燃料電池產(chǎn)品操作說明書講解學(xué)習(xí)

1、精品文檔KAT-115型燃料電池實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)產(chǎn)品說明書精品文檔由于產(chǎn)品的不斷更新、完善，本資料中的內(nèi)容可能與實(shí)際產(chǎn)品不完全相符，敬請諒解。如需查詢產(chǎn)品的更新情況，請聯(lián)系當(dāng)?shù)亟?jīng)銷商。操作手冊如有改動，恕不另行通知。目錄1、燃料電池41) 安全警告及擔(dān)保42) EOS50系列產(chǎn)品說明 52.1 EOS50系列產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 52.2 EOS50系列主要特點(diǎn) 62.3 EOS50系列測試參數(shù)72.4 EOS50性能 曲線圖 72.5 EOS50裝 配說明 83）燃料電池操作運(yùn)行環(huán)境 103.1工作環(huán)境要求 103.2供氫設(shè)備使用注意事項(xiàng) 124）燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行操作步驟 155）操作注意事項(xiàng)166）燃料電池活

2、化操作步驟及注意事項(xiàng) 172、氫氣減壓器193、逆變器201、安全警告及擔(dān)保操作人員在進(jìn)行任何有關(guān)燃料電池設(shè)備的操作之前，需要仔細(xì)閱讀所在地的安全規(guī)范和相關(guān)操作規(guī)程。手冊中提到的安全注意事項(xiàng)只 作為當(dāng)?shù)匕踩?guī)范的補(bǔ)充。操作人員進(jìn)行設(shè)備安裝、操作和維護(hù)時(shí),必須充分領(lǐng)會該用戶手冊，系統(tǒng)掌握正確的操作方法及各種安全注意 事項(xiàng)后方可進(jìn)行設(shè)備的各項(xiàng)操作。不正確的操作可能會導(dǎo)致設(shè)備損壞 或人身傷害。 出于安全性的考慮，不建議在狹小的密閉空間操作燃 料電池。因?yàn)橐坏錃庑孤稑O有可能釀成危險(xiǎn)。同時(shí)禁止靠近熱源、 火源操作燃料電池系統(tǒng)。必須保證提供充足的氫氣燃料，如果氫氣供應(yīng)不足會造成燃料電池的嚴(yán)重不可恢復(fù)的損

3、壞。EOS50型電池在額定功率下瞬時(shí)需要?dú)錃饬髁繛椋?0.05）L/min （排氣瞬間），穩(wěn)定氫 氣消耗為0.85L/min。操作時(shí)嚴(yán)禁佩戴手表、手鏈、手鐲、戒指等易 導(dǎo)電物體。操作時(shí)必須使用絕緣工具。在進(jìn)行直流帶電作業(yè)時(shí)必須嚴(yán)格檢查線纜和接口端子的極性。在連接電纜之前，必須先確認(rèn)電纜、電纜標(biāo)識與實(shí)際安裝情況相符后再進(jìn)行連接。燃料電池設(shè)備僅能由專業(yè)的維修人員予以維修。本公司不承擔(dān)任何因違反安全操作要求或違反設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用 設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)所造成的后果的責(zé)任。2、EOS50系列產(chǎn)品說明EOS50系列燃料電池均基于PASH技術(shù)。該技術(shù)可以確?？绽渥栽鰸袢剂想姵卦诟鞣N復(fù)雜多變的自然環(huán)境下穩(wěn)定可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)

4、。2.1EOS50系列產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：一、燃料電池堆：EOS50燃料電池系統(tǒng)的核心部件。如圖4-1所示:圖4-1 1燃料電池正極（紅色）：連接到控制板上。2燃料電池負(fù) 極（黑色）：連接到負(fù)載及控制板上。 3氫氣進(jìn)氣口：氫氣通過此 口進(jìn)入燃料電池堆，參與電化學(xué)反應(yīng)。 4氫氣排氣口：反應(yīng)后的尾 氣及水通過此口排出。5風(fēng)扇：用于控制燃料電池堆反應(yīng)時(shí)的溫度。6氫氣排氣口軟管（配件）：連接氫氣排氣口與電磁閥。 7氫氣進(jìn) 氣口軟管（配件）：連接氫氣進(jìn)氣口與供氫管。8排氣口電池閥：用于控制燃料電池尾氣及水的排放。二、燃料電池控制板：EOS燃料電池的控制系統(tǒng)，用于控制燃料電池的運(yùn)行狀態(tài)，測量電流、溫度等關(guān)鍵性能參數(shù)

