Thử nghiệm ngăn xếp tế bào nhiên liệu hydro: Đường cong phân cực, Tải theo dõi & Suy thoái

Tại sao thử nghiệm pin nhiên liệu lại là một môn học khác với thử nghiệm pin hoặc động cơ

Hệ thống truyền động pin nhiên liệu hydro đang nổi lên như một sự bổ sung cho hệ thống truyền động pin-điện cho xe tải hạng nặng, xe buýt, tàu biển, và các ứng dụng cần tiếp nhiên liệu nhanh và phạm vi hoạt động rộng hơn trọng lượng pin. Nhưng một ngăn xếp pin nhiên liệu không chỉ đơn giản là “pin khác” từ góc độ thử nghiệm - đó là một lò phản ứng điện hóa có nguồn cung cấp khí đốt, quản lý nước/nhiệt, và các cơ chế xuống cấp mà băng thử nghiệm pin hoặc động cơ không được chế tạo để xử lý.

Điều gì làm cho việc thử nghiệm ngăn xếp tế bào nhiên liệu trở nên khác biệt

• Cung cấp khí phản ứng và an toàn: Bàn thử nghiệm cần có khí hydro và không khí được kiểm soát (hoặc oxy) cung cấp với dòng chảy, áp lực , và điều chỉnh độ ẩm, cộng với hệ thống an toàn được xếp hạng hydro (phát hiện rò rỉ, thanh lọc, thông gió) không có cơ sở hạ tầng kiểm tra động cơ hoặc pin tương đương
• Khớp nối quản lý nước và nhiệt: Hiệu suất của pin nhiên liệu gắn chặt với quá trình hydrat hóa màng - quá khô làm giảm độ dẫn điện, quá ướt làm ngập các điện cực - vì vậy bàn thử nghiệm phải kiểm soát và theo dõi độ ẩm cùng với nhiệt độ, không chỉ riêng nhiệt độ
• Tải theo sau và phản hồi nhất thời: Chu kỳ làm việc của phương tiện đại diện yêu cầu ngăn xếp phải tuân theo những thay đổi tải nhanh chóng (tăng tốc, hấp thụ regen thông qua bộ đệm pin lai) đồng thời tránh tình trạng đói nhiên liệu, chế độ lỗi điện hóa không có chất tương tự thử nghiệm động cơ
• Đặc tính phân hủy trong thời gian dài: Sự suy thoái màng và chất xúc tác tích tụ trong hàng ngàn giờ, thực hiện thử nghiệm độ bền trong thời gian dài với đặc tính hiệu suất định kỳ (thay vì một bài kiểm tra chấp nhận duy nhất) trung tâm để xác nhận tế bào nhiên liệu

Các hạng mục kiểm tra cốt lõi cho ngăn xếp pin nhiên liệu

1. Đường cong phân cực (Đường cong I-V) Đặc tính

Thử nghiệm hiệu suất cơ bản của pin nhiên liệu - dòng điện quét và đo điện áp ngăn xếp - thiết lập đường cong phân cực xác định công suất và hiệu suất khả dụng trên phạm vi hoạt động, lặp đi lặp lại định kỳ trong suốt cuộc đời để theo dõi sự xuống cấp.

Số liệu chính: Điện áp so với. mật độ dòng điện, mật độ công suất ở dòng điện định mức và dòng điện cực đại, sức đề kháng theo khu vực cụ thể.

2. Phản hồi nhất thời sau tải

Băng ghế áp dụng các thay đổi bước hiện tại nhanh chóng thể hiện nhu cầu tăng/giảm tốc của xe, xác minh ngăn xếp (và kiểm soát cung cấp không khí/hydro) phản ứng mà không bị sập điện áp hoặc thiếu nhiên liệu - một mối lo ngại quan trọng về an toàn và độ bền vì các sự kiện thiếu hụt làm tăng tốc độ xuống cấp của chất xúc tác.

Số liệu chính: Thời gian đáp ứng điện áp cho các bước tải, điện áp tối thiểu trong thời gian thoáng qua, sự xuất hiện của các xung điện áp báo hiệu nạn đói.

3. Kiểm tra cân bằng độ ẩm và nước

Vận hành ống khói trong nhiều điều kiện độ ẩm và cân bằng hóa học của khí đầu vào đồng thời theo dõi hiệu suất và (dụng cụ ở đâu) điện trở trong xác định cửa sổ vận hành để tránh hiện tượng khô màng và ngập điện cực.

Số liệu chính: Hiệu suất ổn định trên phạm vi độ ẩm, kháng tần số cao (chỉ số hydrat hóa màng) vs. điều kiện hoạt động.

4. Thử nghiệm khởi động nguội

Khởi động nguội dưới 0 là một thách thức nổi tiếng đối với pin nhiên liệu - nước dư có thể đóng băng và chặn các kênh dẫn khí. Băng ghế đặc trưng cho thời gian khởi động và tỷ lệ thành công từ các điều kiện ngâm lạnh đại diện cho khí hậu của ứng dụng mục tiêu.

Số liệu chính: Thời gian đạt công suất định mức từ lúc khởi động nguội, tỷ lệ bắt đầu thành công ở nhiệt độ mục tiêu tối thiểu.

5. Thử nghiệm suy thoái thời gian dài

Hoạt động mở rộng (hàng ngàn giờ) chống lại một chu kỳ nhiệm vụ đại diện, với đặc tính lại đường cong phân cực định kỳ, theo dõi tốc độ suy giảm điện áp - số liệu chính được sử dụng để dự đoán tuổi thọ của ngăn xếp theo yêu cầu về giờ hoặc quãng đường của ứng dụng mục tiêu.

Số liệu chính: Tốc độ suy giảm điện áp (µV/giờ hoặc mỗi chu kỳ), số giờ dự kiến ​​đến ngưỡng điện áp cuối đời.

Điều này có ý nghĩa gì đối với việc lựa chọn băng ghế thử nghiệm

Chương trình thử nghiệm pin nhiên liệu cần cơ sở hạ tầng xử lý khí (cung cấp hydro, tạo ẩm, hệ thống an toàn) mà băng thử nghiệm động cơ hoặc pin thông thường không bao gồm, cùng dòng điện cao thế, Khả năng tải điện phản ứng nhanh được sử dụng trong thử nghiệm động cơ và pin - vì đầu ra DC của ngăn xếp cuối cùng cần phải được thực hiện dựa trên cấu hình rút dòng điện thực tế giống như bộ pin. Cơ sở xác nhận ngăn xếp pin nhiên liệu cùng với động cơ, biến tần, hoặc pin được hưởng lợi từ việc chia sẻ cơ sở hạ tầng điều khiển và chu trình hoạt động trên các loại thiết bị khác nhau.

Nếu nhóm của bạn đang xây dựng khả năng kiểm tra ngăn xếp pin nhiên liệu cùng với động cơ, biến tần, hoặc kiểm tra pin, nói chuyện với đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi về cách định cấu hình chương trình thử nghiệm trên toàn bộ hệ thống truyền động của bạn.