TW-XDC01新能源燃料電池教學實驗臺

上海天威教學實驗設備有限公司網址：電話：021-5588400155884002TW-XDC01新能源燃料電池教學實驗臺

主要實驗項目：1、線形負載和燈泡負載電堆性能實驗2、不同類型電堆性能評價實驗3、不同溫度電堆性能曲線實驗4、不同尾氣排放量電堆性能曲線實驗5、恒值負載電堆性能實驗6、不同壓力電堆性能曲線實驗7、最佳電堆性能曲線實驗

燃料電池測試和燃料電池管理：1、燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的熱管理和水管理針對風冷型燃料電池堆，通過調節(jié)風扇電壓，改變風扇轉速，控制電堆溫度；針對水冷型燃料電池堆，通過調節(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。設定電磁閥開閉周期和占空比，調節(jié)尾氣排放量，控制電堆內部濕度，實現(xiàn)電堆水管理。

2、燃料電池堆的特性研究應用所提供的線形負載（變阻器）和燈泡負載，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載，進行恒電流、恒電壓、恒功率和恒電阻實驗，繪制不同負載變化下的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)化調節(jié)精密減壓閥，控制氫氣進氣壓力；調節(jié)風扇電壓或冷卻水流量，控制電堆溫度；調節(jié)尾氣排放量?？刂齐姸褲穸?。通過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。

編號組

件說

明1電壓表1用來測量LED燈組負載電壓2電壓表2用來測量電機負載電壓3電壓表3用來測量電阻性負載電壓4儀表開關用來控制儀表供電5按鈕1用來控制LED燈組（紅）按鈕2用來控制LED燈組（綠）按鈕3用來控制LED燈組（藍）6LED燈組用來作為阻性負載（紅、綠、藍）7電機用來作為感性負載8直流輸出接口輸出直流3.3V、5.0V、9V、12V9輸出開關用來控制直流輸出電壓通斷10電阻箱用來作為線性負載11燃料電池測試燃料電池基本電功率實驗12燃料電池輸出開關打開后，燃料電池向負載輸出電能13直流功率表用來測量直接負載功率14直流電壓表用來測量直接負載電壓15溫度表用來反映電堆周圍環(huán)境溫度16二級減壓閥將0.4Mp～1.6Mp高壓轉成0.04～0.06Mp低壓，向電堆供應氫氣17直流電流表用來測量直接負載電流18金屬氫氣瓶及其組件用來給燃料電池提供氫燃料19計時器用來累計氫瓶使用時間20自吸式PEM燃料電池堆用來作為電能的輸出21燃料電池控制器控制燃料電池風扇轉速和定時排氣

燃料電池是本教學平臺的核心組成部分，將氫瓶供給的氫氣轉換成電能，供負載使用。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，電流為4.15A，電池溫度為41.5℃；

風機電壓為10.5V；

尾氣排放閥排氣間隔為12秒，每次排氣時間為0.3秒。

燃料電池安裝要注意通風，確?？諝忭槙沉魍?，有助與反應空氣的吸入和電池的散熱。安裝時將燃料電池平放，風扇朝上，散熱口朝下，尾氣排放口通過排氣管接電池閥，接上燃料氣瓶即可發(fā)電。

燃料電池具體使用操作規(guī)則見附件A。

金屬氫化物氫瓶

金屬氫化物氫瓶用來給燃料電池供應燃料，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：空氣自然對流或強制對流

重量：4.5kg

外形尺寸：長420mm，直徑50mm

金屬氫化物氫瓶具體使用規(guī)則見附件B。

鋼瓶（帶減壓器）

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

本實驗系統(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）

充氫具體操作見附件C。

儀表

電流表：本教學平臺共有1個電流表，量程和誤差分別都是5A和±0.2％。用來測量燃料電池輸出總電流。

電壓表：本教學平臺共有4個電壓表，量程和誤差分別都是50V和±0.2％。用來測量燃料電池輸出電壓。

功率表：本教學平臺有1個功率表，量程為：電流輸入5A，電壓輸入25V,功率輸入125W（精度±(0.5％+2個字)），分別用來測量線性負載，感性負載，阻性負載的功率；

計時器：本教學平臺共有1個計時器，量程為100小時，主要用來累計氫瓶使用時間，以便準時充氣。當開啟電堆時按下計時器的計時按鈕，關閉電堆前按停止按鈕保存數(shù)據(jù)，清除累計時間可按清除按鈕。

溫度表：本教學平臺有1個溫度表，量程和誤差分別是-19.9～99.9℃和±1％。用來反映環(huán)境溫度。按鈕

本教學平臺有3個大按鈕和3個小按鈕。

3個大按鈕：分別用來控制儀表供電、電堆輸出、負載通斷；

3個小按鈕：用來控制3組LED燈，根據(jù)負載的要求選擇1組、2組或3組LED燈。

負載

線性負載：是一個變阻箱，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：因箱內密封不易散熱，變阻箱實驗時功率不要加到最大，謝謝！

