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

《儲能系統(tǒng)用可逆模式燃料電池模塊第2部分：可逆模式質子交換膜單池與電堆性能測試方法gb/t42847.2-2023》詳細解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術語、定義與符號3.1術語與定義3.2符號3.3氣體溫度與壓力的標準值4通用安全要求5試驗環(huán)境contents目錄5.1通則5.2可逆質子交換膜單池/電堆組件5.3分離式可逆質子交換膜單池/電堆5.4試驗裝置5.5參數(shù)控制與測量5.6試驗輸入?yún)?shù)及試驗輸出參數(shù)的測量方法與控制精確度6測量儀器與測量方法6.1儀器的不確定度contents目錄6.2推薦的測量儀器與方法6.3參考試驗條件與制造商建議6.4數(shù)據(jù)采集方法7試驗程序與結果計算7.1通則7.2電流-電壓(I-V)特性試驗7.3穩(wěn)態(tài)試驗7.4耐久性試驗7.5內電阻(IR)測量contents目錄7.6電流循環(huán)耐久性試驗7.7加壓試驗8試驗報告8.1通則8.2報告項目8.3試驗單元數(shù)據(jù)說明8.4試驗條件說明8.5試驗數(shù)據(jù)說明8.6不確定度評估contents目錄附錄A(規(guī)范性)試驗程序指南附錄B(規(guī)范性)公示匯編參考文獻011范圍123本標準規(guī)定了可逆模式質子交換膜單池與電堆的術語和定義、測試條件、測試項目、測試方法以及測試報告。適用于儲能系統(tǒng)用可逆模式質子交換膜單池與電堆的性能測試，其他類型的燃料電池可參照使用。主要測試包括電池性能、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，以及其對本測試方法適用范圍、術語定義、測試條件等方面的規(guī)定。01詳細介紹了在儲能系統(tǒng)用可逆模式燃料電池模塊性能測試方法中所引用的其他相關國家標準、行業(yè)標準或國際標準。02這些引用文件為制定本測試方法提供了科學依據(jù)和技術支撐，確保其具有可操作性和實用性。2規(guī)范性引用文件033術語、定義與符號可逆模式質子交換膜燃料電池01指能夠在同一電堆或單池內實現(xiàn)燃料電池模式和電解模式的質子交換膜燃料電池。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。性能測試03指對燃料電池或電堆性能進行評估的一系列試驗。3術語、定義與符號043.1術語與定義3.1術語與定義在可逆模式質子交換膜燃料電池中，通過外部施加電流，使水分子發(fā)生電解反應，生成氫氣和氧氣的模式。電解模式指能夠在同一電堆結構內實現(xiàn)燃料電池模式和電解模式的質子交換膜燃料電池?？赡婺Ｊ劫|子交換膜燃料電池在可逆模式質子交換膜燃料電池中，通過外部提供氫氣（或其他可燃氣體）和氧氣（或空氣），進行電化學反應并產(chǎn)生電能的模式。燃料電池模式053.2符號標準中詳細定義了電流的相關符號，包括電流強度、電流密度等，確保了測試過程中對電流參數(shù)的準確描述。電流符號針對可逆模式質子交換膜單池與電堆的電壓性能，標準中引入了相應的電壓符號，為測試提供了統(tǒng)一的電壓表述方式。電壓符號為了評估燃料電池的輸出功率，標準中明確了功率的符號及單位，使測試結果更具可比性和實際意義。功率符號3.2符號063.3氣體溫度與壓力的標準值進氣溫度確保進氣質量流量計前氣體溫度在燃料電池正常工作范圍內，以保證測量準確性。堆內溫度監(jiān)測燃料電池堆內部溫度，避免過高或過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準值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準要求，以防止電氣短路和漏電現(xiàn)象的發(fā)生。過流保護模塊應具備過流保護功能，以在異常情況下及時切斷電流，保護電路及相連設備的安全。接地保護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險。4通用安全要求085試驗環(huán)境恒溫控制確保試驗過程中溫度保持穩(wěn)定，以模擬實際運行環(huán)境。濕度調節(jié)根據(jù)試驗需求，對試驗環(huán)境的濕度進行精確控制。監(jiān)控與記錄實時監(jiān)測溫度和濕度數(shù)據(jù)，確保試驗條件符合標準要求。5試驗環(huán)境095.1通則規(guī)定了可逆模式質子交換膜單池與電堆性能測試的術語和定義、測試條件、測試方法、測試程序等。適用范圍確定可逆模式質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)、質量控制等提供依據(jù)。測試目的根據(jù)測試需求和目的，將測試分為單池性能測試和電堆性能測試兩類。