燃料电池测试系统的基本理论
标准解读‖《燃料电池堆及系统基本性能试验方法》
标准解读‖《燃料电池堆及系统基本性能试验方法》2021年6月11日，中国汽车工程学会正式发布《燃料电池堆及系统基本性能试验方法》（T/CSAE 183－2021）团体标准。
该标准以燃料电池系统为试验对象，规定了燃料电池系统额定功率、燃料电池系统质量功率密度、燃料电池堆体积功率密度、燃料电池系统低温冷起动性能等关键性能指标的定义和试验方法，形成了统一的、达成广泛共识的定义和试验方法，对引导和规范车用燃料电池产业健康、可持续发展具有重要意义。
标准起草单位:中国汽车技术研究中心有限公司、上海捷氢科技有限公司、中汽研汽车检验中心（天津）有限公司、中国科学院大连化学物理研究所、同济大学、上海重塑能源科技有限公司、北京亿华通科技有限公司、潍柴动力股份有限公司、上海神力科技有限公司、丰田汽车（中国）投资有限公司、襄阳达安汽车检测中心有限公司、上海机动车检测认证技术研究中心有限公司、中国汽车工程研究院股份有限公司、中国第一汽车集团有限公司、北汽福田汽车股份有限公司、深圳市雄韬电源科技股份有限公司、安徽明天氢能科技股份有限公司、北京国家新能源汽车技术创新中心有限公司、未势能源科技有限公司、北京氢璞创能科技有限公司、上海骥翀氢能科技有限公司、厦门金龙联合汽车工业有限公司、广州汽车集团股份有限公司、现代汽车（中国）投资有限公司。
主要起草人：郝冬、王晓兵、陈沛、马明辉、张妍懿、杨子荣、侯明、侯永平、张晓丹、刘然、潘凤文、周斌、许诺、钟兵、裴冯来、王锐、盛夏、王超、赵坤、高鹏然、张林松、张少鹏、田俊龙、朱俊娥、梁栋、杨福清、郭温文、朴勋哲、魏青龙、朴世文、吴东来、韩硕、杜超、徐云飞。
标准解读本标准以燃料电池系统为试验对象，主要规定了燃料电池系统额定功率、燃料电池系统质量功率密度、燃料电池堆体积功率密度、燃料电池系统低温冷起动性能四项关键性能指标的定义和试验方法。
▪燃料电池系统额定功率燃料电池系统额定功率为制造厂规定的燃料电池系统在特定工况条件下能够持续工作的净输出功率。
燃料电池系统的性能测试与评估
燃料电池系统的性能测试与评估嘿，咱们今天来好好聊聊燃料电池系统的性能测试与评估这回事儿！我先给您讲讲我之前碰到的一件有趣的事儿。
有一次，我参加了一个新能源的研讨会，在会上遇到了一位研究燃料电池的专家。
他特别热情地跟我分享他在燃料电池系统性能测试中的经历。
他说有一次，他们团队在进行一项关键测试时，突然发现数据出现了异常波动。
那可把大家急坏了，整个团队熬了好几个通宵，一点点排查问题，最后发现居然是一个小小的传感器出了故障。
这事儿让他们深刻意识到，哪怕是最微小的环节，都可能对整个燃料电池系统的性能测试结果产生巨大影响。
咱们说回燃料电池系统的性能测试哈。
这就好比给一个运动员做全面体检，要从各个方面去评估它的“身体素质”。
首先得看它的输出功率，这就像是运动员的爆发力，能不能一下子冲出去。
功率不够，那在实际应用中就可能带不动设备，掉链子。
然后是能量转换效率。
这就好比运动员的体能利用效率，同样的能量输入，谁能转化出更多有用的能量，谁就更厉害。
要是效率低，那可就是浪费资源，不经济也不环保。
还有稳定性，这就像运动员保持良好状态的能力。
燃料电池系统要是一会儿行，一会儿不行，那可没法让人放心使用。
比如说，在连续工作一段时间后，性能会不会大幅下降。
在进行性能测试的时候，可不能马虎。
得用各种先进的仪器和设备，就像给运动员做体检用的那些精密仪器一样。
比如说高精度的功率计、温度计、压力计等等。
而且测试环境也得严格控制，温度、湿度、压力都得恰到好处，不然得出的数据就不准确啦。
评估燃料电池系统的性能也不是一件简单的事儿。
不能只看一两个数据就下结论，得综合考虑多个因素。
这就像评价一个学生不能只看他的数学成绩，还得看语文、英语等各科成绩综合起来。
比如说，有的燃料电池系统在短时间内输出功率很高，但长时间运行后性能下降很快；而有的系统虽然初始功率不是特别突出，但稳定性特别好，能够长时间稳定工作。
那到底哪个更好呢？这就得根据具体的使用场景来判断。
燃料电池的基本工作原理及主要用途
