燃料電池（chí）教學實驗台

MY-PV05A 燃料電池教學實（shí）驗（yàn）台-概述：
質子（zǐ）交換膜燃（rán）料電池是一種將燃料氫氣作為還原劑與空（kōng）氣中（zhōng）的氧氣作為氧（yǎng）化劑進行電化反應（yīng），並將化學能直接轉換成電能的高效發電（diàn）裝置（化學（xué）反（fǎn）應式為H2＋1/2O2® H2O）。燃料電池可以作為發（fā）電站或車輛的動力源。燃料電池與內燃機相比，最突出的優點（diǎn）是（shì）高的能量轉化（huà）效率和極（jí）低的環境汙染，在現實生活中電能是（shì）一種清潔的能源，因（yīn）此燃料電池輸（shū）出的是清潔的能源。
為響應國家節能（néng）減排號召，促進新能源生力軍健康（kāng）、和諧發展，針對（duì）廣大院校需求，我司研製並生產了《燃料（liào）電池發電教學實訓係統（tǒng）》。

應用範圍：主要麵向職高（gāo）、大（dà）學、研究生、以燃料電池發電為主課題（tí）的（de）研究和培訓。
   係統（tǒng）由自吸式PEM燃料電池堆、金屬氫（qīng）化物氫瓶及其組件燃料（liào）電池控製器、高純度氫（qīng）氣發生器，直流線性負載，交流線性負載，直流感性負載和測試儀表組成。

編號	組件		說明（míng）
1	自吸式PEM燃料電池堆		用來作為電能的輸出（chū）
2	金屬氫化物氫（qīng）瓶及其組件		用來給（gěi）燃料電池提供氫燃料
3	線性（xìng）負載電流表		用來測量直（zhí）流負載電流
4	線性負載電壓表		用來測量直流負載電壓
5	交流電壓表		用（yòng）來測量交（jiāo）流離網、並（bìng）網運（yùn）行過程中負載電壓（yā）
6	交流電流（liú）表		用來測量交流離網、並網運行過程中負載（zǎi）電流
7	計時器		用來累計氫瓶使用時間
8	溫度表		用來反映電堆周圍環境溫度
9	線性電阻負載箱		用來作為阻性負載
10	電（diàn）機/軸流風扇		用來作為感性（xìng）負載
編號		組件		說明
1		DC/DC電源模塊（9V）		儀表供電
2		DC/DC電源模塊（12V）		將燃料電池輸出波（bō）動直流電轉化為12V直流電
3		燃料電池控製器（qì）		控製燃料電池風扇轉速和定（dìng）時排氣

