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PEM氫燃料電池電堆低溫特性試驗方法
2019-04-19 12:16:05· 來源：東方中科
新能源汽車以其節(jié)能、環(huán)保、高效的概念成為未來汽車發(fā)展的一大方向。在大眾的視野中，純電動汽車還是一個新興的事物，而日本、美國、歐洲的許多汽車廠家已經開始氫燃料電池汽車的發(fā)展規(guī)劃。在我國，未來純電動和插電混合動力汽車補貼將大幅退坡，但燃料電池汽車的補貼額度保持不變且高于電動車。這樣的政策激勵催生了燃料電池汽車的快速崛起。
新能源汽車以其節(jié)能、環(huán)保、高效的概念成為未來汽車發(fā)展的一大方向。在大眾的視野中，純電動汽車還是一個新興的事物，而日本、美國、歐洲的許多汽車廠家已經開始氫燃料電池汽車的發(fā)展規(guī)劃。在我國，未來純電動和插電混合動力汽車補貼將大幅退坡，但燃料電池汽車的補貼額度保持不變且高于電動車。這樣的政策激勵催生了燃料電池汽車的快速崛起。
Ballard FCvelocity 燃料電池電堆，又可以叫“燃料電池發(fā)動機”
氫燃料電池是一種利用直接將儲存在氫氣和氧氣中的化學能高效、無污染地轉化為電能的發(fā)電裝置。質子交換膜（PEM）燃料電池是繼堿性燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池和固體氧化物燃料電池后開發(fā)的第五代燃料電池，以其低溫運行、啟動快、比功率高、體積小等優(yōu)勢成為全球燃料電池汽車領域的首選技術。這也要求PEM燃料電池能夠經受住汽車使用中的各種環(huán)境及工況的嚴苛考驗。燃料電池發(fā)電過程中會產生水，水在低溫環(huán)境下容易發(fā)生凍結，導致電池無法啟動或運行很短時間就被迫停機，反復啟動會破壞燃料電池的內部結構。以6kW電堆低溫啟動試驗為例，經過9次低溫啟動后，由于反復的冰凍及解凍，質子交換膜上產生了裂紋和穿孔，電堆性能發(fā)生了明顯的衰退。我國地域遼闊，0℃以下低溫啟動是燃料電池汽車無法回避的一個重要運行工況，所以對PEM燃料電池電堆的啟動方法及輔助啟動手段需要進行科學準確的測試，以減小實際使用中的壽命衰退。
國標GB/T 31035‐2014 質子交換膜燃料電池電堆低溫特性試驗方法，規(guī)定了其低溫（0℃以下）條件下的存儲、啟動、工作性能的試驗方法。
控制直流電源的啟動電流，以0mA/cm2-1000mA/cm2的電流密度啟動燃料電池電堆，控制氫氣與空氣的輸入，記錄燃料電池電堆溫度到達零度的啟動時間與功耗。電堆啟動后，逐漸加大電堆的輸出功率，由電子負載進行拉載，測試由輸出功率為0到怠速狀態(tài)、怠速狀態(tài)到額定功率的時間與功耗。額定功率運行10分鐘后，進行關機操作。反復進行低溫啟動試驗至至少成功啟動兩次。對比試驗前及試驗后的燃料電池電堆的氣體泄漏率、啟動時間及能耗、關機時間及能耗、吹掃時間及能耗、外部能量消耗量等參數，獲得PEM燃料電池的低溫啟動特性。
ITECH
ITECH寬廣的直流電源及直流負載產品線可以為PEM 燃料電池測試試驗提供高效高性能的測試設備。
艾德克斯 IT6500系列寬范圍可編程大功率直流電源可以為不同功率規(guī)格的電堆提供從800W到30kW,以及高達1000V、1200A的寬廣輸出范圍， CC&CV優(yōu)先權功能實現(xiàn)快速無過沖的曲線變化，具有高精速、高可靠性的設置功能和安全特性。IT6500C系列直流電源可搭載功率耗散器，實現(xiàn)高達90 kW 的一體化負載功能，簡化國標中雙向控制開關的接線及控制要求。
艾德克斯IT8900系列高性能大功率直流電子負載，支持150V/600V/1200V三種電壓范圍，功率可擴展至600 kW,特別適用于燃料電池客車及乘用車電堆的測試。具備超高的電壓和電流分辨率，最高可達1mV 和1 mA，同時電壓/電流測量速度最高可達50Hz，利用上位機軟件可進行復雜拉載設置及長時間數據存儲。
ECPEC
ESPEC可以為PEM 燃料電池測試試驗提供高品質、高可靠性的環(huán)境實驗設備來模擬低溫試驗環(huán)境。
