《儲(chǔ)能系統(tǒng)用可逆模式燃料電池模塊 第2部分：可逆模式質(zhì)子交換膜單池與電堆性能測(cè)試方法gbt 42847.2-2023》詳細(xì)解讀

《儲(chǔ)能系統(tǒng)用可逆模式燃料電池模塊第2部分：可逆模式質(zhì)子交換膜單池與電堆性能測(cè)試方法gb/t42847.2-2023》詳細(xì)解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術(shù)語(yǔ)、定義與符號(hào)3.1術(shù)語(yǔ)與定義3.2符號(hào)3.3氣體溫度與壓力的標(biāo)準(zhǔn)值4通用安全要求5試驗(yàn)環(huán)境contents目錄5.1通則5.2可逆質(zhì)子交換膜單池/電堆組件5.3分離式可逆質(zhì)子交換膜單池/電堆5.4試驗(yàn)裝置5.5參數(shù)控制與測(cè)量5.6試驗(yàn)輸入?yún)?shù)及試驗(yàn)輸出參數(shù)的測(cè)量方法與控制精確度6測(cè)量?jī)x器與測(cè)量方法6.1儀器的不確定度contents目錄6.2推薦的測(cè)量?jī)x器與方法6.3參考試驗(yàn)條件與制造商建議6.4數(shù)據(jù)采集方法7試驗(yàn)程序與結(jié)果計(jì)算7.1通則7.2電流-電壓(I-V)特性試驗(yàn)7.3穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)7.4耐久性試驗(yàn)7.5內(nèi)電阻(IR)測(cè)量contents目錄7.6電流循環(huán)耐久性試驗(yàn)7.7加壓試驗(yàn)8試驗(yàn)報(bào)告8.1通則8.2報(bào)告項(xiàng)目8.3試驗(yàn)單元數(shù)據(jù)說(shuō)明8.4試驗(yàn)條件說(shuō)明8.5試驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明8.6不確定度評(píng)估contents目錄附錄A(規(guī)范性)試驗(yàn)程序指南附錄B(規(guī)范性)公示匯編參考文獻(xiàn)011范圍123本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了可逆模式質(zhì)子交換膜單池與電堆的術(shù)語(yǔ)和定義、測(cè)試條件、測(cè)試項(xiàng)目、測(cè)試方法以及測(cè)試報(bào)告。適用于儲(chǔ)能系統(tǒng)用可逆模式質(zhì)子交換膜單池與電堆的性能測(cè)試，其他類(lèi)型的燃料電池可參照使用。主要測(cè)試包括電池性能、耐久性、安全性等方面。1范圍022規(guī)范性引用文件03明確了所引用文件的具體章節(jié)或條款，以及其對(duì)本測(cè)試方法適用范圍、術(shù)語(yǔ)定義、測(cè)試條件等方面的規(guī)定。01詳細(xì)介紹了在儲(chǔ)能系統(tǒng)用可逆模式燃料電池模塊性能測(cè)試方法中所引用的其他相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。02這些引用文件為制定本測(cè)試方法提供了科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐，確保其具有可操作性和實(shí)用性。2規(guī)范性引用文件033術(shù)語(yǔ)、定義與符號(hào)可逆模式質(zhì)子交換膜燃料電池01指能夠在同一電堆或單池內(nèi)實(shí)現(xiàn)燃料電池模式和電解模式的質(zhì)子交換膜燃料電池。額定功率02指燃料電池在特定條件下能夠持續(xù)輸出的功率。性能測(cè)試03指對(duì)燃料電池或電堆性能進(jìn)行評(píng)估的一系列試驗(yàn)。3術(shù)語(yǔ)、定義與符號(hào)043.1術(shù)語(yǔ)與定義3.1術(shù)語(yǔ)與定義在可逆模式質(zhì)子交換膜燃料電池中，通過(guò)外部施加電流，使水分子發(fā)生電解反應(yīng)，生成氫氣和氧氣的模式。電解模式指能夠在同一電堆結(jié)構(gòu)內(nèi)實(shí)現(xiàn)燃料電池模式和電解模式的質(zhì)子交換膜燃料電池?？赡婺Ｊ劫|(zhì)子交換膜燃料電池在可逆模式質(zhì)子交換膜燃料電池中，通過(guò)外部提供氫氣（或其他可燃?xì)怏w）和氧氣（或空氣），進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生電能的模式。燃料電池模式053.2符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)中詳細(xì)定義了電流的相關(guān)符號(hào)，包括電流強(qiáng)度、電流密度等，確保了測(cè)試過(guò)程中對(duì)電流參數(shù)的準(zhǔn)確描述。