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2、各部件参数

◆ 燃料电池

燃料电池是本教学平台的核心组成部分，将氢瓶供给的氢气转换成电能，供负载使用。

产品优势:具有重量轻，体积小，便于携带；静音设计；结构简单，可靠性高：启动速度快，响应时间短，适合于各种应用环境；环境适应性好，适应各种天气变化；

其规格如下：

◆ 电池功率为50W；

◆ 开路电压为15～30V；

◆ 工作电压为11V时，电流为4.15A，电池温度为41.5℃；

◆ 风机电压为10.5V；

◆ 尾气排放阀排气间隔为12秒，每次排气时间为0.3秒。

燃料电池安装要注意通风，确保空气顺畅流通，有助与反应空气的吸入和电池的散热。安装时将燃料电池平放，风扇朝上，散热口朝下，尾气排放口通过排气管接电池阀，接上燃料气瓶即可发电。

金属氢化物氢瓶

◆ 金属氢化物氢瓶用来给燃料电池供应燃料，其规格为：

◆ 贮氢容量（ 20℃）： 100L

◆ 放氢流速（ 20℃）：  >100L/min

◆ 放氢压力（ 20℃）：  ≥0.3MPa

◆ 使用环境温度：0～60℃

◆ 产品氢纯度：99.99％～99.9999％

◆ 原料氢： ≥98％（普通工业氢）

◆ 充氢压力：2.0～3.0MPa

◆ 充氢环境温度：0～40℃

◆ 热交换方式：空气自然对流或强制对流

◆ 重量：2.5kg

◆ 外形尺寸：长350mm，直径90mm

◆ 金属氢化物氢瓶具体使用规则见附件B。

钢瓶（带减压阀门和压力表）

用来给金属氢化物充气，使用使要符合氢气使用安全技术规程(GB 4962-85) 。

本实验系统可以使用如下规格瓶装氢气：

◆ 容积：1L

◆ 压力：15MPa

◆ 氢气纯度：99.999％高纯氢

◆ 减压器规格：输入压力（0-25MPa）

输出压力（0-0.16MPa）连续可调

◆ 充氢具体操作见附件C。

高纯氢气发生器

• 输出流量 ZH-300(0～300ml/min)

• 功率 SY-300(150W)

• 输出压力 0～0.4 MPa

• 电源电压

• 交流220V±10%； 50Hz±5%

• 工作条件

• 温度：5～42℃

• 相对湿度：≤85%；

  仪表  

  电流表：平台设有2个电流表，量程和误差分别为AC 5A和DC 20A±0.2％。用来测量燃料电池输出电流和交流电流。  

  电压表：平台设有2个电压表，量程和误差分别为AC 500V和DC 50V±0.2％。用来测量燃料电池输出电压、负载电压和交流输出电压。  

  计时器：本教学平台共有1个计时器，量程为100小时，主要用来累计氢瓶使用时间，以便准时充气。当开启电堆时按下计时器的计时按钮，关闭电堆前按停止按钮保存数据，清除累计时间可按清除按钮。  

  温度表：本教学平台有1个温度表，量程和误差分别是-19.9～99.9℃和±1％。用来反映环境温度。  

  负载  

  线性负载：是一个变阻箱，阻值变换范围为0～1999欧姆，阻值最小变化值为0.1欧姆；最大可承受功率为10W。  

  感性负载：是一个额定电压为12-24V,转速为200r/min的减速电机。  

  DC/AC  

  本平台共有2个DC/AC电源模块。  

  1. DCW300-12S12（1个）：将燃料电池发出的直流19V电能转换为AC220V±5％的交流电压，为负载和其他供电。技术参数：输入电压范围9～18V，输出电压Ac220V，输出电流1.2A，输出功率300W。  

  2. DCN200-12S09（1个）：将10-28V直流电压转换为186～260V±5％的交流电压，向电网进行反向送电（并网）。  

  并网技术参数：  

  ◆ AC标准电压范围： 90V-140V/180V-260VAC  

  ◆ AC频率范围： 55Hz~63Hz/45Hz~53Hz  

  ◆ 输出电流总谐波失真： THDIAC <5%  

  ◆ 相 位 差： <1%  

  ◆ 岛效应保护： VAC;f AC  

  ◆ 输出短路保护： 限流  

  ◆ 显示方式： LED  

  ◆ 待机功耗： <2W  

  ◆ 夜间功耗： <1W  

  ◆ 环境温度范围： -25 ℃~60℃  

  ◆ 环境湿度： 0~99%(Indoor Type Design)  