5、。如圖4-2所示:圖4-21、 負(fù)載、電池堆連接口：用于連接燃料電池堆與負(fù)載。一共 3個(gè)連 接口，分別為BT-接口（用黑色導(dǎo)線連接至燃料電池堆負(fù)極）；LOAD+ 接口 （用紅色導(dǎo)線連接至負(fù)載正極）；BT+接口 （用紅色導(dǎo)線連接至燃料 電池正極）。2、 風(fēng)機(jī)電源連接口：用于連接風(fēng)扇，給風(fēng)扇供電。一共2個(gè)接口， 分別為PWM接口（用藍(lán)色導(dǎo)線連接至風(fēng)扇負(fù)極）及12V接口（用紅色導(dǎo) 線連接至風(fēng)扇正極）。3、電磁閥電源控制連接口：用于連接排氣口電池閥，給電磁閥供能 并控制電磁閥的開關(guān)頻率。一共有 2個(gè)接口，分別為K0接口及7V 接口，通過2根黑色細(xì)導(dǎo)線連接到排氣口電磁閥（不需要區(qū)分，可任 意連接）4、數(shù)

6、據(jù)傳輸口：將控制板收集到的關(guān)鍵數(shù)據(jù)通過該接口上傳到遠(yuǎn)端監(jiān)控終端。一共2個(gè)接口，分別為H接口和L接口。5、溫度傳感器接口：用于連接至燃料電池中的溫度傳感器，感知燃料電池堆的溫度。一共2個(gè)接口，TO （接溫度傳感器正極）及SGND （接溫度傳感器負(fù)極）。2.2 EOS50系列主要特點(diǎn)：1.重量輕，體積小，便于攜帶；2.結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高；3.啟動速度快，響應(yīng)時(shí)間短，適合于各種應(yīng)用 環(huán)境；4.環(huán)境適應(yīng)性好，適應(yīng)各種天氣變化；5.控制策略簡單，易于整合到各類應(yīng)用系統(tǒng)。2.3 EOS50系列測試參數(shù)：一、EOS50性能測試參數(shù)：類型基于PASH技術(shù)的空冷自增濕燃料電池性能額定功率50W*額定電壓19.2

7、V額定電流2.6A電壓范圍16-28.8V發(fā)電效率> 50 %燃料氫氣純度> 99.95 %氫氣工作壓力0.4-0.5Bar氫氣消耗量0.85L/min（額定功率）氧化劑/冷卻劑空氣空氣壓力常壓物流特性質(zhì)量820g體積（長寬高）170mm x 68mm x 90mm工作條件環(huán)境溫度-5 °C 40 C環(huán)境濕度（RH）10 %-95 %帶*的數(shù)據(jù)是在15C -30C的環(huán)境溫度范圍和30 - 90%的環(huán)境濕度范圍內(nèi)取得的。二、EOS50系列運(yùn)行溫度參數(shù)：電流 00.40.81.21.62.0|2.42.83.2（a）溫 度 424344454647484950C)以上數(shù)據(jù)是在

8、排氣時(shí)間0.25S,累積電流100A下所測得；2.4 EOS50性能曲線圖電流（A）0122.63電壓（V）26.52321.52019.2功率（W）023435257.62.5 EOS50裝配說明燃料電池出廠時(shí)的配置。如圖5-1所示:圖5-11、連接燃料電池堆及燃料電池控制板： 將控制板上BT-接口與燃料電池的負(fù)極相連，BT+接口與燃料電池的正極相連；2、連接排氣口電池閥：將燃料電池的氫氣排氣口軟管與排氣口電池 閥連接，注意連接時(shí)需要保證氣密性;安裝完成后，如圖5-2所示：3、連接測試用負(fù)載：將控制板上LOAD+接口與負(fù)載正極相連，將燃 料電池負(fù)極與負(fù)載負(fù)極相連;4、連接供氫設(shè)備：將氫氣進(jìn)氣

