-85)。

本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以使用如下規(guī)格瓶裝氫氣：

容積：200L

壓力：15MPa

氫氣純度：99.999％高純氫

減壓器規(guī)格：最大輸入壓力（25MPa）

最大輸出壓力（0.25MPa）

充氫具體操作見(jiàn)附件C。

儀表

電流表：本教學(xué)平臺(tái)共有1個(gè)電流表，量程和誤差分別都是5A和±0.2％。用來(lái)測(cè)量燃料電池輸出總電流。

電壓表：本教學(xué)平臺(tái)共有4個(gè)電壓表，量程和誤差分別都是50V和±0.2％。用來(lái)測(cè)量燃料電池輸出電壓。

功率表：本教學(xué)平臺(tái)有1個(gè)功率表，量程為：電流輸入5A，電壓輸入25V,功率輸入125W（精度±(0.5％+2個(gè)字)），分別用來(lái)測(cè)量線性負(fù)載，感性負(fù)載，阻性負(fù)載的功率；

計(jì)時(shí)器：本教學(xué)平臺(tái)共有1個(gè)計(jì)時(shí)器，量程為100小時(shí)，主要用來(lái)累計(jì)氫瓶使用時(shí)間，以便準(zhǔn)時(shí)充氣。當(dāng)開啟電堆時(shí)按下計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)按鈕，關(guān)閉電堆前按停止按鈕保存數(shù)據(jù)，清除累計(jì)時(shí)間可按清除按鈕。

溫度表：本教學(xué)平臺(tái)有1個(gè)溫度表，量程和誤差分別是-19.9～99.9℃和±1％。用來(lái)反映環(huán)境溫度。按鈕

本教學(xué)平臺(tái)有3個(gè)大按鈕和3個(gè)小按鈕。

3個(gè)大按鈕：分別用來(lái)控制儀表供電、電堆輸出、負(fù)載通斷；

3個(gè)小按鈕：用來(lái)控制3組LED燈，根據(jù)負(fù)載的要求選擇1組、2組或3組LED燈。

負(fù)載

線性負(fù)載：是一個(gè)變阻箱，阻值變換范圍為0～99.9歐姆，阻值最小變化值為0.1歐姆；最大可承受功率為50W。

友情提示：因箱內(nèi)密封不易散熱，變阻箱實(shí)驗(yàn)時(shí)功率不要加到最大，謝謝！

感性負(fù)載：是一個(gè)額定電壓為12V,轉(zhuǎn)速為20r/min的直流電機(jī)（帶動(dòng)車輪）。

阻性負(fù)載：是一個(gè)由LED燈組成的陣列，分為紅，綠，藍(lán)三塊，每塊額定電壓12V，總功率為20W左右。使用時(shí)分別按下各LED燈組小按鈕，可以點(diǎn)亮各LED燈組，可根據(jù)功率配合使用。

DC/DC

本教學(xué)平臺(tái)共有4個(gè)DC/DC電源模塊。

1.HDN5-12S12（1個(gè)）：將燃料電池發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)換為12V±5％的直流電壓。技術(shù)參數(shù)：輸入電壓范圍3.3～36V，輸出電壓12V，輸出電流600mA，輸出功率5W。

2.HDN5-12S09（1個(gè)）：將燃料電池發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)換為9V±5％的直流電壓。技術(shù)參數(shù)：輸入電壓3.3～36V，輸出電壓9V，輸出電流600mA，電源輸出功率5W。

3.HDN5-12S05（1個(gè)）：將燃料電池發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)換為5V±5％的直流電壓。技術(shù)參數(shù)：輸入電壓3.3～36V，輸出電壓5V，輸出電流1A，電源輸出功率5W。

4.HDN5-12S03（1個(gè)）：將燃料電池發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)換為3.3V±5％的直流電壓。技術(shù)參數(shù)：輸入電壓3.3～36V，輸出電壓3.3V，輸出電流1A，電源輸出功率5W。

紅外測(cè)溫儀

用來(lái)測(cè)量電堆溫度，測(cè)量范圍-50℃-280℃。

介紹一些基本操作，包括各個(gè)部件的使用方法。

燃料電池

燃料電池是本教學(xué)平臺(tái)的核心組成部分，將氫瓶供給的氫氣轉(zhuǎn)換成電能，供負(fù)載使用。其規(guī)格如下：

電池功率為50w；

開路電壓為19～21V；

工作電壓為11V時(shí)，電流為4.15A，電池溫度為41.5℃；

風(fēng)機(jī)電壓為10.5V；

尾氣排放閥排氣間隔為12秒，每次排氣時(shí)間為0.3秒。

燃料電池安裝要注意通風(fēng)，確保空氣順暢流通，有助與反應(yīng)空氣的吸入和電池的散熱。安裝時(shí)將燃料電池平放，風(fēng)扇朝上，散熱口朝下，尾氣排放口通過(guò)排氣管接電池閥，接上燃料氣瓶即可發(fā)電。

燃料電池具體使用操作規(guī)則見(jiàn)附件A。

金屬氫化物氫瓶

金屬氫化物氫瓶用來(lái)給燃料電池供應(yīng)燃料，其規(guī)格為：

貯氫容量（20℃）：500L

放氫流速（20℃）：>5L/min

放氫壓力（20℃）：≥0.3MPa

使用環(huán)境溫度：0～60℃

產(chǎn)品氫純度：99.99％～99.9999％

原料氫：≥98％（普通工業(yè)氫）

充氫壓力：2.0～3.0MPa

充氫環(huán)境溫度：0～40℃

熱交換方式：空氣自然對(duì)流或強(qiáng)制對(duì)流

重量：4.5kg

外形尺寸：長(zhǎng)420mm，直徑50mm

金屬氫化物氫瓶具體使用規(guī)則見(jiàn)附件B。

鋼瓶（帶減壓器）

用來(lái)給金屬氫化物充氣，使用使要符合氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程(GB4962-85)。

