燃料电池检测:如何科学评估其性能与安全性

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燃料电池检测:如何科学评估其性能与安全性

概括

燃料电池作为一种清洁能源技术,因其高效能、低排放的优势,成为了全球能源领域的重要发展方向。它广泛应用于交通、储能以及备用电源等领域。然而,为了确保燃料电池的性能稳定、效率持久,及其在不同环境下的可靠性和安全性,必须进行严谨的检测工作。

燃料电池的检测不仅涉及其电性能的评估,还包括热管理、氢气储存安全等多个方面。全面的检测手段有助于确保其实际应用中的安全性与可靠性,提升技术的推广与普及。

检测样品

在燃料电池检测中,样品的选择至关重要。通常,检测样品包括燃料电池单体、电堆、系统组件等。每种样品的检测侧重点不同:

  • 燃料电池单体:主要用于测试单个电池的电化学性能、耐久性及功率输出。
  • 电堆:由多个单体组成,检测电堆的整体性能,主要考量电池在高负载与长时间工作中的稳定性。
  • 系统组件:包括氢气供应系统、气体流量控制系统、电力输出系统等,检测其协同工作中的效率与安全性。

检测项目

燃料电池的检测项目涉及多个方面,主要包括但不限于以下几个核心领域:

  • 电化学性能:测试燃料电池的开路电压、最大功率、效率等参数,评估其电能转换能力。
  • 耐久性与循环寿命:通过加速老化测试,模拟电池的长时间工作状态,评估其使用寿命及耐久性。
  • 安全性评估:包括氢气泄漏测试、过压保护测试等,确保电池在不同条件下的安全性。
  • 热管理测试:测量燃料电池工作过程中产生的热量,并评估其散热能力,避免过热导致故障。

检测仪器

进行燃料电池检测时,必须使用高精度的仪器设备,以确保检测结果的科学性与准确性。常用的检测仪器包括:

  • 电化学工作站:用于测试燃料电池的电化学性能,包括极化曲线、功率曲线等。
  • 氢气气体检测仪:用于监测氢气的浓度,确保氢气泄漏的及时发现。
  • 温度和压力传感器:监控燃料电池工作时的温度与压力变化,防止出现过热或过压的情况。
  • 电子负载:模拟燃料电池在不同负载条件下的工作状态,帮助分析电池的响应能力。

检测方法

为了全面、精确地评估燃料电池的各项性能,以下是几种常见的检测方法:

  • 极化曲线法:通过测量电池在不同电流密度下的电压变化,绘制极化曲线,从而评估电池的功率密度、效率等参数。
  • 加速老化法:通过加速循环负荷测试,模拟电池在长期工作中的性能衰退情况,评估其循环寿命。
  • 热成像法:使用红外热像仪监测燃料电池表面温度分布,判断其散热状况和潜在的过热问题。
  • 泄漏检测法:通过氢气检测仪器检查系统的密封性,确保燃料电池在使用过程中不会发生氢气泄漏。

检测标准(部分)

《 T/CAB 0246-2023 移动实验室质子交换膜燃料电池用氢气品质检测通用技术规范 》标准简介

  • 标准名称:移动实验室质子交换膜燃料电池用氢气品质检测通用技术规范
  • 标准号:T/CAB 0246-2023
    中国标准分类号:Z00/C359
  • 发布日期:2023-04-23
    国际标准分类号:13.020.60
  • 实施日期:2023-04-23
    团体名称:中国产学研合作促进会
  • 标准分类:环保、保健和安全C 制造业
  • 内容简介:

    本文件规定了移动实验室质子交换膜燃料电池用氢气品质检测(以下简称“移动实验室”)的术语和定义、要求、检测方法

    本文件适用于陆地使用的可进行移动实验室质子交换膜燃料电池用燃料氢气品质检测要求

    本文件给出了移动实验室质子交换膜燃料电池用氢气品质检测通用技术规范,为相关质量控制企业及质监部门提供标准参考,引导我国在氢气品质检测核心技术的不断迭代,从而进一步推动整个氢能产业可持续高质量发展。

《 T/CAB 0318-2023 商用车燃料电池系统“领跑者”性能评价导则 》标准简介

  • 标准名称:商用车燃料电池系统“领跑者”性能评价导则
  • 标准号:T/CAB 0318-2023
    中国标准分类号:Z00/G531
  • 发布日期:2023-12-29
    国际标准分类号:13.020.60
  • 实施日期:2023-12-29
    团体名称:中国产学研合作促进会
  • 标准分类:环保、保健和安全G 交通运输、仓储和邮政业
  • 内容简介:

    本规则适用于氢能“领跑者”计划通则中的商用车质子交换膜燃料电池系统的评价

    具体范围边界见附录C中图C.1

    本规则将根据氢能产业技术发展情况适时进行修订

    本标准主要包含燃料电池系统评测所需测试的基础、核心及加分性能指标、目前及2026年对应先进指标、性能等级分级方法及对应试验方法。

《 T/GAEPA 005-2024 燃料电池电动汽车 安全要求 》标准简介

  • 标准名称:燃料电池电动汽车 安全要求
  • 标准号:T/GAEPA 005-2024
    中国标准分类号:M732
  • 发布日期:2024-05-22
    国际标准分类号:19.020
  • 实施日期:2024-06-01
    团体名称:广东省汽车智能网联发展促进会
  • 标准分类:试验M 科学研究和技术服务业
  • 内容简介:

    本文件规定了车载氢气系统、燃料电池电堆、燃料电池电动汽车整车等安全要求

    本文件适用于使用压缩气态氢的燃料电池电动汽车

    本文件基于国标《氢燃料电池电动汽车安全要求》编制,结合广东地区亚热带气候环境条件等实际情况,在此基础上增加了供/排氢组件、电堆系统安全要求。

《 T/CI 568-2024 船舶用氢燃料电池发电系统控制技术要求 》标准简介

  • 标准名称:船舶用氢燃料电池发电系统控制技术要求
  • 标准号:T/CI 568-2024
    中国标准分类号:U61/C373
  • 发布日期:2024-11-04
    国际标准分类号:27.070
  • 实施日期:2024-11-04
    团体名称:中国国际科技促进会
  • 标准分类:能源和热传导工程C 制造业
  • 内容简介:

    本文件规定了船舶用氢燃料电池发电系统的控制系统(以下简称“控制系统”)的各项要求,描述了对应的试验方法和检验规则

    本文件适用于申请FC-FULL、FC-POWER1或FC-POWER2附加标志的船舶用氢燃料电池发电系统的控制系统的设计、制造和试验

    注1:FC-FULL:除燃料电池发电装置外,船舶未配置其他主动力源(主机/主发电机组/动力电池等),燃料电池发电装置向全船电气设备供电

    注2:FC-POWER1:船舶配置了燃料电池发电装置和其他主动力源(主机/主发电机组/动力电池等),燃料电池发电装置作为船舶主电源的组成部分向船舶电气设备供电

    注3:FC-POWER2:船舶配置了燃料电池发电装置和其他主动力源(主机/主发电机组/动力电池等),燃料电池发电装置向船舶电气设备供电但不作为船舶主电源组成部分

    本文件规定了船舶用氢燃料电池发电系统的控制系统(以下简称“控制系统”)的各项要求,描述了对应的试验方法和检验规则。本文件适用于申请FC-FULL、FC-POWER1或FC-POWER2附加标志的船舶用氢燃料电池发电系统的控制系统的设计、制造和试验。注1:FC-FULL:除燃料电池发电装置外,船舶未配置其他主动力源(主机/主发电机组/动力电池等),燃料电池发电装置向全船电气设备供电。注2:FC-POWER1:船舶配置了燃料电池发电装置和其他主动力源(主机/主发电机组/动力电池等),燃料电池发电装置作为船舶主电源的组成部分向船舶电气设备供电。注3:FC-POWER2:船舶配置了燃料电池发电装置和其他主动力源(主机/主发电机组/动力电池等),燃料电池发电装置向船舶电气设备供电但不作为船舶主电源组成部分。

《 T/CIN 064-2024 燃料电池船舶氢系统安全要求和风险评估 》标准简介

  • 标准名称:燃料电池船舶氢系统安全要求和风险评估
  • 标准号:T/CIN 064-2024
    中国标准分类号:G553
  • 发布日期:2024-11-28
    国际标准分类号:47.020.10
  • 实施日期:2025-02-28
    团体名称:中国航海学会
  • 标准分类:造船和海上构筑物G 交通运输、仓储和邮政业
  • 内容简介:

    本文件给出了燃料电池船舶氢系统的安全要求和风险评估方法。本文件适用于燃料电池船舶氢系统的安全管理和风险评估。

《 T/SHJX 063-2024 氢燃料电池公交客车维护技术要求 》标准简介

  • 标准名称:氢燃料电池公交客车维护技术要求
  • 标准号:T/SHJX 063-2024
    中国标准分类号:G541
  • 发布日期:2024-03-18
    国际标准分类号:03.220.20
  • 实施日期:2024-03-18
    团体名称:上海市交通运输行业协会
  • 标准分类:社会学、服务、公司(企业)的组织和管理、行政、运输G 交通运输、仓储和邮政业
  • 内容简介:

    本《技术规范》标准的编写,是基于目前阶段成熟燃料电池公交客车技术,以及参考已发布的《纯电动公交客车维护技术要求》框架结构,并总结了上海公交企业比较优秀的维护做法和示范运营阶段经验,形成可在全市公交企业范围内复制推广的团体标准,并确定以下制定原则。本标准内容符合国标、团标已有明确规定的技术要求。编写遵循GB/T1.1《标准化工作导则第一部分标准结构和编写原则》和GB/T1.2《标准化工作导则第二部分标准中规范性技术,要素内容的确定方法》的相关规定。本标准适用于本市行政区域内所有燃料电池公交客车的维护工作。具体内容能满足整体的工作需求,指标设计具有可行性、普适性和引领性。本标准中的科学性体现在维护内容的科学性和编制过程中可操作的科学性两个方面。编制是在国家、地方等系列标准、法规要求的基础上,结合本市新能源公交客车使用需求,有针对性地对车辆维护提出要求,将本市公交企业维护先进经验进行总结、归纳,确保各项条款符合维护工作的需要,同时制定过程严格遵循行业团体标准制定程序,从而保证标准编制过程的科学性。本标准规定了燃料电池公交客车维护工作相关的维护总体要求、维护作业项目、维护作业技术要求等。规定了维护要求、作业项目、作业技术要求等3项需要界定的术语和定义。来源于《GB/T5624汽车维修术语》、《GB/T19596电动汽车术语》、《GB/T24548燃料电池电动汽车术语》、《DB31/T306公交客车通用技术要求》等。为确保新能源公交车安全、可靠使用,标准规定了安全为重、预防为主、周期维护、定期检测、视情修理等5项公交车辆维护工作的原则,并确定了车辆维护作业按走合维护、一级维护、二级维护、附加维护等4个作业级别。通过合理维护周期安排,确保车辆维护工作能落到实处,加强了燃料电池公交车维护的可操作性。本标准协调燃料电池客车各部分的维护保养周期上了,燃料电池系统和车载氢系统的维护周期,保持了与车辆其他主要部件间维护周期的一致性与协调性;其次,针对目前各公交运营企业修理单位普遍实行时间与公里相结合的维护周期情况,考虑到车辆的使用和修理车间维护计划编排统筹兼顾,以及充分提高车辆利用率因素,继续延续纯电动公交车维护周期,维护周期间隔统一设定为7,500km或45天;最后,在征求各客车、主要零部件生产企业意见时,也得到认可。

《 T/GAEPA 002-2024 燃料电池电动汽车 安全要求 》标准简介

  • 标准名称:燃料电池电动汽车 安全要求
  • 标准号:T/GAEPA 002-2024
    中国标准分类号:M732
  • 发布日期:2024-05-22
    国际标准分类号:19.020
  • 实施日期:2024-06-01
    团体名称:广东省汽车智能网联发展促进会
  • 标准分类:试验M 科学研究和技术服务业
  • 内容简介:

    本文件规定了车载氢气系统、燃料电池电堆、燃料电池电动汽车整车等安全要求

    本文件适用于使用压缩气态氢的燃料电池电动汽车

    本文件基于国标《氢燃料电池电动汽车安全要求》编制,结合广东地区亚热带气候环境条件等实际情况,在此基础上增加了供/排氢组件、电堆系统安全要求。

《 GB/T 44242-2024 质子交换膜燃料电池汽车用氢气 无机卤化物、甲酸的测定 离子色谱法 》标准简介

  • 标准名称:质子交换膜燃料电池汽车用氢气 无机卤化物、甲酸的测定 离子色谱法
  • 标准号:GB/T 44242-2024
    中国标准分类号:F19
  • 发布日期:2024-07-24
    国际标准分类号:27.010
  • 实施日期:2024-11-01
    技术归口:全国氢能标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:国家标准委
  • 标准分类:能源和热传导工程能源和热传导工程综合
  • 内容简介:

    国家标准《质子交换膜燃料电池汽车用氢气 无机卤化物、甲酸的测定 离子色谱法》由TC309(全国氢能标准化技术委员会)归口,主管部门为国家标准委。

    本文件描述了采用离子色谱法测定质子交换膜燃料电池汽车用氢气中无机卤化物、甲酸含量的原理、试剂和材料、仪器和设备、试验步骤、试验数据处理、精密度、质量保证和控制、试验报告。本文件适用于质子交换膜燃料电池汽车用氢气中无机卤化物、甲酸含量的测定,其他用途氢气中无机卤化物、甲酸含量的测定参照执行。氢气中无机卤化物、甲酸含量的测定范围为0.025μmol/mol~0.5μmol/mol,氢气中氯化氢、氯气、滜化氢、甲酸组分的检出限分别为0.014μmol/mol、0.007μmol/mol、0.002μmol/mol、0.001μmol/mol。

