1、概述 MY-PV05B 燃料电池教学实验平台应用范围:主要面向职高、大学、研究生、以燃料电池发电为主课题的研究和培训。 系统由自吸式PEM燃料电池堆、金属氢化物氢瓶及其组件燃料电池控制器、直流线性负载,交流线性负载,直流感性负载和测试仪表组成。 编号 组件 说明 1 自吸式PEM燃料电池堆 用来作为电能的输出 2 金属氢化物氢瓶及其组件 用来给燃料电池提供氢燃料 3 线性负载电流表 用来测量直接线性负载电流 4 线性负载电压表 用来测量直接线性负载电压 5 直流功率表1 用来测量直接线性负载功率 6 直流功率表2 用来测量LED灯组负载功率 7 直流功率表3 用来测量电机负载功率 8 计时器 用来累计氢瓶使用时间 9 温度表 用来反映电堆周围环境温度 10 LED灯组 用来作为阻性负载 11 电机 用来作为感性负载 12 按钮1 用来控制仪表供电 13 按钮2 用来控制线性负载回路通断 14 按钮3 用来控制灯和电机负载回路通断 15 按钮4 用来控制LED灯组(红) 16 按钮5 用来控制LED灯组(黄) 17 按钮6 用来控制LED灯组(绿) 编号 组件 说明 1 DC/DC电源模块(9V) 仪表供电 2 DC/DC电源模块(12V) 将燃料电池输出波动直流电转化为12V直流电 3 燃料电池控制器 控制燃料电池风扇转速和定时排气2、各部件参数 ◆ 燃料电池 燃料电池是本教学平台的核心组成部分,将氢瓶供给的氢气转换成电能,供负载使用。 产品优势:具有重量轻,体积小,便于携带;静音设计;结构简单,可靠性高:启动速度快,响应时间短,适合于各种应用环境;环境适应性好,适应各种天气变化; 其规格如下: 电池功率为50w; 开路电压为15~30V; 工作电压为11V时,电流为4.15A,电池温度为41.5℃; 风机电压为10.5V; 尾气排放阀排气间隔为12秒,每次排气时间为0.3秒。 燃料电池安装要注意通风,确保空气顺畅流通,有助与反应空气的吸入和电池的散热。安装时将燃料电池平放,风扇朝上,散热口朝下,尾气排放口通过排气管接电池阀,接上燃料气瓶即可发电。 ◆ 金属氢化物氢瓶 金属氢化物氢瓶用来给燃料电池供应燃料,其规格为: 贮氢容量( 20℃): 500L 放氢流速( 20℃): >5L/min 放氢压力( 20℃): ≥0.3MPa 使用环境温度:0~60℃ 产品氢纯度:99.99%~99.9999% 原料氢: ≥98%(普通工业氢) 充氢压力:2.0~3.0MPa 充氢环境温度:0~40℃ 热交换方式:空气自然对流或强制对流 重量:4.5kg 外形尺寸:长420mm,直径50mm 金属氢化物氢瓶具体使用规则见附件B。 钢瓶(带减压器) 用来给金属氢化物充气,使用使要符合氢气使用安全技术规程(GB 4962-85) 。 本实验系统可以使用如下规格瓶装氢气: 容积:40L 压力:15MPa 氢气纯度:99.999%高纯氢 减压器规格:较大输入压力(25MPa) 较大输出压力(0.25MPa) 充氢具体操作见附件C。 燃料电池教学实验平台仪表: 电流表:本教学平台共有1个电流表,量程和误差分别都是5A和±0.2%。用来测量燃料电池输出总电流。 电压表:本教学平台共有1个电压表,量程和误差分别都是20V和±0.2%。用来测量燃料电池输出电压。 功率表:本教学平台有3个功率表,量程为:电流输入5A,电压输入25V,功率输入125W(精度±(0.5%+2个字)),分别用来测量线性负载,感性负载,阻性负载的功率; 计时器:本教学平台共有1个计时器,量程为100小时,主要用来累计氢瓶使用时间,以便准时充气。当开启电堆时按下计时器的计时按钮,关闭电堆前按停止按钮保存数据,清除累计时间可按清除按钮。 温度表:本教学平台有1个温度表,量程和误差分别是-19.9~99.9℃和±1%。用来反映环境温度。 按钮 本教学平台有3个大按钮和3个小按钮。 3 个大按钮:分别用来控制仪表供电、电堆输出、负载通断; 3 个小按钮:用来控制3组LED灯,根据负载的要求选择1组、2组或3组LED灯。 负载 线性负载:是一个变阻箱,阻值变换范围为0~99.9欧姆,阻值较小变化值为0.1欧姆;较大可承受功率为50W。 感性负载:是一个额定电压为12V,转速为340r/min的直流电机(带动车轮)。 阻性负载:是一个由LED灯组成的阵列,分为红,黄,绿三块,每块额定电压12V,总功率为20W左右。使用时分别按下各LED灯组小按钮,可以点亮各LED灯组,可根据功率配合使用。 DC/DC 本教学平台共有7个DC/DC电源模块。 1. DCW50-12S12(1个):将燃料电池发出的直流电转换为12V±5%的直流电压,为负载和其他DC/DC供电(1个)。技术参数:输入电压范围9~18V,输出电压12V,输出电流4.2A,输出功率50W。 2. DCN5-12S09(6个):将12V直流电压转换为9V±5%的直流电压,给电流表、电压表、功率表及计时器供电。技术参数:输入电压12V,输出电压9V,输出电流400mA,电源输出功率5W。 红外测温仪 型号为FTIKE88A,用来测量电堆温度,测量范围-50℃-280℃。 保险丝 为了保护本教学平台的重要部件,避免一些由于人为的操作失误而导致的重大事故的发生,我们在一些重要部件前加入了保险丝,具体规格如下: 1. 电流表前的保险丝(1个):熔断电流 5A; 2. 功率表电流输入端保险丝(3个):熔断电流 5A; 注意:保险丝并不是**的,只是起到一个相对保护的作用,在操作中应尽量避免人为的操作失误! 其它:方式选择开关、启停按钮、负载测试旋钮; 3、燃料电池教学实验平台实验项目 实验1、燃料电池能量转换原理实验; 实验2、反应条件对燃料电池堆性能影响实验; 实验3、燃料电池堆负载实验; 实验4、燃料电池堆在恒定负载条件下V-I、P-I特性实验; 实验5、燃料电池堆在变化负载条件下V-I、P-I特性实验; 实验6、电力电子转换实验; 实验7、燃料电池驱动线性负载实验; 实验8、燃料电池驱动LED阵列实验; 实验9、燃料电池驱动电机实验; 实验10、燃料电池燃料电池对移动设备供(充)电实验 4、基本配置表 序号 名 称 型 号 数 量 单 位 1 教学系统主操作台(立式或台式) 1 台 2 50w自吸式PEM燃料电池堆 1 台 3 金属氢化物氢气瓶 1 只 4 燃料电池控制器 1 台 5 实验电源模块(系统内部) 2 套 6 实验测量仪表(系统面板) 1 套 7 实验附件 1 套 8 实验说明书及指导手册 1 册