◆ 燃料電池
燃料電池是本教學平台的核心組成部分，將氫瓶供給的氫氣轉換成電能，供負載使用。
產品優勢:具（jù）有重量輕，體積小，便於攜帶；靜音設計；結構簡（jiǎn）單，可靠性高：啟動速度（dù）快，響應時間短，適合於各種應用環境；環境（jìng）適應性好，適應各種天氣變化；
其規格（gé）如下：
◆ 電池功率（lǜ）為50W；
◆ 開路電壓為15～30V；
◆ 工作電壓為11V時，電流（liú）為4.15A，電池（chí）溫度為41.5℃；
◆ 風機電壓為10.5V；
◆ 尾氣排放閥排氣間隔為12秒，每次排氣時間為0.3秒。
燃料電池安裝要（yào）注（zhù）意通風，確保空氣順暢流通，有助與反（fǎn）應空氣的吸入和電池的散熱。安裝時將燃料電池平放，風扇朝上，散熱口朝（cháo）下，尾氣排放口通過排氣管接（jiē）電池（chí）閥，接上燃料氣瓶即（jí）可發電。  
 金屬氫化物氫瓶
  ◆ 金屬氫（qīng）化物氫瓶用來給燃料電池供應燃料，其規格為：
  ◆ 貯氫容量（ 20℃）：  100L
  ◆ 放氫流速（ 20℃）：  >100L/min
  ◆ 放氫壓力（ 20℃）：  ≥0.3MPa
  ◆ 使用環（huán）境溫（wēn）度：0～60℃
  ◆ 產品（pǐn）氫純度：99.99％～99.9999％
  ◆ 原料氫： ≥98％（普通工業氫）
  ◆ 充氫壓（yā）力：2.0～3.0MPa
  ◆ 充氫環境溫度：0～40℃
  ◆ 熱交換（huàn）方（fāng）式：空氣自然對流或強製對流
  ◆ 重量：2.5kg
  ◆ 外形尺寸：長350mm，直徑90mm
  ◆ 金（jīn）屬氫化（huà）物氫瓶具體使（shǐ）用規則見附件B。
鋼瓶（帶減壓閥門和壓力表）
  用來給金屬氫化物充（chōng）氣，使（shǐ）用使要符合氫氣使用安全技術規程（chéng）(GB 4962-85) 。
本實驗係統可以使用如下規格瓶裝氫（qīng）氣：
  ◆ 容（róng）積：1L
  ◆ 壓力：15MPa
  ◆ 氫氣純度：99.999％高純氫
  ◆ 減（jiǎn）壓器規格：輸入壓力（0-25MPa）
                 輸出壓力（lì）（0-0.16MPa）連續可調（diào）
  ◆ 充氫具體操作見附件C。
高純氫氣（qì）發生器
u 輸出流量 ZH-300(0～300ml/min)
u 功率 SY-300(150W)
u 輸出（chū）壓力 0～0.4 MPa
u 電源（yuán）電壓
u 交流220V±10%； 50Hz±5%
u 工作條件
u 溫度（dù）：5～42℃
u 相對濕度：≤85%；
儀表 
電流表：平台設有2個電流表，量（liàng）程和（hé）誤差分別為AC 5A和DC 20A±0.2％。用來測量燃料電（diàn）池輸出電流和交流電流。
電壓（yā）表（biǎo）：平台設有2個（gè）電壓表，量程和誤差（chà）分別為AC 500V和DC 50V±0.2％。用來測量燃料（liào）電池輸出電壓、負載電壓和交流（liú）輸出（chū）電壓。
計時器：本教學平台共有1個計時器，量程為100小時，主要用來累計氫瓶使用時間，以便（biàn）準時充氣（qì）。當開（kāi）啟電堆時按下計時器的計時按鈕（niǔ），關閉（bì）電堆（duī）前按停（tíng）止（zhǐ）按鈕保存數據，清除累計時間可按清除按鈕。
溫度表（biǎo）：本教學平台有1個溫度表，量程和誤差分別是-19.9～99.9℃和±1％。用來反映環境溫度。
負載
線性負載：是一個（gè）變阻箱，阻值變換範圍為0～1999歐姆，阻值最小變化值為0.1歐姆；最大可（kě）承受功（gōng）率（lǜ）為10W。
感性負載：是一個額定電壓為12-24V,轉速為200r/min的減速電機（jī）。
DC/AC
本平台共有2個DC/AC電源模塊。
1. DCW300-12S12（1個）：將燃料電池發出的直流19V電能轉換為AC220V±5％的交流電壓（yā），為負載和其（qí）他供電。技術參數（shù）：輸入電壓範圍9～18V，輸（shū）出電壓Ac220V，輸出電流1.2A，輸出功率300W。
2. DCN200-12S09（1個（gè））：將10-28V直流電壓轉換（huàn）為（wéi）186～260V±5％的交流電壓，向電網進行反向（xiàng）送電（並（bìng）網）。
並網技術參數：
◆ AC標準電壓範圍： 90V-140V/180V-260VAC
◆ AC頻率（lǜ）範圍： 55Hz~63Hz/45Hz~53Hz
◆ 輸（shū）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（duǎn）路保護： 限（xiàn）流
◆ 顯示（shì）方式： LED
◆ 待機功耗： <2W
◆ 夜間功耗： <1W
◆ 環境溫度範圍： -25 ℃~60℃
◆ 環境濕度： 0~99%(Indoor Type Design)
離網技術參數
◆ 直流輸入電壓：11～21VDC
◆ 額定輸出（chū）功率（lǜ）：300W
◆ 輸出電（diàn）壓：110/220VAC根（gēn）據客戶要求訂製（zhì）
◆ 輸出波形：純正弦波
◆ 輸出頻率（lǜ）：50Hz
◆ 工作效率：85%
◆ 功率因數：>0.88
◆ 波形失真率≤5%
◆ 工（gōng）作環境：溫度-20℃～50℃
◆ 相（xiàng）對（duì）濕度：﹤90﹪（25℃）
◆ 保護功能：極性反接、短路、過熱、過載保護
本平台共有4個DC/DC電源模塊。
1. DC-DC05（4個）：將燃料（liào）電池發出的直流電能轉換為（wéi）DC3.3V、5.0V、9.0V、12V的直流電。
◆ 輸入電壓：DC1.5-32V
◆ 輸出電壓：DC1.25-30V連續（xù）可（kě）調
平台監控及（jí）數據分析單元：
本單元（yuán）為采集燃（rán）料電池數據信息而（ér）設，配置一台工控一（yī）體主機，通過CAN/485通信（xìn）端口將燃料電池（chí）進氣壓力（lì）、進氣（qì）流量、氫（qīng）氣濃度、排氣間隔、燃料電池工（gōng）作電壓、電流、功率、溫度、風機轉速等相關信息進（jìn）行采集（jí）匯總，並做（zuò）出有效分析（xī），並生成曲線圖（tú）供參考。采（cǎi）集的數據可長期保存在（zài）計（jì）算機中、隨時可（kě）以調取數據信息（xī）。
三（sān）、實驗項目：
實驗1、燃料電池能量轉換原理實驗；
實驗2、反應條件對燃料電池堆性（xìng）能影響實驗；
實驗3、燃料電池堆負載實驗；
實驗4、燃料電池堆在恒定負載條（tiáo）件下V-I、P-I特性實驗；
實驗（yàn）5、燃料電池堆在變化負載條件下V-I、P-I特性實驗；
實驗6、電（diàn）力（lì）電子轉換實驗；
實驗7、燃料電池驅動線性（xìng）負載實（shí）驗；
實驗8、燃料電池驅動LED陣列實驗；
實驗9、燃料電池驅動電機實驗；
實驗10、燃料（liào）電池燃料電池對移動設備供（充）電實驗
實驗11、燃料電池燃料電池（chí）驅動（dòng）感性負載（zǎi）實驗；
實驗12、燃料（liào）電（diàn）池燃料（liào）電池（chí）驅動並網模塊並網實驗；
實驗13、線形負載和燈泡負載電堆性能實驗。
實驗14、恒值負（fù）載電（diàn）堆性能實驗。
實驗15、不同溫度電堆性（xìng）能曲線實（shí）驗。
實驗16、不同壓力電堆性能曲線實驗。
實驗17、不同尾氣排放量電堆性能曲線實驗。
實驗18、最佳電堆性能曲線實（shí）驗。
實驗19、不同類型電堆性能評價實驗。