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一、概述

YG-JXST32型 燃料電池教學(xué)實(shí)驗臺/燃料電池教學(xué)實(shí)訓裝置，燃料電池發(fā)電系統控制單元是整個(gè)實(shí)驗裝置的核心部分，通過(guò)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)現燃料電池發(fā)電系統的熱管理和水管理。針對不同負載，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，繪制相應的特性曲線(xiàn)。通過(guò)調整和優(yōu)化控制變量，確定最優(yōu)操作條件，獲得最佳的系統輸出性能。針對不同類(lèi)型電堆，通過(guò)比較電堆特性曲線(xiàn)，評價(jià)電堆性能。

二、定位及特色

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

  2、實(shí)現電堆溫度和尾氣排放控制。

  3、制定燃料電池性能測試規則，建立電堆性能評價(jià)模型。

  4、設計制作全檢測型燃料電池性能分析實(shí)驗系統平臺。

  5、電堆功率100W，儀表由系統獨立12V 供電，系統耗氫1.5L/min，Labview 顯示界面編程。

  6、線(xiàn)性負載60W、可選電子負載300W、阻性負載（LED陣列）50W。

三、實(shí)驗項目

  1、線(xiàn)形負載和燈泡負載電堆性能實(shí)驗；

  2、恒值負載電堆性能實(shí)驗；

  3、不同溫度電堆性能曲線(xiàn)實(shí)驗；

  4、不同壓力電堆性能曲線(xiàn)實(shí)驗；

  5、不同尾氣排放量電堆性能曲線(xiàn)實(shí)驗；

  6、最佳電堆性能曲線(xiàn)實(shí)驗；

  7、不同類(lèi)型電堆性能評價(jià)實(shí)驗。

四、燃料電池測試與管理

  1、燃料電池發(fā)電系統的熱管理和水管理

     針對風(fēng)冷型燃料電池堆，通過(guò)調節風(fēng)扇電壓，改變風(fēng)扇轉速，控制電堆溫度；針對水冷型燃料電池堆，通過(guò)調節循環(huán)水泵電壓，改變冷卻水流量，控制電堆溫度，實(shí)現電堆的熱管理。設定電磁閥開(kāi)閉周期和占空比，調節尾氣排放量，控制電堆內部濕度，實(shí)現電堆水管理。

  2、燃料電池堆的特性研究

     應用所提供的線(xiàn)形負載（變阻器）和燈泡負載，通過(guò)觀(guān)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(jìn)行恒電流、恒電壓、恒功率和恒電阻實(shí)驗，繪制不同負載變化下的V－I 和P－I 曲線(xiàn)，研究電堆的輸出特性。燃料電池堆V－I 曲線(xiàn)繪制，空冷型燃料電池堆V－I 曲線(xiàn)。

  3、燃料電池堆的性能優(yōu)化

     調節精密減壓閥，控制氫氣進(jìn)氣壓力；調節風(fēng)扇電壓或冷卻水流量，控制電堆溫度；調節尾氣排放量?？刂齐姸褲穸?。通過(guò)比較不同功率變化下的V－I 曲線(xiàn)，確定最優(yōu)操作條件，獲得相同系列電堆的最佳系統輸出性能曲線(xiàn)。

  4、燃料電池堆的性能評價(jià)

     對于不同類(lèi)型的燃料電池堆，在確定最優(yōu)操作條件基礎上，比較最佳性能輸出曲線(xiàn)，劃分功率輸出段，分析計算極化壓降、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(xiàn)的陡降點(diǎn)。檢測各曲線(xiàn)陡降點(diǎn)V-I值，利用所建立的電堆性能評價(jià)模型，評價(jià)電堆各功率段性能。電堆最佳性能曲線(xiàn)比較結果和性能評價(jià)模型。