简述燃料电池的基本工作原理及主要用途1.燃料电池的工作原理燃料电池是一种按电化学原理，即原电池的工作原理，等温地把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的能量转换装置。
其单体电池是由电池的正极(即氧化剂发生还原反应的阴极)、负极(即还原剂或燃料发生氧化反应的阳极)和电解质构成，燃料电池与常规电池的不同之处在于，它的燃料和氧化剂不是贮存在电池内，而是贮存在电池外部的贮罐内，不受电池容量的限制，工作时燃料和氧化剂连续不断地输入电池内部，并同时排放出反应产物。
以磷酸型燃料电池为例，其反应式为：燃料极(阳极) H2→2H++2e-空气极(阴极) 1／2O2+2H++2e-→H2O综合反应式H2+1／2O2→H2O以上反应式表示：燃料电池工作时向负极供给燃料(氢)，向正极供给氧化剂(空气)，燃料(氢)在阳极被分解成带正电的氢离子(H+)和带负电的电子(e-)，氢离子(H+)在电解质中移动与空气极侧提供的O2发生反应，而电子(e-)通过外部的负荷电路返回到空气极侧参与反应，连续的反应促成了电子(e-)连续地流动，形成直流电，这就是燃料电池的发电过程，也是电解反应的逆过程。
2. 燃料电池的应用2.1能源发电燃料电池电站的每一套设备都包括了一整套采用天然气发电的电力系统。
分为以下几个分单元：①燃料电池组②燃气制备③空气压缩机④水再生利用⑤逆变器⑥测量与控制系统。
燃料电池组产生的直流电通过逆变器转换成电力系统所需的交流电。
各国工业界人士普遍对于燃料电池在发电站的应用前景看好。
2.2汽车动力目前，各国的汽车时用量均在不断增加，其排放的尾气已成为城市环境的主要污染源之一，特别是发展中国家，由于环境治理的力度不够，这一问题更加突出。
于是人们要求开发新型的清洁、高效的能源来解决这一问题。
质子交换膜燃料电池的出现，解决了燃料电池在汽车动力成本和技术方面存在的若干问题，使燃料电池电动车的开发和使用成为可能。
这种电池具有室温快速启动、无电解液流失、水易排出、寿命长、比功率与比能量高等特点，适合做汽车动力，是目前世界各国积极开发的运输用燃料电池。
实验报告5燃料电池电堆测试
《燃料电池电堆测试与分析》实验报告一.实验目的：１.掌握PEMFC电堆测试台的基本结构和操作方法；２.通过实测，掌握电堆极化曲线的测试方法，学会绘制极化曲线、功率曲线等图谱；３.能将燃料电池电堆的实测性能应用于燃料电池系统的构建上；锻炼运用理论分析、解决实际问题的能力和方法。
二.实验原理：将所需测量的PEMFC电堆与NBT燃料电池测试系统连接，通过控制平台调节燃料电池的氢气和空气流量，设置负载的电流值（也就是燃料电池电堆的电流值），观察记录电压值和功率值得变化，利用所记录的数据画出燃料电池的i-V和i-P曲线。
三.实验仪器设备和器材四.测试平台开机顺序测试１.打开气源，检查氢气、空气（外部供应时）的压力是否正常、去离子水的液位是否正常；室内氢气泄露报警系统是否正常；氢气、空气与水的排放口是否连接妥当，氢气管路的出口必须接于室外。
注意测试时的人员与设备的安全。
２.给测试平台上电，380V AC。
３.开启电脑，与设备联机。
４.手动设置适当的氢、空、冷却水温度（注意不应超过80℃）、各流体最低流量、电堆片数、活性面积等参数。
５.设定数据保存路径和文件名，开始记录数据。
６.测试极化曲线。
根据电堆所需要氢空流量，手动设置电流，测试极化曲线。
７.实验结束。
五.提前制作电堆运行所需氢气和空气的流量表，如下表所示。
已知条件：电堆片数：19片，单电池活性面积250cm2; 阴/阳极化学计量比：3.5/1.5; 常压六.绘制电堆的极化曲线和功率密度曲线，需要标明必要的测试条件。
七.绘制上述极化曲线上最大功率时的单片电池电压柱状图，并计算电压的标准偏差。
学生（签名）：实验日期：2015.5.25。
燃料电池测试系统
