一、概述：

燃料電池發(fā)電系統(tǒng)控制單元是整個實驗裝置的核心部分，通過控制燃料電池堆的溫度、氫氣壓力、空氣風量和尾氣排放，實現(xiàn)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的熱管理和水管理。針對不同負載，可研究恒電流、恒電壓、恒功率、恒電阻等多種方式下的電堆特性，繪制相應的特性曲線。通過調(diào)整和優(yōu)化控制變量，確定最優(yōu)操作條件，獲得最佳的系統(tǒng)輸出性能。針對不同類型電堆，通過比較電堆特性曲線，評價電堆性能。  

二、定位及特色：
1、實現(xiàn)燃料電池系統(tǒng)的電壓、電流、功率、氫氣流量、氫氣壓力、電堆溫度、風扇電壓、環(huán)境溫度的檢測與顯示。
2、實現(xiàn)電堆溫度和尾氣排放控制。
3、制定燃料電池性能測試規(guī)則，建立電堆性能評價模型。
4、設計制作全檢測型燃料電池性能分析實驗系統(tǒng)平臺。
5、電堆功率100W，儀表由系統(tǒng)獨立12V 供電，系統(tǒng)耗氫1.5L/min，Labview 顯示界面編程。
6、線性負載60W、可選電子負載300W、阻性負載（LED陣列）50W。

三、實驗項目： 
1、線形負載和燈泡負載電堆性能實驗
2、恒值負載電堆性能實驗
3、不同溫度電堆性能曲線實驗
4、不同壓力電堆性能曲線實驗
5、不同尾氣排放量電堆性能曲線實驗
6、最佳電堆性能曲線實驗
7、不同類型電堆性能評價實驗

四、燃料電池測試與管理：
1、燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的熱管理和水管理
針對風冷型燃料電池堆，通過調(diào)節(jié)風扇電壓，改變風扇轉(zhuǎn)速，控制電堆溫度；針對水冷型燃料電池堆，通過調(diào)節(jié)循環(huán)水泵電壓，改變冷卻水流量，控制電堆溫度，實現(xiàn)電堆的熱管理。設定電磁閥開閉周期和占空比，調(diào)節(jié)尾氣排放量，控制電堆內(nèi)部濕度，實現(xiàn)電堆水管理。
2、燃料電池堆的特性研究
應用所提供的線形負載（變阻器）和燈泡負載，通過觀察顯示儀表，初步了解電堆的電流、電壓和功率特性。利用所提供的電子負載，進行恒電流、恒電壓、恒功率和恒電阻實驗，繪制不同負載變化下的V－I 和P－I 曲線，研究電堆的輸出特性。燃料電池堆V－I 曲線繪制，空冷型燃料電池堆V－I 曲線。
3、燃料電池堆的性能優(yōu)化
調(diào)節(jié)精密減壓閥，控制氫氣進氣壓力；調(diào)節(jié)風扇電壓或冷卻水流量，控制電堆溫度；調(diào)節(jié)尾氣排放量�？刂齐姸褲穸�。通過比較不同功率變化下的V－I 曲線，確定最優(yōu)操作條件，獲得相同系列電堆的最佳系統(tǒng)輸出性能曲線。
4、燃料電池堆的性能評價
對于不同類型的燃料電池堆，在確定最優(yōu)操作條件基礎上，比較最佳性能輸出曲線，劃分功率輸出段，分析計算極化壓降、歐姆壓降和濃差壓降的形狀、斜率和變化幅值，確定各功率段性能曲線的陡降點。檢測各曲線陡降點V-I值，利用所建立的電堆性能評價模型，評價電堆各功率段性能。電堆最佳性能曲線比較結(jié)果和性能評價模型。