ESPEC高低溫（濕熱）試驗箱（廣東工廠系列）
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氫燃料電池是一種利用直接將儲存在氫氣和氧氣中的化學能高效、無污染地轉化為電能的發(fā)電裝置。質子交換膜（PEM）燃料電池是繼堿性燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池和固體氧化物燃料電池后開發(fā)的第五代燃料電池，以其低溫運行、啟動快、比功率高、體積小等優(yōu)勢成為全球燃料電池汽車領域的首選技術。這也要求PEM燃料電池能夠經受住汽車使用中的各種環(huán)境及工況的嚴苛考驗。燃料電池發(fā)電過程中會產生水，水在低溫環(huán)境下容易發(fā)生凍結，導致電池無法啟動或運行很短時間就被迫停機，反復啟動會破壞燃料電池的內部結構。以6kW電堆低溫啟動試驗為例，經過9次低溫啟動后，由于反復的冰凍及解凍，質子交換膜上產生了裂紋和穿孔，電堆性能發(fā)生了明顯的衰退。我國地域遼闊，0℃以下低溫啟動是燃料電池汽車無法回避的一個重要運行工況，所以對PEM燃料電池電堆的啟動方法及輔助啟動手段需要進行科學準確的測試，以減小實際使用中的壽命衰退。
國標GB/T 31035‐2014 質子交換膜燃料電池電堆低溫特性試驗方法，規(guī)定了其低溫（0℃以下）條件下的存儲、啟動、工作性能的試驗方法。
控制直流電源的啟動電流，以0mA/cm2-1000mA/cm2的電流密度啟動燃料電池電堆，控制氫氣與空氣的輸入，記錄燃料電池電堆溫度到達零度的啟動時間與功耗。電堆啟動后，逐漸加大電堆的輸出功率，由電子負載進行拉載，測試由輸出功率為0到怠速狀態(tài)、怠速狀態(tài)到額定功率的時間與功耗。額定功率運行10分鐘后，進行關機操作。反復進行低溫啟動試驗至至少成功啟動兩次。對比試驗前及試驗后的燃料電池電堆的氣體泄漏率、啟動時間及能耗、關機時間及能耗、吹掃時間及能耗、外部能量消耗量等參數，獲得PEM燃料電池的低溫啟動特性。
ITECH
ITECH寬廣的直流電源及直流負載產品線可以為PEM 燃料電池測試試驗提供高效高性能的測試設備。
艾德克斯 IT6500系列寬范圍可編程大功率直流電源可以為不同功率規(guī)格的電堆提供從800W到30kW,以及高達1000V、1200A的寬廣輸出范圍， CC&CV優(yōu)先權功能實現(xiàn)快速無過沖的曲線變化，具有高精速、高可靠性的設置功能和安全特性。IT6500C系列直流電源可搭載功率耗散器，實現(xiàn)高達90 kW 的一體化負載功能，簡化國標中雙向控制開關的接線及控制要求。
艾德克斯IT8900系列高性能大功率直流電子負載，支持150V/600V/1200V三種電壓范圍，功率可擴展至600 kW,特別適用于燃料電池客車及乘用車電堆的測試。具備超高的電壓和電流分辨率，最高可達1mV 和1 mA，同時電壓/電流測量速度最高可達50Hz，利用上位機軟件可進行復雜拉載設置及長時間數據存儲。
ECPEC
ESPEC可以為PEM 燃料電池測試試驗提供高品質、高可靠性的環(huán)境實驗設備來模擬低溫試驗環(huán)境。
ESPEC高低溫（濕熱）試驗箱（廣東工廠系列）
- 試驗箱設計出自日本愛斯佩克團隊
- 生產體系完全沿用日本愛斯佩克標準
- 控制器及主要零部件全部來自日本愛斯佩克工廠
- 質量與可靠性完全可與日本愛斯佩克原廠生產的產品相媲美
- 新型冷凍機的使用，實現(xiàn)了大范圍、高精度的溫濕度控制。
- ESPEC專利的平衡調溫調濕控制系統(tǒng)（BTHC），動態(tài)PID及水蒸氣分壓控制，技術成熟、精度極高。產品綠色環(huán)保、省耗節(jié)能
- 40模式可編程控制器、具有多種語言選擇、試驗數據U盤存儲。
- 故障追溯功能、試驗箱發(fā)生故障之前的運行狀態(tài)會被自動記錄并保存。
- 左右電纜孔、便于實施通電連線、進行多項測量。
- 滿足多項國際安全規(guī)格要求。
- 溫度范圍：-70～180℃/10%～98RH；內容積：220L～980L
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