電流符號(hào)針對(duì)可逆模式質(zhì)子交換膜單池與電堆的電壓性能，標(biāo)準(zhǔn)中引入了相應(yīng)的電壓符號(hào)，為測(cè)試提供了統(tǒng)一的電壓表述方式。電壓符號(hào)為了評(píng)估燃料電池的輸出功率，標(biāo)準(zhǔn)中明確了功率的符號(hào)及單位，使測(cè)試結(jié)果更具可比性和實(shí)際意義。功率符號(hào)3.2符號(hào)063.3氣體溫度與壓力的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)氣溫度確保進(jìn)氣質(zhì)量流量計(jì)前氣體溫度在燃料電池正常工作范圍內(nèi)，以保證測(cè)量準(zhǔn)確性。堆內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)燃料電池堆內(nèi)部溫度，避免過(guò)高或過(guò)低影響電池性能和壽命。出氣溫度控制燃料電池排出氣體溫度，以確保安全排放和熱量回收效率。3.3氣體溫度與壓力的標(biāo)準(zhǔn)值074通用安全要求絕緣電阻確保燃料電池模塊的絕緣電阻符合標(biāo)準(zhǔn)要求，以防止電氣短路和漏電現(xiàn)象的發(fā)生。過(guò)流保護(hù)模塊應(yīng)具備過(guò)流保護(hù)功能，以在異常情況下及時(shí)切斷電流，保護(hù)電路及相連設(shè)備的安全。接地保護(hù)確保模塊的接地系統(tǒng)可靠，以減少電氣故障引起的觸電風(fēng)險(xiǎn)。4通用安全要求085試驗(yàn)環(huán)境恒溫控制確保試驗(yàn)過(guò)程中溫度保持穩(wěn)定，以模擬實(shí)際運(yùn)行環(huán)境。濕度調(diào)節(jié)根據(jù)試驗(yàn)需求，對(duì)試驗(yàn)環(huán)境的濕度進(jìn)行精確控制。監(jiān)控與記錄實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度和濕度數(shù)據(jù)，確保試驗(yàn)條件符合標(biāo)準(zhǔn)要求。5試驗(yàn)環(huán)境095.1通則規(guī)定了可逆模式質(zhì)子交換膜單池與電堆性能測(cè)試的術(shù)語(yǔ)和定義、測(cè)試條件、測(cè)試方法、測(cè)試程序等。適用范圍確定可逆模式質(zhì)子交換膜單池與電堆在特定條件下的性能，為產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、質(zhì)量控制等提供依據(jù)。測(cè)試目的根據(jù)測(cè)試需求和目的，將測(cè)試分為單池性能測(cè)試和電堆性能測(cè)試兩類(lèi)。測(cè)試分類(lèi)5.1通則105.2可逆質(zhì)子交換膜單池/電堆組件可逆質(zhì)子交換膜單池/電堆組件采用特定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)高效能量轉(zhuǎn)換和長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)材料選擇安全性考慮組件選用高性能的質(zhì)子交換膜、催化劑和電極材料等，以確保其優(yōu)異的電化學(xué)性能和耐久性。在組件設(shè)計(jì)過(guò)程中，充分考慮了安全性能，采取多重保護(hù)措施，降低潛在風(fēng)險(xiǎn)。0302015.2可逆質(zhì)子交換膜單池/電堆組件115.3分離式可逆質(zhì)子交換膜單池/電堆高質(zhì)子傳導(dǎo)性采用高性能質(zhì)子交換膜，確保氫離子在正負(fù)電極間的高效傳輸。緊湊輕便優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)模塊的小型化和輕量化，便于集成與應(yīng)用。分離式設(shè)計(jì)正負(fù)極板和膜電極組件可獨(dú)立拆卸，方便維修與更換。5.3分離式可逆質(zhì)子交換膜單池/電堆125.4試驗(yàn)裝置氫氣供應(yīng)為燃料電池提供穩(wěn)定、純凈的氫氣，確保試驗(yàn)過(guò)程中氣體的連續(xù)供應(yīng)。氧氣或空氣供應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)需求，為燃料電池提供相應(yīng)純度的氧氣或經(jīng)過(guò)處理的壓縮空氣。5.4試驗(yàn)裝置135.5參數(shù)控制與測(cè)量精確控制運(yùn)行參數(shù)根據(jù)模塊運(yùn)行狀態(tài)和外部環(huán)境變化，實(shí)時(shí)調(diào)整參數(shù)控制策略，以?xún)?yōu)化模塊性能。實(shí)時(shí)調(diào)整策略預(yù)防性維護(hù)措施通過(guò)定期檢查和調(diào)整參數(shù)設(shè)置，采取預(yù)防性維護(hù)措施，降低模塊故障風(fēng)險(xiǎn)。為確保燃料電池模塊的穩(wěn)定運(yùn)行，需要精確控制包括溫度、壓力、濕度等在內(nèi)的關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)。5.5參數(shù)控制與測(cè)量145.6試驗(yàn)輸入?yún)?shù)及試驗(yàn)輸出參數(shù)的測(cè)量方法與控制精確度

