《储能系统用可逆模式燃料电池模块 第2部分：可逆模式质子交换膜单池与电堆性能测试方法gbt 42847.2-2023》详细解读

《储能系统用可逆模式燃料电池模块第2部分：可逆模式质子交换膜单池与电堆性能测试方法gb/t42847.2-2023》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语、定义与符号3.1术语与定义3.2符号3.3气体温度与压力的标准值4通用安全要求5试验环境contents目录5.1通则5.2可逆质子交换膜单池/电堆组件5.3分离式可逆质子交换膜单池/电堆5.4试验装置5.5参数控制与测量5.6试验输入参数及试验输出参数的测量方法与控制精确度6测量仪器与测量方法6.1仪器的不确定度contents目录6.2推荐的测量仪器与方法6.3参考试验条件与制造商建议6.4数据采集方法7试验程序与结果计算7.1通则7.2电流-电压(I-V)特性试验7.3稳态试验7.4耐久性试验7.5内电阻(IR)测量contents目录7.6电流循环耐久性试验7.7加压试验8试验报告8.1通则8.2报告项目8.3试验单元数据说明8.4试验条件说明8.5试验数据说明8.6不确定度评估contents目录附录A(规范性)试验程序指南附录B(规范性)公示汇编参考文献011范围123本标准规定了可逆模式质子交换膜单池与电堆的术语和定义、测试条件、测试项目、测试方法以及测试报告。适用于储能系统用可逆模式质子交换膜单池与电堆的性能测试，其他类型的燃料电池可参照使用。主要测试包括电池性能、耐久性、安全性等方面。1范围022规范性引用文件03明确了所引用文件的具体章节或条款，以及其对本测试方法适用范围、术语定义、测试条件等方面的规定。01详细介绍了在储能系统用可逆模式燃料电池模块性能测试方法中所引用的其他相关国家标准、行业标准或国际标准。02这些引用文件为制定本测试方法提供了科学依据和技术支撑，确保其具有可操作性和实用性。2规范性引用文件033术语、定义与符号可逆模式质子交换膜燃料电池01指能够在同一电堆或单池内实现燃料电池模式和电解模式的质子交换膜燃料电池。额定功率02指燃料电池在特定条件下能够持续输出的功率。性能测试03指对燃料电池或电堆性能进行评估的一系列试验。3术语、定义与符号043.1术语与定义3.1术语与定义在可逆模式质子交换膜燃料电池中，通过外部施加电流，使水分子发生电解反应，生成氢气和氧气的模式。电解模式指能够在同一电堆结构内实现燃料电池模式和电解模式的质子交换膜燃料电池。可逆模式质子交换膜燃料电池在可逆模式质子交换膜燃料电池中，通过外部提供氢气（或其他可燃气体）和氧气（或空气），进行电化学反应并产生电能的模式。燃料电池模式053.2符号标准中详细定义了电流的相关符号，包括电流强度、电流密度等，确保了测试过程中对电流参数的准确描述。电流符号针对可逆模式质子交换膜单池与电堆的电压性能，标准中引入了相应的电压符号，为测试提供了统一的电压表述方式。电压符号为了评估燃料电池的输出功率，标准中明确了功率的符号及单位，使测试结果更具可比性和实际意义。功率符号3.2符号063.3气体温度与压力的标准值进气温度确保进气质量流量计前气体温度在燃料电池正常工作范围内，以保证测量准确性。堆内温度监测燃料电池堆内部温度，避免过高或过低影响电池性能和寿命。出气温度控制燃料电池排出气体温度，以确保安全排放和热量回收效率。3.3气体温度与压力的标准值074通用安全要求绝缘电阻确保燃料电池模块的绝缘电阻符合标准要求，以防止电气短路和漏电现象的发生。过流保护模块应具备过流保护功能，以在异常情况下及时切断电流，保护电路及相连设备的安全。接地保护确保模块的接地系统可靠，以减少电气故障引起的触电风险。4通用安全要求085试验环境恒温控制确保试验过程中温度保持稳定，以模拟实际运行环境。湿度调节根据试验需求，对试验环境的湿度进行精确控制。监控与记录实时监测温度和湿度数据，确保试验条件符合标准要求。5试验环境095.1通则规定了可逆模式质子交换膜单池与电堆性能测试的术语和定义、测试条件、测试方法、测试程序等。