  离网技术参数  

  ◆ 直流输入电压：11～21VDC  

  ◆ 额定输出功率：300W  

  ◆ 输出电压：110/220VAC根据客户要求订制  

  ◆ 输出波形：纯正弦波  

  ◆ 输出频率：50Hz  

  ◆ 工作效率：85%  

  ◆ 功率因数：>0.88  

  ◆ 波形失真率≤5%  

  ◆ 工作环境：温度-20℃～50℃  

  ◆ 相对湿度：﹤90﹪（25℃）  

  ◆ 保护功能：极性反接、短路、过热、过载保护  

  本平台共有4个DC/DC电源模块。  

  1. DC-DC05（4个）：将燃料电池发出的直流电能转换为DC3.3V、5.0V、9.0V、12V的直流电。  

  ◆ 输入电压：DC1.5-32V  

  ◆ 输出电压：DC1.25-30V连续可调  

  平台监控及数据分析单元  

  本单元为采集燃料电池数据信息而设，配置一台工控一体主机，通过CAN/485通信端口将燃料电池进气压力、进气流量、氢气浓度、排气间隔、燃料电池工作电压、电流、功率、温度、风机转速等相关信息进行采集汇总，并做出有效分析，并生成曲线图供参考。采集的数据可长期保存在计算机中、随时可以调取数据信息。  

• 

  智慧教室综合测控系统  

  该系统采用一体化设计，要求所有功能集中在一块核心控制器上，禁止采用多种模块拼装，确保使用人员的人身安全及设备安全的性能指标
  （一）、虚拟示波器所需实现的功能：50MHz   2路波形测量功能；
  （二）2路逻辑分析仪功能；
  （三）1路任意波形信号发生器输出；
  200MSa/s高速实时采样，50MHz带宽，波形测量完全满足教学实验要求，波形平滑不失真。
  （四）2路PWM脉冲信号发生器：可设置频率、占空比。
  （五）、万用表功能
  1、万用表的电阻测量功能；
  2、万用表的直流电压测量功能；
  3、万用表的交流电压测量功能；
  4、万用表的交流电流测量功能；
  （六）、人机界面功能
  *1、人机界面显示所测量的波形，并显示相应的量测值；
  *2、可通过点击界面按钮，将所测量的波形插入实验报告模板中；
  *3、学生的实验报告结果可通过点击界面按钮，统一上传到指定的教师电脑文件夹下；（七）、实验室安全监控功能
  1、环境参数测量：可同时测量显示温湿度、CO2浓度和PM2.5；
  2、电气参数测量：可测量控制台电压电流，并计算出功率；
  3、过流、过压、欠压（阀值可设置）报警跳闸保护；
  4、安全防护：实验室环境安全监控装置（PM2.5、烟雾、可燃气体、温湿度及CO2浓度异常（火警）报警）；5、节电功能：长期无人实验时，自动关闭总闸开关，实现安全和节电效果；  

  
  

  紧急停止开关和漏电保护器  

  为了保护本教学平台的重要部件，避免一些由于人为的操作失误而导致的重大事故的发生，我们在电源前端重要部件前加入了紧急停止开关和漏电保护开关，  

   

  3、实验项目  

  实验1、燃料电池能量转换原理实验；  

  实验2、反应条件对燃料电池堆性能影响实验；  

  实验3、燃料电池堆负载实验；  

  实验4、燃料电池堆在恒定负载条件下V-I、P-I特性实验；  

  实验5、燃料电池堆在变化负载条件下V-I、P-I特性实验；  

  实验6、电力电子转换实验；  

  实验7、燃料电池驱动线性负载实验；  

  实验8、燃料电池驱动LED阵列实验；  

  实验9、燃料电池驱动电机实验；  

  实验10、燃料电池燃料电池对移动设备供（充）电实验  

  实验11、燃料电池燃料电池驱动感性负载实验；  

  实验12、燃料电池燃料电池驱动并网模块并网实验；  

  实验13、线形负载和灯泡负载电堆性能实验。  

  实验14、恒值负载电堆性能实验。  

  实验15、不同温度电堆性能曲线实验。  

  实验16、不同压力电堆性能曲线实验。  

  实验17、不同尾气排放量电堆性能曲线实验。  

  实验18、最佳电堆性能曲线实验。  

  实验19、不同类型电堆性能评价实验。  

   

  4、基本配置表