5.6試驗(yàn)輸入?yún)?shù)及試驗(yàn)輸出參數(shù)的測(cè)量方法與控制精確度氣體流量測(cè)量使用合適的氣體流量計(jì)，如質(zhì)量流量計(jì)或體積流量計(jì)，確保準(zhǔn)確測(cè)量進(jìn)入燃料電池的氣體流量。溫度與壓力測(cè)量在燃料電池的關(guān)鍵部位安裝溫度和壓力傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄溫度和壓力的變化。濕度測(cè)量采用濕度計(jì)或濕度傳感器，測(cè)量進(jìn)入燃料電池的氣體的濕度，以確保其在適宜范圍內(nèi)。156測(cè)量?jī)x器與測(cè)量方法電流測(cè)量使用高精度電流表，確保在燃料電池運(yùn)行過(guò)程中能夠準(zhǔn)確測(cè)量電流值。電壓測(cè)量采用高分辨率電壓表，以捕捉質(zhì)子交換膜單池與電堆的細(xì)微電壓變化。數(shù)據(jù)記錄實(shí)時(shí)記錄電流與電壓數(shù)據(jù)，便于后續(xù)性能分析。6測(cè)量?jī)x器與測(cè)量方法166.1儀器的不確定度儀器精度的影響儀器的精度會(huì)直接影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此，在選擇測(cè)試儀器時(shí)，應(yīng)充分考慮其精度等級(jí)是否符合測(cè)試要求。儀器校準(zhǔn)的重要性為確保測(cè)試結(jié)果的可靠性，必須對(duì)測(cè)試儀器進(jìn)行定期校準(zhǔn)，以消除儀器自身的誤差。不確定度的評(píng)估方法可以采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)而評(píng)估儀器的不確定度，為改進(jìn)測(cè)試方法和提高測(cè)試精度提供依據(jù)。6.1儀器的不確定度176.2推薦的測(cè)量?jī)x器與方法推薦使用高精度電流表，確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。在測(cè)量過(guò)程中，應(yīng)注意電流表的量程選擇，避免超出量程造成損壞。選用合適量程的電壓表，對(duì)單池或電堆的輸出電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在測(cè)量時(shí)，需確保電壓表的輸入阻抗足夠高，以減小對(duì)被測(cè)電路的影響。電流測(cè)量電壓測(cè)量6.2推薦的測(cè)量?jī)x器與方法186.3參考試驗(yàn)條件與制造商建議提供了標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)溫度、壓力及其允許范圍，確保測(cè)試環(huán)境的一致性。溫度與壓力控制規(guī)定了試驗(yàn)所用燃料和氧化劑的成分、純度及供應(yīng)條件。燃料與氧化劑供應(yīng)列出了用于性能測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備及儀器，確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。測(cè)試設(shè)備與儀器6.3參考試驗(yàn)條件與制造商建議196.4數(shù)據(jù)采集方法6.4數(shù)據(jù)采集方法準(zhǔn)確性確保采集到的數(shù)據(jù)真實(shí)、準(zhǔn)確，能夠反映燃料電池模塊的實(shí)際性能。實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)采集應(yīng)具備實(shí)時(shí)性，以便及時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整燃料電池模塊的運(yùn)行狀態(tài)。可靠性數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)穩(wěn)定可靠，確保數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性。207試驗(yàn)程序與結(jié)果計(jì)算試驗(yàn)條件設(shè)置按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定設(shè)置試驗(yàn)條件，包括溫度、濕度、壓力等環(huán)境參數(shù)，以及燃料電池的工作模式和負(fù)載條件等。準(zhǔn)備工作根據(jù)試驗(yàn)需求準(zhǔn)備相應(yīng)的試驗(yàn)設(shè)備、儀器儀表和測(cè)試樣品，確保其性能穩(wěn)定可靠。