測試分類5.1通則105.2可逆質子交換膜單池/電堆組件可逆質子交換膜單池/電堆組件采用特定的結構設計，以實現(xiàn)高效能量轉換和長期穩(wěn)定運行。結構設計材料選擇安全性考慮組件選用高性能的質子交換膜、催化劑和電極材料等，以確保其優(yōu)異的電化學性能和耐久性。在組件設計過程中，充分考慮了安全性能，采取多重保護措施，降低潛在風險。0302015.2可逆質子交換膜單池/電堆組件115.3分離式可逆質子交換膜單池/電堆高質子傳導性采用高性能質子交換膜，確保氫離子在正負電極間的高效傳輸。緊湊輕便優(yōu)化結構設計，實現(xiàn)模塊的小型化和輕量化，便于集成與應用。分離式設計正負極板和膜電極組件可獨立拆卸，方便維修與更換。5.3分離式可逆質子交換膜單池/電堆125.4試驗裝置氫氣供應為燃料電池提供穩(wěn)定、純凈的氫氣，確保試驗過程中氣體的連續(xù)供應。氧氣或空氣供應根據(jù)試驗需求，為燃料電池提供相應純度的氧氣或經(jīng)過處理的壓縮空氣。5.4試驗裝置135.5參數(shù)控制與測量精確控制運行參數(shù)根據(jù)模塊運行狀態(tài)和外部環(huán)境變化，實時調整參數(shù)控制策略，以優(yōu)化模塊性能。實時調整策略預防性維護措施通過定期檢查和調整參數(shù)設置，采取預防性維護措施，降低模塊故障風險。為確保燃料電池模塊的穩(wěn)定運行，需要精確控制包括溫度、壓力、濕度等在內的關鍵運行參數(shù)。5.5參數(shù)控制與測量145.6試驗輸入?yún)?shù)及試驗輸出參數(shù)的測量方法與控制精確度

5.6試驗輸入?yún)?shù)及試驗輸出參數(shù)的測量方法與控制精確度氣體流量測量使用合適的氣體流量計，如質量流量計或體積流量計，確保準確測量進入燃料電池的氣體流量。溫度與壓力測量在燃料電池的關鍵部位安裝溫度和壓力傳感器，實時監(jiān)測并記錄溫度和壓力的變化。濕度測量采用濕度計或濕度傳感器，測量進入燃料電池的氣體的濕度，以確保其在適宜范圍內。156測量儀器與測量方法電流測量使用高精度電流表，確保在燃料電池運行過程中能夠準確測量電流值。電壓測量采用高分辨率電壓表，以捕捉質子交換膜單池與電堆的細微電壓變化。數(shù)據(jù)記錄實時記錄電流與電壓數(shù)據(jù)，便于后續(xù)性能分析。6測量儀器與測量方法166.1儀器的不確定度儀器精度的影響儀器的精度會直接影響測量結果的準確性，因此，在選擇測試儀器時，應充分考慮其精度等級是否符合測試要求。儀器校準的重要性為確保測試結果的可靠性，必須對測試儀器進行定期校準，以消除儀器自身的誤差。不確定度的評估方法可以采用統(tǒng)計學方法對測試數(shù)據(jù)進行處理，進而評估儀器的不確定度，為改進測試方法和提高測試精度提供依據(jù)。6.1儀器的不確定度176.2推薦的測量儀器與方法推薦使用高精度電流表，確保測量結果的準確性。在測量過程中，應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，對單池或電堆的輸出電壓進行實時監(jiān)測。在測量時，需確保電壓表的輸入阻抗足夠高，以減小對被測電路的影響。電流測量電壓測量6.2推薦的測量儀器與方法186.3參考試驗條件與制造商建議提供了標準試驗溫度、壓力及其允許范圍，確保測試環(huán)境的一致性。溫度與壓力控制規(guī)定了試驗所用燃料和氧化劑的成分、純度及供應條件。燃料與氧化劑供應列出了用于性能測試的標準設備及儀器，確保測量結果的準確性和可靠性。測試設備與儀器6.3參考試驗條件與制造商建議196.4數(shù)據(jù)采集方法6.4數(shù)據(jù)采集方法準確性確保采集到的數(shù)據(jù)真實、準確，能夠反映燃料電池模塊的實際性能。實時性數(shù)據(jù)采集應具備實時性，以便及時監(jiān)測和調整燃料電池模塊的運行狀態(tài)?？煽啃詳?shù)據(jù)采集系統(tǒng)應穩(wěn)定可靠，確保數(shù)據(jù)的連續(xù)性和完整性。207試驗程序與結果計算試驗條件設置按照標準規(guī)定設置試驗條件，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載條件等。準備工作根據(jù)試驗需求準備相應的試驗設備、儀器儀表和測試樣品，確保其性能穩(wěn)定可靠。試驗操作按照規(guī)定的程序進行試驗操作，包括啟動、運行、數(shù)據(jù)采集、故障處理等，確保試驗過程的安全和有效性。7試驗程序與結果計算217.1通則術語和定義本章規(guī)定了可逆模式質子交換膜單池與電堆性能測試的術語和定義，包括可逆模式、質子交換膜、單池、電堆等關鍵概念，確保讀者對測試方法的理解準確無誤。測試條件通則中明確了測試的環(huán)境條件，如溫度、濕度、壓力等，以及測試所需的設備、儀器及其精度要求，為后續(xù)的測試提供了標準化的環(huán)境基礎。