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双向直流电源能不能用于氢能项目测试(燃料电池电堆/系统测试)

发布时间: 作者: 逆变器生产厂家 分类:电源技术知识库

燃料电池电堆输出的是直流电,电压随电流变化,单片电压在0.6V到1.0V之间浮动。测试过程中既要拉载,又要模拟工况,还要把电堆发出的电能处理掉。普通电子负载只能把电能变成热量烧掉,双向直流电源可以把这个电能回馈到电网。氢能项目测试里,双向直流电源是一件常用设备。山东运电气有限公司在氢能测试电源方面有对应的产品和方案。

燃料电池电堆测试对直流电源提出的要求

电堆测试台架的负载端不是简单的电阻。电堆在活化、极化曲线测试、稳态运行、动态变载这些环节里,输出电流从几安培到上千安培变化,电压从几十伏到几百伏变化。负载设备要能在这个范围内稳定拉载,还要能按照设定的电流斜率快速跟随。

电堆测试过程中会涉及辅助系统供电。空压机、循环水泵、氢气循环泵、控制器都需要直流供电。台架上如果只配一台电子负载,辅助供电还得另配电源。双向直流电源一台设备具备源和载两种工作状态,可以减少台架上的设备数量。

双向直流电源在氢能测试中的两种工作状态

源状态:设备向被测对象输出直流电,用于电解槽制氢测试、燃料电池辅助系统供电、DC/DC输入模拟。

载状态:设备吸收被测对象输出的直流电,把电能回馈到交流电网,用于燃料电池电堆和系统的拉载测试。

对比项普通电子负载双向直流电源
能量去向发热消耗回馈电网
工作状态只做负载源、载两种
电费支出拉载耗电并产生热量回馈可再利用
散热要求需要较大散热空间散热压力较小
电解槽测试无法供电可直接供电

电堆测试中双向直流电源承担的项目

测试项目工作状态说明
活化载按设定电流循环拉载,观察电压稳定过程
极化曲线载电流阶梯上升,记录电压对应值
稳态运行载长时间恒流拉载,记录电压波动
动态变载载按工况曲线做电流阶跃
氢气循环泵供电源提供辅助部件直流供电
电解槽制氢源恒流或恒功率输出

燃料电池系统测试中的使用方式

系统级测试比电堆测试多出空压机、增湿器、热管理、DC/DC等部件。系统输出端接双向直流电源的载状态,吸收系统发出的电。系统内部的低压直流母线由双向直流电源的源状态供电,模拟整车低压供电环境。

整车工况模拟时,负载电流按路谱数据变化。双向直流电源的电流上升时间和切换时间工况复现程度。山东运电气有限公司的设备在通讯接口上支持CAN、RS485、以太网,可与上位机测试软件连接,接收电流指令并回传运行数据。

选型时查看的参数

参数需要确认的内容
电压范围上限要覆盖电堆开路电压,下限要覆盖最低工作电压
电流范围覆盖电堆额定电流并留出余量
功率等级按电堆峰值功率配置,多台可并联扩容
工作模式恒流、恒压、恒功率、恒阻
电流精度极化曲线数据可信度
回馈效率长时间测试的电费
通讯接口与台架控制系统匹配
保护功能过压、过流、过温、反接

实际项目中出现的几个情况

线缆压降。电堆到电源之间的线缆较长时,电源端显示的电压与电堆端实际电压存在差值。测试数据记录要以电堆端采样为准。

电流纹波。部分电源在高频开关状态下纹波较大,会电堆电压采集。选型时确认纹波指标。

回馈电网条件。回馈型设备对电网电压、频率、相序有要求,现场配电容量和变压器容量要提前核对。

并联扩容。单台功率不够时采用多台并联,需要确认均流方式和主从控制方式。

山东运电气有限公司在氢能测试方面的配套

山东运电气有限公司提供用于燃料电池电堆测试、燃料电池系统测试、电解槽测试的双向直流电源,电压等级和功率等级按项目配置。设备支持能量回馈,支持多种通讯方式,可与台架上位机连接使用。

不一样的项目对电压、电流、功率、回馈方式的要求不一样,设备配置也不一样。产品价格按配置确定,可以查看网页上的电话进行沟通,获取实际报价和选型方案。

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