适用范围确定可逆模式质子交换膜单池与电堆在特定条件下的性能，为产品研发、生产、质量控制等提供依据。测试目的根据测试需求和目的，将测试分为单池性能测试和电堆性能测试两类。测试分类5.1通则105.2可逆质子交换膜单池/电堆组件可逆质子交换膜单池/电堆组件采用特定的结构设计，以实现高效能量转换和长期稳定运行。结构设计材料选择安全性考虑组件选用高性能的质子交换膜、催化剂和电极材料等，以确保其优异的电化学性能和耐久性。在组件设计过程中，充分考虑了安全性能，采取多重保护措施，降低潜在风险。0302015.2可逆质子交换膜单池/电堆组件115.3分离式可逆质子交换膜单池/电堆高质子传导性采用高性能质子交换膜，确保氢离子在正负电极间的高效传输。紧凑轻便优化结构设计，实现模块的小型化和轻量化，便于集成与应用。分离式设计正负极板和膜电极组件可独立拆卸，方便维修与更换。5.3分离式可逆质子交换膜单池/电堆125.4试验装置氢气供应为燃料电池提供稳定、纯净的氢气，确保试验过程中气体的连续供应。氧气或空气供应根据试验需求，为燃料电池提供相应纯度的氧气或经过处理的压缩空气。5.4试验装置135.5参数控制与测量精确控制运行参数根据模块运行状态和外部环境变化，实时调整参数控制策略，以优化模块性能。实时调整策略预防性维护措施通过定期检查和调整参数设置，采取预防性维护措施，降低模块故障风险。为确保燃料电池模块的稳定运行，需要精确控制包括温度、压力、湿度等在内的关键运行参数。5.5参数控制与测量145.6试验输入参数及试验输出参数的测量方法与控制精确度

5.6试验输入参数及试验输出参数的测量方法与控制精确度气体流量测量使用合适的气体流量计，如质量流量计或体积流量计，确保准确测量进入燃料电池的气体流量。温度与压力测量在燃料电池的关键部位安装温度和压力传感器，实时监测并记录温度和压力的变化。湿度测量采用湿度计或湿度传感器，测量进入燃料电池的气体的湿度，以确保其在适宜范围内。156测量仪器与测量方法电流测量使用高精度电流表，确保在燃料电池运行过程中能够准确测量电流值。电压测量采用高分辨率电压表，以捕捉质子交换膜单池与电堆的细微电压变化。数据记录实时记录电流与电压数据，便于后续性能分析。6测量仪器与测量方法166.1仪器的不确定度仪器精度的影响仪器的精度会直接影响测量结果的准确性，因此，在选择测试仪器时，应充分考虑其精度等级是否符合测试要求。仪器校准的重要性为确保测试结果的可靠性，必须对测试仪器进行定期校准，以消除仪器自身的误差。不确定度的评估方法可以采用统计学方法对测试数据进行处理，进而评估仪器的不确定度，为改进测试方法和提高测试精度提供依据。6.1仪器的不确定度176.2推荐的测量仪器与方法推荐使用高精度电流表，确保测量结果的准确性。在测量过程中，应注意电流表的量程选择，避免超出量程造成损坏。选用合适量程的电压表，对单池或电堆的输出电压进行实时监测。在测量时，需确保电压表的输入阻抗足够高，以减小对被测电路的影响。电流测量电压测量6.2推荐的测量仪器与方法186.3参考试验条件与制造商建议提供了标准试验温度、压力及其允许范围，确保测试环境的一致性。温度与压力控制规定了试验所用燃料和氧化剂的成分、纯度及供应条件。燃料与氧化剂供应列出了用于性能测试的标准设备及仪器，确保测量结果的准确性和可靠性。测试设备与仪器6.3参考试验条件与制造商建议196.4数据采集方法6.4数据采集方法准确性确保采集到的数据真实、准确，能够反映燃料电池模块的实际性能。实时性数据采集应具备实时性，以便及时监测和调整燃料电池模块的运行状态。可靠性数据采集系统应稳定可靠，确保数据的连续性和完整性。207试验程序与结果计算试验条件设置按照标准规定设置试验条件，包括温度、湿度、压力等环境参数，以及燃料电池的工作模式和负载条件等。准备工作根据试验需求准备相应的试验设备、仪器仪表和测试样品，确保其性能稳定可靠。试验操作按照规定的程序进行试验操作，包括启动、运行、数据采集、故障处理等，确保试验过程的安全和有效性。