9、口軟管（配件）與供氫設(shè)備相連接。務(wù)必保證不漏氣；5、連接數(shù)據(jù)傳輸口（非必須操作）：用數(shù)據(jù)傳輸線將控制板上的數(shù)據(jù)傳輸口與遠(yuǎn)端監(jiān)控終端相連接；安裝完成后，如圖5-3所示：6、確認(rèn)負(fù)載未短路：在燃料電池注入氫氣前，需要用萬用表測試電路 中各個(gè)部分，確認(rèn)負(fù)載未短路，保證燃料電池不會燒毀。3燃料電池操作運(yùn)行環(huán)境3.1工作環(huán)境要求1、燃料電池系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的溫度、濕度范圍如下：環(huán)境溫度-5 °C 40 C相對濕度10 % 95 %燃料電池系統(tǒng)推薦的工作環(huán)境如下：15 C 30 C環(huán)境溫度30 % 90 %相對濕度如果使用金屬儲氫罐作為氫氣源，建議當(dāng)環(huán)境溫度10度以上的時(shí)候來 操作，并要確保能提供

10、（20.05 ） L/min，如果低于要求的氫氣流量會 造成電池的不可恢復(fù)損壞。2、由于攀業(yè)的燃料電池均為空氣冷卻自 增濕燃料電池，燃料電池工作時(shí)所需的氧氣來自空氣。 所以使用燃料 電池時(shí)，將燃料電池置于通風(fēng)良好的地方可以獲得更加良好、穩(wěn)定的性能。同時(shí)，不建議將燃料電池置于空氣流動速度過快的地方，以免 影響燃料電池正常使用。3、由于空氣中的氮氧化物和二氧化硫妨礙 催化和降低燃料電池的輸出性能，不要將燃料電池置于空氣污染嚴(yán)重 的環(huán)境操作。表一列出許多包涵于工業(yè)和生活產(chǎn)物的污染物，但是， 如果沒有空氣傳播，這些污染物就不會傳播，也就不會對燃料電池造 成污染。在燃料電池未運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需保證在密閉空間，以

11、防止空傳污染。 出于安全性的考慮，不建議在狹小的密閉空間操作燃料電池。因?yàn)橐坏錃庑孤稑O有可能釀成危險(xiǎn)。同時(shí)請不要靠近火源操作燃料電池系 統(tǒng)。5、考慮到電磁干擾的因素，燃料電池控制板應(yīng)遠(yuǎn)離電磁干擾源?？刂瓢迮c電磁干擾源的距離應(yīng)當(dāng)超過 30cm表一空氣污染物及對電池影響有害物質(zhì)存在有害物質(zhì)的物質(zhì)或裝置危險(xiǎn)級別化石燃料燃燒副產(chǎn)品氮氧化物，二氧化硫室內(nèi)燃?xì)鉄崴?，壁爐，燃木爐 和內(nèi)部燃燒引擎運(yùn)作。吸煙和燒 香同樣會產(chǎn)生這些化合物。危險(xiǎn)級別-高1 ppm氮氧化物10 ppm二氧化硫.鹵代有機(jī)物二氯化鉀，四氯化碳多用途吸塵器，干洗機(jī)和脫漆劑中含有危險(xiǎn)級別-高會吸附于催化 劑，且不可恢復(fù)。甲基溴一般存在于