試驗(yàn)操作按照規(guī)定的程序進(jìn)行試驗(yàn)操作，包括啟動(dòng)、運(yùn)行、數(shù)據(jù)采集、故障處理等，確保試驗(yàn)過(guò)程的安全和有效性。7試驗(yàn)程序與結(jié)果計(jì)算217.1通則術(shù)語(yǔ)和定義本章規(guī)定了可逆模式質(zhì)子交換膜單池與電堆性能測(cè)試的術(shù)語(yǔ)和定義，包括可逆模式、質(zhì)子交換膜、單池、電堆等關(guān)鍵概念，確保讀者對(duì)測(cè)試方法的理解準(zhǔn)確無(wú)誤。測(cè)試條件通則中明確了測(cè)試的環(huán)境條件，如溫度、濕度、壓力等，以及測(cè)試所需的設(shè)備、儀器及其精度要求，為后續(xù)的測(cè)試提供了標(biāo)準(zhǔn)化的環(huán)境基礎(chǔ)。安全要求在進(jìn)行可逆模式質(zhì)子交換膜單池與電堆性能測(cè)試時(shí)，通則強(qiáng)調(diào)必須遵守相關(guān)的安全規(guī)定，包括防火、防爆、防電擊等，確保測(cè)試過(guò)程的安全可靠。7.1通則227.2電流-電壓(I-V)特性試驗(yàn)評(píng)估燃料電池的電流-電壓性能。了解燃料電池在不同電流密度下的電壓輸出情況。為燃料電池的優(yōu)化和設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支持。7.2電流-電壓(I-V)特性試驗(yàn)237.3穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)確保試驗(yàn)設(shè)備齊全且性能穩(wěn)定包括電源、負(fù)載、溫度控制系統(tǒng)等。設(shè)置合適的試驗(yàn)參數(shù)根據(jù)試驗(yàn)需求和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，設(shè)置合理的試驗(yàn)電壓、電流等參數(shù)。對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行預(yù)處理如清潔表面、檢查密封性等，以確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。7.3穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)247.4耐久性試驗(yàn)03為可逆模式質(zhì)子交換膜單池與電堆的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用提供重要依據(jù)。01驗(yàn)證可逆模式質(zhì)子交換膜單池與電堆在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)程中的性能穩(wěn)定性。02評(píng)估可逆模式質(zhì)子交換膜單池與電堆的耐久性，以確定其使用壽命。7.4耐久性試驗(yàn)257.5內(nèi)電阻(IR)測(cè)量通過(guò)施加直流電流來(lái)測(cè)量電壓變化，從而計(jì)算內(nèi)電阻。直流法利用小幅度交流信號(hào)測(cè)量阻抗，分析得到內(nèi)電阻。交流阻抗法通過(guò)階躍電壓或電流信號(hào)，觀察系統(tǒng)響應(yīng)來(lái)計(jì)算內(nèi)電阻。階躍響應(yīng)法7.5內(nèi)電阻(IR)測(cè)量267.6電流循環(huán)耐久性試驗(yàn)評(píng)估燃料電池模塊在電流循環(huán)條件下的性能衰減情況。驗(yàn)證燃料電池模塊在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性和可靠性。為燃料電池模塊的優(yōu)化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造提供重要依據(jù)。7.6電流循環(huán)耐久性試驗(yàn)277.7加壓試驗(yàn)評(píng)估其承受壓力的能力及在不同壓力下的工作效率。為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。驗(yàn)證可逆模式質(zhì)子交換膜單池與電堆在加壓條件下的性能表現(xiàn)。7.7加壓試驗(yàn)288試驗(yàn)報(bào)告包括試驗(yàn)準(zhǔn)備、試驗(yàn)步驟、試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄等，確保試驗(yàn)過(guò)程的可追溯性。完整記錄試驗(yàn)過(guò)程根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出結(jié)論，并對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)要求，評(píng)估產(chǎn)品的性能。