燃料电池测试系统燃料电池测试催化剂测试实验室自动化材料测试brand innovative solutions by TesSol, Inc.为客户提供最好的仪器和服务是我门的宗旨高品质，高精度，仪器服务期长模块化结构，以太网通信，安装操作简单模块化结构以及以太网通信，使仪器将来升级/扩展简单，一次投资，长期回报低阻电子负载，无需放电增强器FCPower软件用户友好界面，操作简单软件允许用户用VBScript等编程语言编写脚本，满足自己特殊测试需要免费软件升级，免费终生客户支持软件还兼容控制很多第三方设备Fideris已经为顾客提供了15年优质服务，而且还将一直继续下去模块化设计完整的测试系统模块完美结合成为系统电子负载模块温度控制模块气体液体控制模块其它模块，如加湿器，背压控制等等完全客户化设计，为您提供满足您的特殊需要的测试仪器。
而且购买后也可以简单做到仪器扩展/升级，避免了仪器资源浪费TesSol制造并为用户提供Fideris品牌系列的测试仪器。
在燃料电池、催化剂、感应片、材料以及很多其它紧密相关的领域，Fideris系列仪器代表了在研究、质量控制、以及产品测试方面最为创新的实验解决方案。
Fideris系列仪器包括：一体化测试系统、气体供给系统、液体供给系统、气体液体混合供给系统、液体供给液压系统、压力控制监测系统、温度控制监测系统、压力控制监测系统、电子负载系统、加湿器系统、气体加热线、辅助输入输出系统、架构模块式系统以及第三方设备等。
Fideris系列仪器采用FCpower软件为用户提供方便直观的电脑控制以及数据处理平台。
FCpower软件为燃料电池研究者提供了最为灵活、最为强大的燃料电池测试平台。
软件包含了对所有接入仪器的设定、控制、安全报警以及数据收集和处理等方面。
Fideris的燃料电池测试系统是专门为燃料电池测试而设计。
我们的燃料电池试验站已经在世界范围内应用于燃料电池以及子系统（从小于1瓦到高于10万瓦）测试，包含所有化学材料类型（PEMFC质子交换膜燃料电池、SOFC固态氧化物燃料电池等等）、所有类型（微型、小型、大型）以及多种燃料类型（氢、天然气、柴油、汽油、重整油等等）。
燃料电池电堆测试标准
燃料电池电堆测试标准燃料电池电堆的测试标准通常涵盖了多个方面，以确保其安全性和性能符合要求。
以下是燃料电池电堆测试标准的一些关键内容：1. 总则：这部分通常会概述燃料电池电堆的基本要求，包括对测试环境、测试设备和测试程序的一般性描述。
2. 机械冲击的测试方法和要求：为了确保燃料电池电堆在运输和使用过程中能够承受各种冲击和振动，需要进行机械冲击测试。
这包括模拟运输过程中的颠簸、碰撞等情况，以及评估电堆的结构完整性和耐久性。
3. 气密性的测试方法和要求：气密性测试是检验燃料电池电堆是否存在气体泄漏的重要环节。
这涉及到对电堆的各个密封部位进行检查，确保在正常工作压力下不会有气体泄漏，以保证系统的安全运行和高效能源转换。
4. 电气安全的测试方法和要求：电气安全测试是为了验证燃料电池电堆在电气连接、绝缘性能以及在异常条件下的防护措施是否有效。
这包括但不限于短路、过载、电压波动等情况的测试。
5. 性能测试：性能测试通常包括输出功率、效率、稳定性等方面的评估。
这些测试有助于确定燃料电池电堆在实际工作条件下的表现是否符合设计要求。
6. 环境适应性测试：环境适应性测试评估燃料电池电堆在不同的环境条件下（如温度、湿度、海拔等）的性能和耐久性。
7. 寿命测试：寿命测试用于评估燃料电池电堆在长期运行后的性能衰减情况，以及在预定的使用寿命内是否能够保持可靠的性能。
8. 安全标准：安全标准如GB/T 36288-2018《燃料电池电动汽车燃料电池堆安全要求》提供了具体的测试方法和要求，以确保燃料电池电堆的安全性。
9. 国际标准：除了国家标准外，还可能参考国际标准如ISO（国际标准化组织）和IEC（国际电工委员会）发布的相关燃料电池电堆测试标准。
10. 行业特定标准：某些行业或应用领域可能有特定的测试标准和要求，这些标准可能会更加详细和严格。
综上所述，燃料电池电堆的测试是一个复杂的过程，需要遵循一系列的标准和规范，以确保其安全、可靠且高效地运行。
燃料电池测试电位的方法_概述说明以及解释