12、熏制工業(yè)用干燥食品 和產(chǎn)品，及室內(nèi)密閉空間內(nèi)的地 毯，家具和衣物危險(xiǎn)級別-高會吸附于催化 劑，且不可恢復(fù)。芳香化合物甲苯,二甲苯燃料，油漆，汽油，涂料，殺蟲 劑，粘合劑，瓦樂軒和防腐劑危險(xiǎn)級別-低會影響催化劑， 但是正常運(yùn)行時(shí)經(jīng)氧化過程可以 消除。脂肪烴類物質(zhì)甲烷，丙烷，辛烷和煤油化石燃料，如汽油，柴油，天然 氣，丙烷，煤油等。商業(yè)產(chǎn)品， 如松脂，家具亮光劑，家用吸塵 器和推進(jìn)劑。危險(xiǎn)級別-低除非發(fā)生燃燒并產(chǎn)生氮氧化物和二氧化硫。酯香水，萬能吸塵器，殺蟲劑，化妝品，食品調(diào)味劑等。危險(xiǎn)級別-低會影響催化劑， 但是正常運(yùn)行時(shí)經(jīng)氧化過程可以 消除。甲醇（木精）脫漆劑，刮水溶液，流體復(fù)讀器， 遠(yuǎn)程控制

13、玩具飛機(jī)和汽車的燃 料，防凍劑，干氣，氣霧等。危險(xiǎn)級別-氐會影響催化劑，但 是正常運(yùn)行時(shí)經(jīng)氧化過程可以消 除。硫化物硫醇化妝品，洗發(fā)劑，乳膠漆，殺蟲 劑。危險(xiǎn)級別-低催化劑可逆.鹵化物氯氣，溴或碘的氣體分解物家用漂白劑，游泳池消毒劑。危險(xiǎn)級別-氐催化劑可逆.6. 氫氣的要求 氫氣中含有硫化物、氨氣會造成電池的不可恢復(fù)的損 壞，因此對氫氣的要求見下表二：表二氫氣純度要求種類要求燃料類型燃料構(gòu)成燃料濕度允許雜質(zhì)碳?xì)浠衔镅鯕庖谎趸己投趸蓟旌衔?硫化物氨氣氮氧化物氣態(tài)氫99.99% 氫氣，干燥99.99% H2干燥氣體無特別要求惰性氣體（氦，氬,氮?dú)?，?< 0.01% 蒸氣）<

14、1 ppm< 500 ppm< 1 ppm< 0.1 ppm< 0.05 ppm< 0.5 ppm3.2供氫設(shè)備使用注意事項(xiàng)1、不同的供氫方式適用于不同的燃料電池應(yīng)用方案，如表三所示:供氫方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)備注高壓氣瓶價(jià)格低；容易操作;容體積大；壓力高.適合多數(shù)燃料電池應(yīng)用易檢測氫氣剩余量;容易控制氫氣流量.金屬合金儲氫體積??；氫氣純度高；對環(huán)境溫度敏感；很難請咨詢攀業(yè).壓力低.檢測剩余氫量；很難控制氫氣流量化學(xué)反應(yīng)供氫高的儲氫比例重量輕需要控制產(chǎn)氫速率以滿請咨詢攀業(yè)便于攜帶足燃料電池的需要； 需要對產(chǎn)生的氣體進(jìn)行過濾需要散熱；2、當(dāng)供氫設(shè)備輸出的氫氣流向燃料電池進(jìn)氫口

15、的過程中，不能讓氫氣通過任何容器而進(jìn)入燃料電池。因?yàn)槿萜髦锌赡芎须s質(zhì)而導(dǎo)致氫氣純度降低。而不純的氫氣可能會損害燃料池。如下圖所示：煥斟電池3、在燃料電池進(jìn)氫口和減壓閥之間不要安裝氫氣流量計(jì)，以免出現(xiàn)流量受限現(xiàn)象，如果要安裝流量計(jì)一定把流量放到最大，并且流量計(jì)的最大流量要大于燃料電池系統(tǒng)需要的瞬時(shí)流量。4、 如果使用金屬儲氫罐作為氫氣源，建議當(dāng)環(huán)境溫度10度以上的時(shí) 候來操作，并要確保能瞬時(shí)提供（20.05） L/min氫氣，穩(wěn)定提供 0.85L/min的氫氣。如果低于要求的氫氣流量會造成電池的不可恢復(fù) 損壞。最好把燃料電池產(chǎn)生的熱風(fēng)吹向儲氫瓶以滿足放氫時(shí)的吸熱需5、此外，金屬儲氫罐的標(biāo)稱容積