本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以使用如下規(guī)格瓶裝氫氣：

容積：40L

壓力：15MPa

氫氣純度：99.999％高純氫

減壓器規(guī)格：最大輸入壓力（25MPa）

最大輸出壓力（0.25MPa）

充氫具體操作見(jiàn)附件C。

儀表

電流表：本教學(xué)平臺(tái)共有1個(gè)電流表，量程和誤差分別都是5A和±0.2％。用來(lái)測(cè)量燃料電池輸出總電流。

電壓表：本教學(xué)平臺(tái)共有1個(gè)電壓表，量程和誤差分別都是20V和±0.2％。用來(lái)測(cè)量燃料電池輸出電壓。

功率表：本教學(xué)平臺(tái)有3個(gè)功率表，量程為：電流輸入5A，電壓輸入25V,功率輸入125W（精度±(0.5％+2個(gè)字)），分別用來(lái)測(cè)量線性負(fù)載，感性負(fù)載，阻性負(fù)載的功率；

計(jì)時(shí)器：本教學(xué)平臺(tái)共有1個(gè)計(jì)時(shí)器，量程為100小時(shí)，主要用來(lái)累計(jì)氫瓶使用時(shí)間，以便準(zhǔn)時(shí)充氣。當(dāng)開啟電堆時(shí)按下計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)按鈕，關(guān)閉電堆前按停止按鈕保存數(shù)據(jù)，清除累計(jì)時(shí)間可按清除按鈕。

溫度表：本教學(xué)平臺(tái)有1個(gè)溫度表，量程和誤差分別是-19.9～99.9℃和±1％。用來(lái)反映環(huán)境溫度。

按鈕

本教學(xué)平臺(tái)有3個(gè)大按鈕和3個(gè)小按鈕。

3個(gè)大按鈕：分別用來(lái)控制儀表供電、電堆輸出、負(fù)載通斷；

3個(gè)小按鈕：用來(lái)控制3組LED燈，根據(jù)負(fù)載的要求選擇1組、2組或3組LED燈。

負(fù)載

線性負(fù)載：是一個(gè)變阻箱，阻值變換范圍為0～99.9歐姆，阻值最小變化值為0.1歐姆；最大可承受功率為50W。

感性負(fù)載：是一個(gè)額定電壓為12V,轉(zhuǎn)速為340r/min的直流電機(jī)（帶動(dòng)車輪）。

阻性負(fù)載：是一個(gè)由LED燈組成的陣列，分為紅，黃，綠三塊，每塊額定電壓12V，總功率為20W左右。使用時(shí)分別按下各LED燈組小按鈕，可以點(diǎn)亮各LED燈組，可根據(jù)功率配合使用。

DC/DC

本教學(xué)平臺(tái)共有7個(gè)DC/DC電源模塊。

1.HDW50-12S12（1個(gè)）：將燃料電池發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)換為12V±5％的直流電壓，為負(fù)載和其他DC/DC供電（1個(gè)）。技術(shù)參數(shù)：輸入電壓范圍9～18V，輸出電壓12V，輸出電流4.2A，輸出功率50W。

2.HDN5-12S09（6個(gè)）：將12V直流電壓轉(zhuǎn)換為9V±5％的直流電壓，給電流表、電壓表、功率表及計(jì)時(shí)器供電。技術(shù)參數(shù)：輸入電壓12V，輸出電壓9V，輸出電流400mA，電源輸出功率5W。

紅外測(cè)溫儀

用來(lái)測(cè)量電堆溫度，測(cè)量范圍-50℃-280℃。

保險(xiǎn)絲

為了保護(hù)本教學(xué)平臺(tái)的重要部件，避免一些由于人為的操作失誤而導(dǎo)致的重大事故的發(fā)生，我們?cè)谝恍┲匾考凹尤肓吮ｋU(xiǎn)絲，具體規(guī)格如下：

電流表前的保險(xiǎn)絲（1個(gè)）：熔斷電流5A；

功率表電流輸入端保險(xiǎn)絲（3個(gè)）：熔斷電流5A；

注意：保險(xiǎn)絲并不是萬(wàn)能的，只是起到一個(gè)相對(duì)保護(hù)的作用，在操作中應(yīng)盡量避免人為的操作失誤！

注意事項(xiàng)

請(qǐng)遵守本章列出的各項(xiàng)注意事項(xiàng)，這將有助于您安全而高效地工作，并保護(hù)您和您的教學(xué)平臺(tái)。

打開包裝箱

檢查包裝盒中裝箱單所列對(duì)象是否齊全。

安全與保養(yǎng)

為了確保您的教學(xué)平臺(tái)長(zhǎng)期使用且性能不至衰退，使用本教學(xué)平臺(tái)時(shí)請(qǐng)考慮下列因素：

請(qǐng)?jiān)旈啽臼謨?cè)并遵照其所列的警告及指示。

第一次使用本教學(xué)平臺(tái)時(shí)，請(qǐng)?jiān)?/p>