燃料电池测试电位的方法概述说明以及解释1. 引言1.1 概述燃料电池作为一种新型的能源转换设备，具有高效、清洁、可再生等优点，在能源领域受到广泛关注和研究。
燃料电池测试是评估和验证燃料电池性能的重要手段之一。
而测试电位则是用来测量燃料电池在工作过程中产生的反应电势。
本文将探讨燃料电池测试电位的方法，并对其原理、实施步骤与注意事项以及结果分析与评估指标进行详细解释。
1.2 文章结构本文主要分为六个部分进行阐述。
引言部分概述了文章的背景和目标，并提供了整体结构的简要介绍。
接下来，第二部分将详细介绍燃料电池测试电位的三种方法。
第三部分将对燃料电池测试电位进行概述说明，包括定义、重要性以及相关领域和应用场景。
第四至第六部分将依次解释每种方法的原理、实施步骤与注意事项以及结果分析与评估指标。
最后一部分是文章的结论，总结了本文的内容并提出进一步的研究方向。
1.3 目的本文旨在全面探讨燃料电池测试电位的方法，并详细解释每种方法的原理、实施步骤与注意事项以及结果分析与评估指标，以帮助读者对该领域进行深入了解和应用。
同时，通过阐述燃料电池测试电位的重要性和相关领域应用场景，提高人们对燃料电池技术的认识和关注度。
最终推动燃料电池在能源转换中的应用发展，促进环境保护和可持续发展。
2. 燃料电池测试电位的方法燃料电池测试电位是评估燃料电池性能的重要指标之一。
在燃料电池领域，有多种方法可以进行测试和测量燃料电池的工作电位。
下面将介绍三种常用的测试方法。
2.1 方法一方法一是通过使用标准参比电极来测量燃料电池工作时的电位。
这种方法需要将参考电极与阴阳极连接，并通过连接桥与被测设备相连。
通过对两个极端点之间加入外部负载，并注入适当的气体和液体，可以观察到所得到的稳定电压值。
这种方法具有简单、直接、可靠等特点，广泛应用于实际生产中。
2.2 方法二另一种常见的测试方法是使用旋转盘(Rotating Disk Electrode, RDE) 技术进行测试。
燃料电池doe标准
燃料电池doe标准DOE（Design of Experiments）标准是一种用于确定和评估燃料电池性能和可靠性的标准。
它是由美国能源部（DOE）制定的一种联邦政府级标准，旨在确保燃料电池系统的安全、可靠和高效。
一、DOE标准概述DOE标准包括一系列针对燃料电池系统的实验设计和评估方法，以确保其性能、可靠性和安全性达到预期水平。
这些实验涉及各个方面，包括电池单体的性能测试、电池系统的集成和测试、安全性和环境适应性评估等。
DOE标准的主要目标是：1．确保燃料电池系统的性能达到预期水平；2．评估燃料电池系统的可靠性和耐久性；3．确定燃料电池系统的安全性和环境适应性；4．为燃料电池系统的设计和改进提供指导。
二、DOE标准的主要内容1.燃料电池单体性能测试DOE标准对燃料电池单体的性能测试进行了详细规定，包括测试方法、测试设备和测试程序等方面。
这些测试旨在评估燃料电池单体的基本性能特征，如电压、电流、功率密度等。
2.燃料电池系统集成和测试DOE标准对燃料电池系统的集成和测试进行了规定，包括系统设计、组件集成、系统测试等方面的要求。
这些测试旨在确保燃料电池系统能够满足实际应用的需求，并确保系统在不同环境和条件下能够可靠运行。
3.燃料电池系统安全性和环境适应性评估DOE标准对燃料电池系统的安全性和环境适应性进行了详细规定，包括对系统组件的材料选择、防爆设计、防火设计等方面的要求。
这些测试旨在确保燃料电池系统在各种环境条件下能够安全可靠地运行，并能够应对潜在的安全风险。
4.燃料电池系统设计和改进指南DOE标准还提供了一些指南，用于指导燃料电池系统的设计和改进。
这些指南包括对系统架构的选择、材料选择、制造工艺等方面的建议，旨在帮助开发人员优化系统设计和性能。
三、DOE标准的实施和应用DOE标准在美国和其他国家得到了广泛应用，被视为评估和认证燃料电池系统的重要依据。
许多政府机构、研究机构和企业都采用DOE标准进行燃料电池系统的设计和评估。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
燃料电池测试系统的基本理论
随着全球对能源需求的增长及人类对环境要求的提高。