16、和實(shí)際放氫容積有差異，兩者之間的關(guān)系一般在0.7。即實(shí)際放氫容積=0.7*標(biāo)稱容積。6、另外金屬儲氫罐的實(shí)際放氫能力也是需要考慮的因素。一旦儲氫 罐無法放出氫氣，但是燃料電池仍在工作，這也會對燃料電池造成損 壞。4、燃料電池系統(tǒng)運(yùn)行操作步驟按照裝配說明連接好燃料電池系統(tǒng)，然后進(jìn)行以下操作運(yùn)行燃料電池 系統(tǒng)：1、檢查減壓閥，確保減壓閥進(jìn)口的壓力在 4-15Bar之間，打開氫氣 減壓閥，將減壓閥出口壓力調(diào)到合適的范圍 0.04-0.05MPa （壓力表上 顯示）。等待10秒左右，讓氫氣充滿燃料電池的氣道。出口電磁閥將 會自動啟動，并以固定的頻率開啟、關(guān)閉，以起到排水及排尾氣的作 用。注意：不同燃料

17、電池所需進(jìn)氣壓力不同，進(jìn)氫口壓力不夠?qū)?導(dǎo)致燃料電池?zé)龤В⊥錃鈺r(shí)負(fù)載需要處于斷開狀態(tài)。2、測量燃料電池堆電壓，等待氫氣注入燃料電池10秒后，用萬用表 測試燃料電池堆的開路電壓，開路電壓大概為額定電壓的140%左右;3、加載使用：氫氣進(jìn)入燃料電池10秒后開始加載。如果負(fù)載的額定 功率為燃料電池額定輸出功率的 50%或以下，可直接加載。否則，加 載時(shí)按照額定電流的20% （最大），逐次增加電流，每次電流增加的 間隔為30秒。注意：燃料電池屬于平穩(wěn)供電設(shè)備，負(fù)載功率變化過 大或者過快都會導(dǎo)致燃料電池性能降低。4、關(guān)閉燃料電池：需要停止使用燃料電池時(shí)，請先斷開負(fù)載，使燃料電池對外輸出為零，然后關(guān)閉

18、氫氣供應(yīng)。此時(shí)由于燃料電池內(nèi)部及 管路中仍然剩余氫氣，因此燃料電池會運(yùn)行一段時(shí)間（風(fēng)扇會繼續(xù)工 作），直到內(nèi)部氫氣消耗完畢。 注意：關(guān)閉燃料電池時(shí)務(wù)必先斷負(fù)載， 后斷氫氣的順序，否則將會導(dǎo)致燃料電池不可修復(fù)性的損害！5、操作注意事項(xiàng)1、燃料電池的反應(yīng)其實(shí)是基于氫氣和氧氣在電解質(zhì)中的擴(kuò)散，這也意味著其動態(tài)響應(yīng)速度與其擴(kuò)散速度有關(guān)。 因此燃料電池并不適合高 頻率負(fù)載變化的應(yīng)用。如果需要將燃料電池應(yīng)用于復(fù)雜的供電環(huán)境 中，建議用鋰電池、鉛酸電池、超級電容等供能組件配合使用，組成 混合供能系統(tǒng)。鋰電池、鉛酸電池、超級電容等供能組件用作瞬時(shí)提 供能量。燃料電池兩端不能加載外電壓，否則燃料電池會損壞，因此

19、, 當(dāng)燃料電池與上述組件并聯(lián)使用時(shí)，在燃料電池的正極需要加入單向 二極管，使其它電源的電壓不能反作用到燃料電池上。2、在按照操作說明書操作的時(shí)候尤其要注意開機(jī)、加載和關(guān)機(jī)三個(gè) 步驟。開機(jī)時(shí)：先開通入氫氣，然后加載 加載時(shí)：大功率負(fù)載（負(fù) 載功率超過燃料電池額定功率 50%時(shí)）需逐步增加電流至其額定功 率。關(guān)機(jī)時(shí)：先斷負(fù)載，再關(guān)閉氫氣3、開機(jī)時(shí)，不能加任何負(fù)載。從開機(jī)到正式加載最好有10秒以上的 間歇。初次加載的時(shí)候建議不要超過額定功率的 50%。另外在變載的 時(shí)候，變載的頻率不要過高，變載的幅度不要超過 30%。4、如果氫氣供應(yīng)速度跟不上燃料電池的氫氣消耗量，那么很有可能造成燃料電池中的一些單

