燃料电池堆与系统测试评价_试看.pdf

/こ m 燃料电池堆与系统测试评价 燃料电池堆与燃料电池系统是燃料电池汽车相对独立的体系，也是整车厂可以从供应 商处采购到的产品。燃料电池堆通常是由数百个单电池和其他必要的结构件，如集流板、 端板、密封件等组成的具有统ー电输出的组合体。燃料电池系统是指由燃料电池模块和必 要的辅助部件组成的一个完整的可稳定运行的发电系统，辅助系统通常包括氧化剂供给系 统、燃料供给系统、水热管理系统与控制子系统等。 无论从制造和采购角度，都需要通过测试环节对燃料电池堆与燃料电池系统的产品参 数进行标定与验证；此外，也可以通过测试对已使用的燃料电池堆与燃料电池系统进行性 能及链性雨古。本章分为两部分内容，分 别为燃料电池堆测试与燃料电池系统测试。燃料 电池堆测试部分包括燃料电池堆参数测试、安全性测试、性能测试、低温储存与起动测试、 冲击振动测试、测试实例；燃料电池系统测试部分包括燃料电池系统测试准备、稳态性能 测试、起动特性测试、动态特性测试、安全性测试。本章内容主要适用于以氢气为燃料、空 气为氧化剂的车用质子交換膜燃料电池堆与系统，其他反应气体、其他种类的燃料电池、其 他用途场合，由于具有不同参数与结构，在参考本部分测试方法时应注意区分。另外，本章 测试不涉及测试顺序，用户可根据产品检测的具体规定进行测试内容选项及测试顺序选取。 7.1测试对象 7.1.1燃料电池堆 燃料电池堆由膜电极 （MEA) 、双极板层叠而成，如图7-1所示。MEA为燃料电池堆 親珊 的核心部件，包括质子交換膜、明/阳极催化层和扩散层。质子交换膜为氢质子的传输介 质，阴、阳极催化层分 别为氧化剂还原和燃料氧化的电化学反应场所，扩散层起着收集电 流、支撑催化层、传递反应气和产物水的作用。双极板是燃料电池堆的关键部件之一 ，起 着均勻分配燃料和氧化剂、实现电堆内各单电池间电的连接、支撑电堆、收集并导出电 流、阻隔反应气体等功能。通常双极板中同时设有冷却液流场，允许冷却液循环流经各片 双极板，带走电堆工作所产生的废热，維持电堆温度。双极板与膜电极之间的密封元件起 到防止流体外漏及流体之间互窜的密封作用，端板与螺栓用于电池堆结构的固定，也可用 金属绑带或拉板等紧固装置代替螺栓。 车 电 I 册 手 程 膜电极 I 卷 八 第 图7-1燃料电池堆及组成 7.1.2燃料电池系统 燃料电池系统作为燃料电池汽车的主要动 カ源，负责向车辆驱动系统提供所需的主要 能量，它包括燃料电池堆和辅助系统两部分。 燃料电池系统结构如图7-2所示。主要包括燃料电池堆和辅助系统。辅助系统主要包 括空气供应子系统、氢气控制子系统 （氢瓶不属于这个子系统，在此为了系统完整性，加 上了此部分） 、水热管理系统、控制系统等。空气供应子系统主要是向燃料电池堆提供所 需的合适的空气；氢气控制子系统可对由储氢、供氢系统供应至燃料电池堆的氢气进行合 理的控制 （包括氢气循环利用等）；水热管理系统主要是保障燃料电池系统的温湿度平衡， 提供必要的加热及散热；控制系统主要是协调燃料电池系统正常工作，并检测燃料电池系 统状态。 548 燃料电池堆与系统测试评价 图7-2燃料电池系统结构图 7.2燃料电池堆参数确认与测量 1.测试目的 确认燃料电池堆的基本参数’核对测试対象的完整性及测试仪器、台架与测试参数范 围的匹配性。 2•测试设备 量具、衡器等。 3■依据标准 GB/T 33978—2017《道路车辆用质子交换膜燃料电池模块》[1]。 4.测试方法与步骤 ① 外观检查：测试之前进行外观检査，若有明显的破损、划痕，标签、标识损坏等 需要与供应商确认。 ②