安全要求在進行可逆模式質子交換膜單池與電堆性能測試時，通則強調必須遵守相關的安全規(guī)定，包括防火、防爆、防電擊等，確保測試過程的安全可靠。7.1通則227.2電流-電壓(I-V)特性試驗評估燃料電池的電流-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)化和設計提供數(shù)據(jù)支持。7.2電流-電壓(I-V)特性試驗237.3穩(wěn)態(tài)試驗確保試驗設備齊全且性能穩(wěn)定包括電源、負載、溫度控制系統(tǒng)等。設置合適的試驗參數(shù)根據(jù)試驗需求和標準規(guī)定，設置合理的試驗電壓、電流等參數(shù)。對試驗樣品進行預處理如清潔表面、檢查密封性等，以確保試驗結果的準確性。7.3穩(wěn)態(tài)試驗247.4耐久性試驗03為可逆模式質子交換膜單池與電堆的設計、生產(chǎn)和使用提供重要依據(jù)。01驗證可逆模式質子交換膜單池與電堆在長時間運行過程中的性能穩(wěn)定性。02評估可逆模式質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257.5內電阻(IR)測量通過施加直流電流來測量電壓變化，從而計算內電阻。直流法利用小幅度交流信號測量阻抗，分析得到內電阻。交流阻抗法通過階躍電壓或電流信號，觀察系統(tǒng)響應來計算內電阻。階躍響應法7.5內電阻(IR)測量267.6電流循環(huán)耐久性試驗評估燃料電池模塊在電流循環(huán)條件下的性能衰減情況。驗證燃料電池模塊在長時間運行過程中的穩(wěn)定性和可靠性。為燃料電池模塊的優(yōu)化設計和生產(chǎn)制造提供重要依據(jù)。7.6電流循環(huán)耐久性試驗277.7加壓試驗評估其承受壓力的能力及在不同壓力下的工作效率。為產(chǎn)品的設計和優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。驗證可逆模式質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288試驗報告包括試驗準備、試驗步驟、試驗數(shù)據(jù)記錄等，確保試驗過程的可追溯性。完整記錄試驗過程根據(jù)試驗數(shù)據(jù)進行分析，得出結論，并對比標準要求，評估產(chǎn)品的性能。試驗結果分析如試驗過程中出現(xiàn)任何偏離標準的情況，應在報告中詳細說明，并分析其對試驗結果的影響。偏離情況說明8試驗報告298.1通則適用范圍規(guī)定了可逆模式質子交換膜單池與電堆性能測試的術語和定義、測試條件、測試方法等通用要求。重要性為確保可逆模式燃料電池模塊的性能測試結果的準確性和可靠性提供基本指導。參考價值對于可逆模式燃料電池模塊的研發(fā)、生產(chǎn)、應用等環(huán)節(jié)具有參考意義，有助于推動行業(yè)規(guī)范化發(fā)展。8.1通則308.2報告項目全面性報告應涵蓋所有測試項目的結果，確保數(shù)據(jù)完整、無遺漏。準確性報告中的數(shù)據(jù)和結論必須基于實際測試結果，確保準確無誤。規(guī)范性報告格式和表述應符合相關標準和規(guī)范，便于理解和使用。8.2報告項目318.3試驗單元數(shù)據(jù)說明完整性數(shù)據(jù)記錄應涵蓋試驗的全過程，從試驗開始到結束的各個階段都應有相應的數(shù)據(jù)記錄，以便后續(xù)分析和比對。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、存儲和查閱。準確性試驗過程中需準確記錄所有相關數(shù)據(jù)，包括溫度、壓力、電流、電壓等關鍵參數(shù)，以確保試驗結果的可靠性。8.3試驗單元數(shù)據(jù)說明328.4試驗條件說明確保試驗環(huán)境溫度在規(guī)定范圍內，以保證測試結果的準確性。溫度控制保持試驗環(huán)境濕度適中，避免對測試結果產(chǎn)生不良影響。濕度要求采取必要措施，降低電磁干擾對測試設備的影響。電磁干擾8.4試驗條件說明338.5試驗數(shù)據(jù)說明準確性試驗數(shù)據(jù)必須準確無誤，能夠真實反映測試過程中的各項參數(shù)和指標。完整性試驗數(shù)據(jù)應包含所有關鍵測試點，確保對測試結果有全面的了解和評估。規(guī)范性試驗數(shù)據(jù)的記錄應符合相關標準和規(guī)范，便于后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和處理。8.5試驗數(shù)據(jù)說明030201348.6不確定度評估010203評估目的不確定度評估是為了確定測量結果的可靠性和準確性，在《儲能系統(tǒng)用可逆模式燃料電池模塊》標準中，對各項性能測試結果進行不確定度評估，有助于確保測量數(shù)據(jù)的真實有效。評估方法不確定度評估通常包括A類不確定度和B類不確定度的評估。A類不確定度主要通過統(tǒng)計分析實驗數(shù)