新能源汽車(chē)燃料電池發(fā)電教學(xué)實(shí)訓裝置

燃料電池發(fā)電教學(xué)實(shí)訓裝置

1、新能源汽車(chē)燃料電池發(fā)電教學(xué)實(shí)訓裝置概述

質(zhì)子交換膜燃料電池是一種將燃料氫氣作為還原劑與空氣中的氧氣作為氧化劑進(jìn)行電化反應，并將化學(xué)能直接轉換成電能的高效發(fā)電裝置（化學(xué)反應式為H2＋1/2O2® H2O）。燃料電池可以作為發(fā)電站或車(chē)輛的動(dòng)力源。燃料電池與內燃機相比，突出的優(yōu)點(diǎn)是高的能量轉化效率和極低的環(huán)境污染，在現實(shí)生活中電能是一種清潔的能源，因此燃料電池輸出的是清潔的能源。

為響應國家節能減排號召，促進(jìn)新能源生力軍健康、和諧發(fā)展，針對廣大院校需求，我司研制并生產(chǎn)了《燃料電池發(fā)電教學(xué)實(shí)訓系統》。

新能源汽車(chē)燃料電池發(fā)電教學(xué)實(shí)訓裝置應用范圍：主要面向職高、大學(xué)、研究生、以燃料電池發(fā)電為主課題的研究和培訓。

   系統由自吸式PEM燃料電池堆、金屬氫化物氫瓶及其組件燃料電池控制器、直流線(xiàn)性負載，交流線(xiàn)性負載，直流感性負載和測試儀表組成。

本教學(xué)平臺前視圖

2、各部件參數

  燃料電池

燃料電池是本教學(xué)平臺的核心組成部分，將氫瓶供給的氫氣轉換成電能，供負載使用。

產(chǎn)品優(yōu)勢:具有重量輕，體積小，便于攜帶；靜音設計；結構簡(jiǎn)單，可靠性高：?jiǎn)?dòng)速度快，響應時(shí)間短，適合于各種應用環(huán)境；環(huán)境適應性好，適應各種天氣變化；

其規格如下：

◆ 電池功率為100w；

◆ 開(kāi)路電壓為26～45V；

◆ 工作電壓為25V時(shí)，電流為4.15A，電池溫度為41.5℃；

◆ 風(fēng)機電壓為10.5V；

◆ 尾氣排放閥排氣間隔為12秒，每次排氣時(shí)間為0.3秒。

燃料電池安裝要注意通風(fēng)，確?？諝忭槙沉魍?，有助與反應空氣的吸入和電池的散熱。安裝時(shí)將燃料電池平放，風(fēng)扇朝上，散熱口朝下，尾氣排放口通過(guò)排氣管接電池閥，接上燃料氣瓶即可發(fā)電。 

  金屬氫化物氫瓶

  ◆ 金屬氫化物氫瓶用來(lái)給燃料電池供應燃料，其規格為：

  ◆ 貯氫容量（ 20℃）：  100L

  ◆ 放氫流速（ 20℃）：  >10L/min

  ◆ 放氫壓力（ 20℃）：  ≥0.3MPa

  ◆ 使用環(huán)境溫度：0～60℃

  ◆ 產(chǎn)品氫純度：99.99％～99.9999％

  ◆ 原料氫： ≥98％（普通工業(yè)氫）

  ◆ 充氫壓力：2.0～3.0MPa

  ◆ 充氫環(huán)境溫度：0～40℃

  ◆ 熱交換方式：空氣自然對流或強制對流

  ◆ 重量：4.5kg

  ◆ 外形尺寸：長(cháng)720mm，直徑160mm

  ◆ 金屬氫化物氫瓶具體使用規則見(jiàn)附件B。

 鋼瓶（帶減壓閥門(mén)和壓力表）

  用來(lái)給金屬氫化物充氣，使用使要符合氫氣使用安全技術(shù)規程(GB 4962-85) 。

本實(shí)驗系統可以使用如下規格瓶裝氫氣：

  ◆ 容積：4L

  ◆ 壓力：15MPa

  ◆ 氫氣純度：99.999％高純氫

  ◆ 減壓器規格：大輸入壓力（25MPa）

              大輸出壓力（0.25MPa）

  ◆ 充氫具體操作見(jiàn)附件C。

高純氫氣發(fā)生器

1. 輸出流量 ZH-300(0～300ml/min)
2. 功率 SY-300(150W)
3. 輸出壓力 0～0.4 MPa
4. 電源電壓
5. 交流220V±10%； 50Hz±5%
6. 工作條件
7. 溫度：5～42℃
8. 相對濕度：≤85%；

