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一、概述

YG-JXST32型 燃料電池教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)/燃料電池教學(xué)實(shí)訓(xùn)裝置，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)控制單元是整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置的核心部分，通過控制燃料電池堆的溫度、氫氣壓力、空氣風(fēng)量和尾氣排放，實(shí)現(xiàn)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的熱管理和水管理。針對(duì)不同負(fù)載，可研究恒電流、恒電壓、恒功率、恒電阻等多種方式下的電堆特性，繪制相應(yīng)的特性曲線。通過調(diào)整和優(yōu)化控制變量，確定最優(yōu)操作條件，獲得最佳的系統(tǒng)輸出性能。針對(duì)不同類型電堆，通過比較電堆特性曲線，評(píng)價(jià)電堆性能。

二、定位及特色

  1、實(shí)現(xiàn)燃料電池系統(tǒng)的電壓、電流、功率、氫氣流量、氫氣壓力、電堆溫度、風(fēng)扇電壓、環(huán)境溫度的檢測(cè)與顯示。

  2、實(shí)現(xiàn)電堆溫度和尾氣排放控制。

  3、制定燃料電池性能測(cè)試規(guī)則，建立電堆性能評(píng)價(jià)模型。

  4、設(shè)計(jì)制作全檢測(cè)型燃料電池性能分析實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺(tái)。

  5、電堆功率100W，儀表由系統(tǒng)獨(dú)立12V 供電，系統(tǒng)耗氫1.5L/min，Labview 顯示界面編程。

  6、線性負(fù)載60W、可選電子負(fù)載300W、阻性負(fù)載（LED陣列）50W。

三、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、恒值負(fù)載電堆性能實(shí)驗(yàn)；

  3、不同溫度電堆性能曲線實(shí)驗(yàn)；

  4、不同壓力電堆性能曲線實(shí)驗(yàn)；

  5、不同尾氣排放量電堆性能曲線實(shí)驗(yàn)；

  6、最佳電堆性能曲線實(shí)驗(yàn)；

  7、不同類型電堆性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。

四、燃料電池測(cè)試與管理

  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。控制電堆濕度。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。

  4、燃料電池堆的性能評(píng)價(jià)

     對(duì)于不同類型的燃料電池堆，在確定最優(yōu)操作條件基礎(chǔ)上，比較最佳性能輸出曲線，劃分功率輸出段，分析計(jì)算極化壓降、歐姆壓降和濃差壓降的形狀、斜率和變化幅值，確定各功率段性能曲線的陡降點(diǎn)。檢測(cè)各曲線陡降點(diǎn)V-I值，利用所建立的電堆性能評(píng)價(jià)模型，評(píng)價(jià)電堆各功率段性能。電堆最佳性能曲線比較結(jié)果和性能評(píng)價(jià)模型。