試驗(yàn)結(jié)果分析如試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)任何偏離標(biāo)準(zhǔn)的情況，應(yīng)在報(bào)告中詳細(xì)說(shuō)明，并分析其對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。偏離情況說(shuō)明8試驗(yàn)報(bào)告298.1通則適用范圍規(guī)定了可逆模式質(zhì)子交換膜單池與電堆性能測(cè)試的術(shù)語(yǔ)和定義、測(cè)試條件、測(cè)試方法等通用要求。重要性為確?？赡婺Ｊ饺剂想姵啬K的性能測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性提供基本指導(dǎo)。參考價(jià)值對(duì)于可逆模式燃料電池模塊的研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用等環(huán)節(jié)具有參考意義，有助于推動(dòng)行業(yè)規(guī)范化發(fā)展。8.1通則308.2報(bào)告項(xiàng)目全面性報(bào)告應(yīng)涵蓋所有測(cè)試項(xiàng)目的結(jié)果，確保數(shù)據(jù)完整、無(wú)遺漏。準(zhǔn)確性報(bào)告中的數(shù)據(jù)和結(jié)論必須基于實(shí)際測(cè)試結(jié)果，確保準(zhǔn)確無(wú)誤。規(guī)范性報(bào)告格式和表述應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，便于理解和使用。8.2報(bào)告項(xiàng)目318.3試驗(yàn)單元數(shù)據(jù)說(shuō)明完整性數(shù)據(jù)記錄應(yīng)涵蓋試驗(yàn)的全過(guò)程，從試驗(yàn)開(kāi)始到結(jié)束的各個(gè)階段都應(yīng)有相應(yīng)的數(shù)據(jù)記錄，以便后續(xù)分析和比對(duì)。規(guī)范性數(shù)據(jù)記錄需遵循一定的格式和規(guī)范，方便數(shù)據(jù)整理、存儲(chǔ)和查閱。準(zhǔn)確性試驗(yàn)過(guò)程中需準(zhǔn)確記錄所有相關(guān)數(shù)據(jù)，包括溫度、壓力、電流、電壓等關(guān)鍵參數(shù)，以確保試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。8.3試驗(yàn)單元數(shù)據(jù)說(shuō)明328.4試驗(yàn)條件說(shuō)明確保試驗(yàn)環(huán)境溫度在規(guī)定范圍內(nèi)，以保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。溫度控制保持試驗(yàn)環(huán)境濕度適中，避免對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生不良影響。濕度要求采取必要措施，降低電磁干擾對(duì)測(cè)試設(shè)備的影響。電磁干擾8.4試驗(yàn)條件說(shuō)明338.5試驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明準(zhǔn)確性試驗(yàn)數(shù)據(jù)必須準(zhǔn)確無(wú)誤，能夠真實(shí)反映測(cè)試過(guò)程中的各項(xiàng)參數(shù)和指標(biāo)。完整性試驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)包含所有關(guān)鍵測(cè)試點(diǎn)，確保對(duì)測(cè)試結(jié)果有全面的了解和評(píng)估。規(guī)范性試驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，便于后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和處理。8.5試驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明030201348.6不確定度評(píng)估010203評(píng)估目的不確定度評(píng)估是為了確定測(cè)量結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性，在《儲(chǔ)能系統(tǒng)用可逆模式燃料電池模塊》標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)各項(xiàng)性能測(cè)試結(jié)果進(jìn)行不確定度評(píng)估，有助于確保測(cè)量數(shù)據(jù)的真實(shí)有效。評(píng)估方法不確定度評(píng)估通常包括A類(lèi)不確定度和B類(lèi)不確定度的評(píng)估。A類(lèi)不確定度主要通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)