各个国家对燃料电池的研究和开发H益增多。
燃料电池测试系统不仅存燃料电池系统的研发阶段十分重要，即使是在其投入使用之后对于维持电池的正常工作也是不可或缺的。
强大的测试能力能够提供对燃料电池可靠的监控。
提供灵活的结构，具备了这种能力，科学界能够很方便地设计他们的系统，以跟踪燃料电池技术进步。
以下是对燃料电池测试系统的相关介绍。
1、测试目的
虽然研究、开发、制造和应用部分的总目标各有不同。
它们对于燃料电池的检测和躲视项目要求却是相似的。
对丁研发部门，测试要求足确定输出能量、使用寿命和电池组的耐用性。
在设计验收阶段，主要任务是优化设计以备大规模生产．以及在不降低效率的情况下降低电堆总成本。
对丁生产应用．要求燃料电池符合规范要求。
而在实际使用中，监测电池的寿命和工作状态是非常重要的。
好在这些不同的任务对电池测试系统的要求都差不多。
2、测试系统的主要特点
①隔离。
燃料电池测试系统先要进行各种需要信号调理的测鼍。
然后原始信号才能有数据采集系统数字化。
大容最电堆具有数百个单电池。
从而电压测量要求数白．伏的共模抑制。
因此．测试不仅必须具有多个每个通道都能读取l—10V的通道．而
且必须保持电堆的每一个和最后一个电池之间高达数百伏的隔离。
②数据采集系统必须能够扩展。
由于燃料电池测试系统的通道数目可以从100个到1000多个．所以数据采集系统必须能够扩展。
并且这些系统也要求可以进行信号的衰减和放大。
③模块化。
对于今天的测试系统，模块化也是必需的。
因为测试系统必须能够随着生产及验证技术的变革而变革。
④标定。
任何测试系统都应该进行标定以确保测量有效和准确。
3、测试的主要性能参数
燃料电池测试系统需要精确的监测和控制成百上千次测量．范同从燃料和氧化剂的流量、温度、压力和湿度到燃料电池组的输出电压和电流。
测试燃料电池的性能是很重要的，而监测影响性能的变量更为重要，但最重要的足控制这些变量参数，安全运行也是至关重要的。
所以监测控制的主要参数有：
(1)电压。
在有负载的情况下，单电池的输出电压会从开路电压的1V左右降到O．6V左右．知道了每个单电池的电压就可以更近的了解电堆的健康情况。
如果哪个单电池显示出不同电压，就表明此电池有问题，或者温度不正常，或者电极被淹。
测试单电池或电堆的电压就可以正确操作、测试和设计燃料电池。
(2)电流。
输出电流有时候很高，所以通常利用高斯效应来测，这种方法可以不直接使用导线来测试电流，而通过监测信号并按比例转换成电流读数。
(3)温度。
要高效地产生电能。
PEMFC必须在60—80℃的范围内工作。
监视温度的目的是优化温度的改变以提高输出功率，热电偶和电阻是温度传感器。
是监视电池组温度及反应气体温度的良好传感器。
(4)湿度。
电池单元的每一个膜片必须保持一定的湿度，太干或太湿都会影响燃料电池的工作效率。
因此测定和控制燃料电池的湿度非常重要。
一种测试湿度的方法是通过电子湿度传感器，根据湿度的大小成比例的输出4—20mA的电流，测试仪器的输入通道可以读入这个电流信号。
(5)气体压力。
在许多应用中，气流压力较大，此压力必须进行监视和管理。
压力通过压力传感器进行测量并进行信号调理。
(6)气体流速。
氢气流速一般使用产生正比于气流速率脉冲的质量流量计来测量．然后这些脉冲由计数器／定时器接口板进行监视．并使用软件换算成流量。
电子凋节器可通过试验台输出的电压或电流来控制压力和流量。
(7)负载。
可利用可编程负载来改变阻值。
改变阻值可利用可控制的GPIB负载设备或通过数字继电器并行连接各个电阻。
第一种方法可以安装单独的一个单元通过GPl0来改变加在电堆上的电阻，第二种方法可利用继电器和开关改变阻值。
4、燃料电池测试系统基本结构
燃料电池测试系统由硬件和软件两大块组成。
硬件部分主要有控制器，传感器和加载装置；控制器主要基于计算机控制．这种方法充分发挥了计算机的优势：速度快，记忆能力强大和可升级。
软件要易于升级并极具灵活性，用户界面友好．用户可很容易地进行各种复杂程度的编程及实验。
文章来源：/thread-213198-1-1.html。