燃料电池测试包括开发测试、耐久测试和产品定型的性能测试。在不同的设计阶段,为了不同的验证目的,电堆的测试也分阶段进行,包括单电池、短堆和整堆3个部分的验证,验证包括气体分布测试、应力分布验证、性能、加速老化、可靠性、振动、冷热冲击和冷启动。电堆产品之后的设计性能是否满足要求,是在工程阶段按照工艺规范将样件组装成全尺寸电堆后,按照相关标准进行测试后确定。目前,中国已经颁布了相应的燃料电池测试标准,其中部分标准得到了国际组织的应用和采纳。已经发布和正在制订、修订中的标准如下,其中涵盖了电堆的多项测试要求。燃料电池测试装备可以支持不同类型的输出,如电流、电压等。燃料电池DCDC测试台标准
通常情况下,燃料电池可以分为磷酸燃料电池、固体氧化物燃料电池、碱性燃料电池、质子交换膜燃料电池、溶酶碳酸盐燃料电池等。近年来,随着对燃料电池研究的日益深入,逐渐诞生了直接碳燃料电池、微生物燃料电池、直接甲醇燃料电池、葡萄糖/O2酶燃料电池等等。在上述种类中,较早被开发的燃料电池为磷酸燃料电池和碱性燃料电池,也被称为一代燃料电池,发展至今已经拥有较为成熟的技术。而第二代燃料电池为熔融碳酸盐燃料电池,第三代燃料电池为固体氧化物燃料电池。我国在整车、系统和电堆方面均已有所布局,但零部件方面的相关企业仍较少,特别是较基本的关键材料和部件,如质子交换膜、碳纸、催化剂、空压机、氢气循环泵等;国内虽有相关企业开始介入,但与国际先进产品相比,可靠性和耐久性仍存在较大差距,大部分关键零部件及关键材料仍依赖进口。北京燃料电池发动机热管理子系统测试台哪家好燃料电池测试装备可用于燃料电池电池组和系统的性能测试、稳定性测试、安全性测试等多种测试环节。
电堆的电阻测试是通过对膜电极、双极板等部件的接触电阻的测试来考察电堆的装配是否达到预定工艺要求。较低的电阻值可以保证电堆部件之间的充分接触,较大限度降低电堆使用过程中的欧姆极化损失。由于采用的双极板、膜电极等材料和装配控制上的差别,电堆生产企业的内控值多不对外公布。气密性测试包括测试电堆整体的外部和内部窜气、漏液。气体的外漏尤其是氢气的外漏,降低了氢气的利用率,并会给整个电堆带来极大的安全隐患。内部的窜气,将降低电堆对外功率的输出。此项测试根据电堆设计的不同,控制指标也不尽相同。相对简单的测试方法是通过充气保压测试一定时间的压降,而更为精确的控制方式则是计算单位时间内通过单位面积的气体体积。
随着行业发展,燃料电池产品开始向批量化制造方向发展,针对燃料电池堆通过传统活化方式已经不能满足生产成本的要求。现有技术需选取若干个电流密度对电堆进行活化,并在每个电流密度下使电堆阴极缺氧放电,通过观察电堆在恒电密下电压是否稳定来判断电池是否完成活化,未考虑电池在该电密下的放电状态,容易造成低电位放电,且未考虑到膜电极在高低电位切换过程中湿度的变化对电池性能的影响,同时未充分考虑在大电密下阴极缺氧放电对膜电极的影响,容易在阴极欠气区造成局部高温热点,使阴极催化剂粒径增加。燃料电池测试装备的故障排除及维护保养也是关键的工作之一,需严格按照文件规定进行操作。
随着燃料电池行业的深入发展和燃料电池技术的更新迭代,检测市场的需求明显提升,无论是第三方检测机构还是电堆系统企业,都在加快引进检测设备,进而为出厂产品的质量和一致性进行把关。在这种市场检测需求驱动下,国产检测设备企业也迎来了新的商机。高工产研氢电研究所(GGII)调研数据显示,2019年中国氢燃料电池电堆产业链设备市场规模约10亿元,从设备类型来看,电堆活化测试台是市场规模占比第三的设备类型,占比约为13%。(详情请查看GGII《中国氢燃料电池电堆生产设备行业调研分析报告(2019-2023年)》。燃料电池测试装备的测试过程需严格掌控测试环境和测试条件,以确保测试数据的可信性。深圳燃料电池发动机氢气子系统测试台标准
燃料电池测试装备的精确度及灵敏度直接影响到测试结果的准确性。燃料电池DCDC测试台标准
聚合物电解质膜(PEM)燃料电池是当前燃料电池汽车应用研究的热点。PEM燃料电池由几层不同的材料制成。PEM燃料电池的主要部件如图3所示。PEM燃料电池的关键是膜电极组件(MEA),包括膜、催化剂层和气体扩散层(GDLs)。硬件组件用于一个意味着合并到燃料电池包括垫片,它提供一个密封是防止泄漏的气体,和双相钢板,用于组装个人PEM燃料电池与燃料电池堆栈和提供气体燃料和空气的通道。催化剂(catalyst)是燃料电池的关键材料之一,其作用是降低反应的活化能,促进氢、氧在电极上的氧化还原过程、提高反应速率。由于氧还原反应(ORR)交换电流密度低,是燃料电池总反应的控制步骤。目前,燃料电池中常用的商用催化剂是Pt/C,由Pt的纳米颗粒分散到碳粉(如XC-72)载体上的担载型催化剂。燃料电池DCDC测试台标准