感性負載：是一個額定電壓為12V,轉速為20r/min的直流電機（帶動車輪）。

阻性負載：是一個由LED燈組成的陣列，分為紅，綠，藍三塊，每塊額定電壓12V，總功率為20W左右。使用時分別按下各LED燈組小按鈕，可以點亮各LED燈組，可根據(jù)功率配合使用。

DC/DC

本教學平臺共有4個DC/DC電源模塊。

1.HDN5-12S12（1個）：將燃料電池發(fā)出的直流電轉換為12V±5％的直流電壓。技術參數(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）：將燃料電池發(fā)出的直流電轉換為9V±5％的直流電壓。技術參數(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）：將燃料電池發(fā)出的直流電轉換為5V±5％的直流電壓。技術參數(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）：將燃料電池發(fā)出的直流電轉換為3.3V±5％的直流電壓。技術參數(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。

紅外測溫儀

用來測量電堆溫度，測量范圍-50℃-280℃。

介紹一些基本操作，包括各個部件的使用方法。

燃料電池

燃料電池是本教學平臺的核心組成部分，將氫瓶供給的氫氣轉換成電能，供負載使用。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，電流為4.15A，電池溫度為41.5℃；

風機電壓為10.5V；

尾氣排放閥排氣間隔為12秒，每次排氣時間為0.3秒。

燃料電池安裝要注意通風，確?？諝忭槙沉魍ǎ兄c反應空氣的吸入和電池的散熱。安裝時將燃料電池平放，風扇朝上，散熱口朝下，尾氣排放口通過排氣管接電池閥，接上燃料氣瓶即可發(fā)電。

燃料電池具體使用操作規(guī)則見附件A。

金屬氫化物氫瓶

金屬氫化物氫瓶用來給燃料電池供應燃料，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：空氣自然對流或強制對流

重量：4.5kg

外形尺寸：長420mm，直徑50mm

金屬氫化物氫瓶具體使用規(guī)則見附件B。

鋼瓶（帶減壓器）

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

本實驗系統(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）

充氫具體操作見附件C。

儀表

電流表：本教學平臺共有1個電流表，量程和誤差分別都是5A和±0.2％。用來測量燃料電池輸出總電流。

電壓表：本教學平臺共有1個電壓表，量程和誤差分別都是20V和±0.2％。用來測量燃料電池輸出電壓。

功率表：本教學平臺有3個功率表，量程為：電流輸入5A，電壓輸入25V,功率輸入125W（精度±(0.5％+2個字)），分別用來測量線性負載，感性負載，阻性負載的功率；

計時器：本教學平臺共有1個計時器，量程為100小時，主要用來累計氫瓶使用時間，以便準時充氣。當開啟電堆時按下計時器的計時按鈕，關閉電堆前按停止按鈕保存數(shù)據(jù)，清除累計時間可按清除按鈕。

溫度表：本教學平臺有1個溫度表，量程和誤差分別是-19.9～99.9℃和±1％。用來反映環(huán)境溫度。

按鈕

本教學平臺有3個大按鈕和3個小按鈕。

3個大按鈕：分別用來控制儀表供電、電堆輸出、負載通斷；

3個小按鈕：用來控制3組LED燈，根據(jù)負載的要求選擇1組、2組或3組LED燈。

負載

線性負載：是一個變阻箱，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。

感性負載：是一個額定電壓為12V,轉速為340r/min的直流電機（帶動車輪）。

阻性負載：是一個由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。使用時分別按下各LED燈組小按鈕，可以點亮各LED燈組，可根據(jù)功率配合使用。

DC/DC

本教學平臺共有7個DC/DC電源模塊。

1.HDW50-12S12（1個）：將燃料電池發(fā)出的直流電轉換為12V±5％的直流電壓，為負載和其他DC/DC供電（1個）。技術參數(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）：將12V直流電壓轉換為9V±5％的直流電壓，給電流表、電壓表、功率表及計時器供電。技術參數(shù)：輸入電壓12V，輸出電壓9V，輸出電流400mA，電源輸出功率5W。

紅外測溫儀

用來測量電堆溫度，測量范圍-50℃-280℃。

保險絲

為了保護本教學平臺的重要部件，避免一些由于人為的操作失誤而導致的重大事故的發(fā)生，我們在一些重要部件前加入了保險絲，具體規(guī)格如下：

電流表前的保險絲（1個）：熔斷電流5A；

功率表電流輸入端保險絲（3個）：熔斷電流5A；

注意：保險絲并不是萬能的，只是起到一個相對保護的作用，在操作中應盡量避免人為的操作失誤！

注意事項

請遵守本章列出的各項注意事項，這將有助于您安全而高效地工作，并保護您和您的教學平臺。

打開包裝箱

檢查包裝盒中裝箱單所列對象是否齊全。

安全與保養(yǎng)

為了確保您的教學平臺長期使用且性能不至衰退，使用本教學平臺時請考慮下列因素：

請詳閱本手冊并遵照其所列的警告及指示。

第一次使用本教學平臺時，請詳