20、電池的反壓乃至整個(gè)電池的損壞。因此一定要確保在燃料電池操作過程中氫氣的充分供應(yīng)。5、燃料電池長時(shí)間存放的時(shí)候建議存放在出廠附帶的自封袋中以避免空氣中的污染物對燃料電池污染。6、需嚴(yán)格防止導(dǎo)致燃料電池短路的各種可能情況的發(fā)生。6、燃料電池活化操作步驟及注意事項(xiàng)燃料電池第一次開或放置三天以上時(shí)， 燃料電池的性能可能會有 所下降，這就需要我們對燃料電池進(jìn)行活化過程。 燃料電池第一次開 或放置三天以上時(shí)，應(yīng)在恒流的模式下，在燃料電池的額定電流運(yùn)行 1小時(shí)以上，這樣有利于促進(jìn)燃料電池性能的提高，使燃料電池長期 處于良好的狀態(tài)。當(dāng)?shù)谝淮伍_或放置三天以上時(shí)，燃料電池的具體操作步驟：(1) 燃料電池各部分連接

21、要正確、牢靠。用萬用表檢測燃料電池正負(fù) 極是不是短路。斷開負(fù)載，調(diào)合適的氫氣壓力，開啟燃料電池，這時(shí) 顯示的電壓為燃料電池的開路電壓。(2) 開啟負(fù)載應(yīng)從低電流到到高電流逐漸的增加。開啟負(fù)載后，所加的負(fù)載使燃料電池電輸出電流為額定電流的 20%在這個(gè)電流下運(yùn)行 30秒。 然后增加負(fù)載，使燃料電池輸出電流為額定電流的40%在這個(gè)電流下使燃料電池運(yùn)行30秒。(4) 再增加負(fù)載，使燃料電池輸出電流控為額定電流的60%在這個(gè)電流下使燃料電池運(yùn)行30秒。(5) 再增加負(fù)載，使燃料電池輸出電流為額定電流的80%在這個(gè)電流下使燃料電池運(yùn)行1分鐘。(6) 再增加負(fù)載，使燃料電池在輸出電流為額定電流，在額定電流

22、下使燃料電池運(yùn)行1小時(shí)左右。(這時(shí)可能燃料電池的性能會有所下降， 這是正?，F(xiàn)象，只要保證每片單電池的電壓保持在0.5V以上就可以。如果不到0.5V則可適當(dāng)減少電流)(7) 操作完上述步驟后，斷開負(fù)載，當(dāng)電堆溫度降到 35 C以下時(shí)，關(guān) 閉氫氣，燃料電池自運(yùn)行停止。(8) 擱置1-2小時(shí)后，在開啟燃料電池。操作步驟按上面(1) - (6), 在第6步時(shí)使燃料電池在這個(gè)電流下運(yùn)行1分鐘即可。(9) 然后可以再增加負(fù)載，使燃料電池輸出電流為額定電流的110%在這個(gè)電流下使燃料電池運(yùn)行1個(gè)小時(shí)左右。(這時(shí)應(yīng)保證每片單電池的電壓保持在0.5V以上，如果不到可適當(dāng)減少電流)(10) 操作完上述步驟后，斷開負(fù)載，當(dāng)電堆溫度降到35C以下時(shí)， 關(guān)閉氫氣，燃料電池自運(yùn)行停止。(11) 擱置1-2小時(shí)后，再次運(yùn)行燃料電池時(shí)，按上述步驟，使燃料電池在額定功率（即額定電流）穩(wěn)定運(yùn)行就可以正常使用了。注意：（1）當(dāng)?shù)谝淮位蚍胖萌煲陨蠒r(shí)，開啟燃料電池性能很低時(shí)， 即