河南燃料电池发动机空气子系统测试台方案

与传统内燃机相似，整车的功率需求、寿命、空间尺寸、成本等是燃料电池电堆的初始设计输入。燃料电池电堆的设计及改进方向，目前就是向传统内燃机看齐，力争在各方面缩小与内燃机的差距，进而突破阻碍其推广应用的掣肘。针对不同的车型及工况需求，燃料电池的电堆设计存在些许差异。如DOE预计，2025年，重型车将由3 个电堆并联组成391 kW 的燃料电池系统，中型车由2 个电堆并联组成202 kW 的系统。结合美国、欧洲、日本、韩国以及中国的燃料电池相关规划中的内容，针对商用车燃料电池电堆的设计目标。基于整车对电堆的实际使用需求，结合空气供给系统中空压机、燃料供给系统中氢气循环泵、冷却系统中散热器、电控系统中DC/DC 等关键部件的性能参数，考虑与拟开发电堆的匹配性后，即可基本锁定燃料电池电堆的边界设计条件。燃料电池测试装备的发展趋势是集成化、智能化、自动化的方向。河南燃料电池发动机空气子系统测试台方案

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。河南燃料电池发动机空气子系统测试台方案燃料电池测试装备需要进行数据分析和处理，以更好地分析研究数据。

燃料电池性能随着反应物气体压力的增加而提高；因此，许多燃料电池系统都包括一个空气压缩机，它可以将进口空气压力提高到环境大气压力的2～4倍。对于运输应用，空压机的效率应至少达到75%。在某些情况下，还包括一个膨胀器，以从高压废气中恢复电力。扩展机效率应至少达到80%。PEM燃料电池的关键聚合物电解质膜在干燥时不能很好地工作，因此许多燃料电池系统都为进气口安装了加湿器。加湿器通常由一层薄膜组成，该薄膜可以由与PEM相同的材料制成。通过在加湿器的一侧流动干燥的进口空气和在另一侧流动潮湿的排气空气，燃料电池产生的水可以被循环利用，以保持PEM良好的水化。

氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。而氢燃料电池具备无污染、无噪声和高效率的特点。氢燃料电池对环境具备无污染性，它是通过电化学反应，而不是采用燃烧或储能方式，燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的，整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程，而氢燃料电池电堆由多个单体电池以串联方式层叠组合而成，单体电池是由将双极板与膜电极组成，若干单体之间嵌入密封件，经前、后端板压紧后用螺杆紧固拴牢，即构成氢燃料电池电堆,而氢燃料电池电堆在进行生产后往往都需要燃料电池电堆测试台对其进行检验测试。燃料电池测试装备可以进行不同类型燃料电池的高温和低温测试，以评估燃料电池在不同温度条件下的工作性能。

目前标准中对电堆泄漏和气密性的测试方法比较简单，但规定内容有差别。现有的测试设备功能单一，不能满足不同标准的测试需求；有些试验台得出的测试结果只能大致判断有无泄漏和压力下降情况，无法测得精确的泄漏量和压力下降值。针对这种情况，测试燃料电池用电堆泄漏和气密性测试台，用以满足燃料电池的泄漏和密封性测试需要。常规汽车用氢燃料电池堆具有阳极腔（氢气路）、阴极腔（空气路）、冷却液腔3 个通路，测试也主要是针对这3 个腔及其连接管路。综合分析相关标准，明确试验台应该满足以下功能需求：阳极管路、阴极管路、冷却管路各段出入口处分别添加开关电磁阀来实现对应管路的开关控制，并在每个通道管路的出入口设置压级传感器和流量计。燃料电池测试装备可以帮助研究人员进行燃料电池的可行性研究。河南燃料电池发动机空气子系统测试台方案

燃料电池测试装备需按照规定的标准进行设计和制造，以确保测试数据的准确性和可靠性。河南燃料电池发动机空气子系统测试台方案

在行业发展初期，由于缺乏专业的国内设备厂商提供测试设备以满足燃料电池系统的研究与开发，客户只能选用Greenlight、Feulcon等少数进口品牌的测试设备，或购买电子负载和其他部件，自行搭建一个简易的燃料电池测试平台，用于检验燃料电池电堆和发动机的测试。这种情况现在已经有了很大改观，随着一批国产燃料电池检测设备企业的崛起，国内燃料电池产业在检测环节开始已经打破依赖进口设备的局面。2017年全力推进产品技术研发，2018年进入技术成果收获期，快速推出了电堆测试系统、发动机测试系统，并在原有的DC/DC测试系统、大功率回馈式电子负载产品完成燃料电池行业特性升级后，形成了完整的测试产品线。目前其60——150kW燃料电池电堆测试台和100——200kW燃料电池发动机测试台在业内普遍应用。河南燃料电池发动机空气子系统测试台方案