儀表

電流表：本教學(xué)平臺共有2個(gè)電流表，量程和誤差分別為AC 5A和DC 20A±0.2％。用來(lái)測量燃料電池輸出總電流和交流電參數。

電壓表：本教學(xué)平臺共有2個(gè)電壓表，量程和誤差分別為AC 500V和DC 50V±0.2％。用來(lái)測量燃料電池輸出電壓、負載電壓和交流輸出電壓。

計時(shí)器：本教學(xué)平臺共有1個(gè)計時(shí)器，量程為100小時(shí)，主要用來(lái)累計氫瓶使用時(shí)間，以便準時(shí)充氣。當開(kāi)啟電堆時(shí)按下計時(shí)器的計時(shí)按鈕，關(guān)閉電堆前按停止按鈕保存數據，清除累計時(shí)間可按清除按鈕。

溫度表：本教學(xué)平臺有1個(gè)溫度表，量程和誤差分別是-19.9～99.9℃和±1％。用來(lái)反映環(huán)境溫度。

負載

線(xiàn)性負載：是一個(gè)變阻箱，阻值變換范圍為0～1999歐姆，阻值小變化值為0.1歐姆；大可承受功率為60W。

感性負載：是一個(gè)額定電壓為24V,轉速為1440r/min的軸流風(fēng)機。

DC/AC

本教學(xué)平臺共有7個(gè)DC/AC電源模塊。

1. DCW500-12S12（1個(gè)）：將燃料電池發(fā)出的直流26V電能轉換為AC220V±5％的交流電壓，為負載和其他供電。技術(shù)參數：輸入電壓范圍18～32V，輸出電壓Ac220V，輸出電流2.2A，輸出功率300W。

2. DCN200-12S09（1個(gè)）：將10-28V直流電壓轉換為186～260V±5％的交流電壓，向電網(wǎng)進(jìn)行反向送電（并網(wǎng)）。

技術(shù)參數：

◆ AC標準電壓范圍：  90V-140V/180V-260VAC

◆ AC頻率范圍： 55Hz~63Hz/45Hz~53Hz

◆ 輸出電流總諧波失真：   THDIAC <5%

◆ 相 位 差：    <1%

◆ 島效應保護：  VAC;f AC

◆ 輸出短路保護： 限流

◆ 顯示方式：    LED

◆ 待機功耗：    <2W

◆ 夜間功耗：    <1W

◆ 環(huán)境溫度范圍： -25 ℃~60℃

◆ 環(huán)境濕度：    0~99%(Indoor Type Design)

緊急停止開(kāi)關(guān)和漏電保護器

為了保護本教學(xué)平臺的重要部件，避免一些由于人為的操作失誤而導致的重大事故的發(fā)生，我們在電源前端重要部件前加入了緊急停止開(kāi)關(guān)和漏電保護開(kāi)關(guān)，

3、實(shí)驗項目

實(shí)驗1、燃料電池能量轉換原理實(shí)驗；

實(shí)驗2、反應條件對燃料電池堆性能影響實(shí)驗；

實(shí)驗3、燃料電池堆負載實(shí)驗；

實(shí)驗4、燃料電池堆在恒定負載條件下V-I、P-I特性實(shí)驗；

實(shí)驗5、燃料電池堆在變化負載條件下V-I、P-I特性實(shí)驗；

實(shí)驗6、電力電子轉換實(shí)驗；

實(shí)驗7、燃料電池驅動(dòng)線(xiàn)性負載實(shí)驗；

實(shí)驗8、燃料電池驅動(dòng)LED陣列實(shí)驗；

實(shí)驗9、燃料電池驅動(dòng)電機實(shí)驗；

實(shí)驗10、燃料電池燃料電池對移動(dòng)設備供（充）電實(shí)驗

實(shí)驗11、燃料電池燃料電池驅動(dòng)感性負載實(shí)驗；

實(shí)驗12、燃料電池燃料電池驅動(dòng)并網(wǎng)模塊并網(wǎng)實(shí)驗；

實(shí)驗13、線(xiàn)形負載和燈泡負載電堆性能實(shí)驗。

實(shí)驗14、恒值負載電堆性能實(shí)驗。

實(shí)驗15、不同溫度電堆性能曲線(xiàn)實(shí)驗。

實(shí)驗16、不同壓力電堆性能曲線(xiàn)實(shí)驗。

實(shí)驗17、不同尾氣排放量電堆性能曲線(xiàn)實(shí)驗。

實(shí)驗18、電堆性能曲線(xiàn)實(shí)驗。

實(shí)驗19、不同類(lèi)型電堆性能評價(jià)實(shí)驗。

4、基本配置表