7试验程序与结果计算217.1通则术语和定义本章规定了可逆模式质子交换膜单池与电堆性能测试的术语和定义，包括可逆模式、质子交换膜、单池、电堆等关键概念，确保读者对测试方法的理解准确无误。测试条件通则中明确了测试的环境条件，如温度、湿度、压力等，以及测试所需的设备、仪器及其精度要求，为后续的测试提供了标准化的环境基础。安全要求在进行可逆模式质子交换膜单池与电堆性能测试时，通则强调必须遵守相关的安全规定，包括防火、防爆、防电击等，确保测试过程的安全可靠。7.1通则227.2电流-电压(I-V)特性试验评估燃料电池的电流-电压性能。了解燃料电池在不同电流密度下的电压输出情况。为燃料电池的优化和设计提供数据支持。7.2电流-电压(I-V)特性试验237.3稳态试验确保试验设备齐全且性能稳定包括电源、负载、温度控制系统等。设置合适的试验参数根据试验需求和标准规定，设置合理的试验电压、电流等参数。对试验样品进行预处理如清洁表面、检查密封性等，以确保试验结果的准确性。7.3稳态试验247.4耐久性试验03为可逆模式质子交换膜单池与电堆的设计、生产和使用提供重要依据。01验证可逆模式质子交换膜单池与电堆在长时间运行过程中的性能稳定性。02评估可逆模式质子交换膜单池与电堆的耐久性，以确定其使用寿命。7.4耐久性试验257.5内电阻(IR)测量通过施加直流电流来测量电压变化，从而计算内电阻。直流法利用小幅度交流信号测量阻抗，分析得到内电阻。交流阻抗法通过阶跃电压或电流信号，观察系统响应来计算内电阻。阶跃响应法7.5内电阻(IR)测量267.6电流循环耐久性试验评估燃料电池模块在电流循环条件下的性能衰减情况。验证燃料电池模块在长时间运行过程中的稳定性和可靠性。为燃料电池模块的优化设计和生产制造提供重要依据。7.6电流循环耐久性试验277.7加压试验评估其承受压力的能力及在不同压力下的工作效率。为产品的设计和优化提供数据支持。验证可逆模式质子交换膜单池与电堆在加压条件下的性能表现。7.7加压试验288试验报告包括试验准备、试验步骤、试验数据记录等，确保试验过程的可追溯性。完整记录试验过程根据试验数据进行分析，得出结论，并对比标准要求，评估产品的性能。试验结果分析如试验过程中出现任何偏离标准的情况，应在报告中详细说明，并分析其对试验结果的影响。偏离情况说明8试验报告298.1通则适用范围规定了可逆模式质子交换膜单池与电堆性能测试的术语和定义、测试条件、测试方法等通用要求。重要性为确保可逆模式燃料电池模块的性能测试结果的准确性和可靠性提供基本指导。参考价值对于可逆模式燃料电池模块的研发、生产、应用等环节具有参考意义，有助于推动行业规范化发展。8.1通则308.2报告项目全面性报告应涵盖所有测试项目的结果，确保数据完整、无遗漏。准确性报告中的数据和结论必须基于实际测试结果，确保准确无误。规范性报告格式和表述应符合相关标准和规范，便于理解和使用。8.2报告项目318.3试验单元数据说明完整性数据记录应涵盖试验的全过程，从试验开始到结束的各个阶段都应有相应的数据记录，以便后续分析和比对。规范性数据记录需遵循一定的格式和规范，方便数据整理、存储和查阅。准确性试验过程中需准确记录所有相关数据，包括温度、压力、电流、电压等关键参数，以确保试验结果的可靠性。8.3试验单元数据说明328.4试验条件说明确保试验环境温度在规定范围内，以保证测试结果的准确性。温度控制保持试验环境湿度适中，避免对测试结果产生不良影响。湿度要求采取必要措施，降低电磁干扰对测试设备的影响。电磁干扰8.4试验条件说明338.5试验数据说明准确性试验数据必须准确无误，能够真实反映测试过程中的各项参数和指标。完整性试验数据应包含所有关键测试点，确保对测试结果有全面的了解和评估。规范性试验数据的记录应符合相关标准和规范，便于后续的数据分析和处理。8.5试验数据说明030201348.6不确定度评估010203评估目的不确定度评估是为了确定测量结果的可靠性和准确性，在《储能系统用可逆模式燃料电池模块》标准中，对各项性能测试结果进行不确定度评估，有助于确保测量数据的真实有效。评估方法不确定度评估通常包括A类不确定度和B类不确定度的评估。A类不确定度主要通过统计分析实验数