《 GB/T 44262-2024 质子交换膜燃料电池汽车用氢气采样技术要求 》标准简介

  • 标准名称:质子交换膜燃料电池汽车用氢气采样技术要求
  • 标准号:GB/T 44262-2024
    中国标准分类号:F19
  • 发布日期:2024-07-24
    国际标准分类号:27.010
  • 实施日期:2024-11-01
    技术归口:全国氢能标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:国家标准委
  • 标准分类:能源和热传导工程能源和热传导工程综合
  • 内容简介:

    国家标准《质子交换膜燃料电池汽车用氢气采样技术要求》由TC309(全国氢能标准化技术委员会)归口,主管部门为国家标准委。

    本文件规定了质子交换膜燃料电池汽车用氢气采样的设备、采样前准备、采样步骤、采样记录的要求。本文件适用于压力等级不大于70MPa的加氢站中氢气的采样,质子交换膜燃料电池用氢气的生产、储运场所中氢气的采样参照执行。

《 GB/T 44243-2024 质子交换膜燃料电池汽车用氢气 含硫化合物、甲醛和有机卤化物的测定 气相色谱法 》标准简介

  • 标准名称:质子交换膜燃料电池汽车用氢气 含硫化合物、甲醛和有机卤化物的测定 气相色谱法
  • 标准号:GB/T 44243-2024
    中国标准分类号:F19
  • 发布日期:2024-07-24
    国际标准分类号:27.010
  • 实施日期:2024-11-01
    技术归口:全国氢能标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:国家标准委
  • 标准分类:能源和热传导工程能源和热传导工程综合
  • 内容简介:

    国家标准《质子交换膜燃料电池汽车用氢气 含硫化合物、甲醛和有机卤化物的测定 气相色谱法》由TC309(全国氢能标准化技术委员会)归口,主管部门为国家标准委。

    本文件描述了采用预浓缩一气相色谱一硫化学发光检测器/质谱检测器联用法测定质子交换膜燃料电池汽车用氢气中含硫化合物、甲醛和有机卤化物含量的原理、试剂与材料、仪器与设备、系统性能验证、试验步骤、试验数据处理、精密度和正确度、质量保证和控制、试验报告。本文件适用于质子交换膜燃料电池汽车用氢气中含硫化合物、甲醛和有机卤化物的测定;其他用途氢气中含量范围在本文件规定范围内含硫化合物、甲醛和有机卤化物含量的测定参照执行。本文件含硫化合物测定范围为0.10μmol/mol~10.0μmol/mol,硫化氢检出限为0.01μmol/mold甲醛测定范围为1.0μmol/mol~400.0μmol/mol,检出限为0.1μmol/mol。有机卤化物测定范围为1.0μmol/mol~100.0μmol/mol,一氯甲烷检出限为0.5μmol/mol。

《 GB/T 44238-2024 质子交换膜燃料电池汽车用氢气 氦、氩、氮和烃类的测定 气相色谱法 》标准简介

  • 标准名称:质子交换膜燃料电池汽车用氢气 氦、氩、氮和烃类的测定 气相色谱法
  • 标准号:GB/T 44238-2024
    中国标准分类号:F19
  • 发布日期:2024-07-24
    国际标准分类号:27.010
  • 实施日期:2024-11-01
    技术归口:全国氢能标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:国家标准委
  • 标准分类:能源和热传导工程能源和热传导工程综合
  • 内容简介:

    国家标准《质子交换膜燃料电池汽车用氢气 氦、氩、氮和烃类的测定 气相色谱法》由TC309(全国氢能标准化技术委员会)归口,主管部门为国家标准委。

    本文件描述了采用气相色谱一热导检测器/火焰离子化检测器法测定质子交换膜燃料电池汽车用氢气中氦气、氩气、氮气和烃类组分含量的原理、试剂与材料、仪器与设备、样品、试验步骤、试验数据处理、精密度和正确度、质量保证和控制、试验报告。本文件适用于质子交换膜燃料电池汽车用氢气中氦气、氩气、氮气和烃类组分含量的测定,其他用途氢气中含量范围在本文件规定范围内氦气、氩气、氮气和烃类组分含量的测定参照执行。

《 GB/T 44244-2024 质子交换膜燃料电池汽车用氢气 一氧化碳、二氧化碳的测定 气相色谱法 》标准简介

  • 标准名称:质子交换膜燃料电池汽车用氢气 一氧化碳、二氧化碳的测定 气相色谱法
  • 标准号:GB/T 44244-2024
    中国标准分类号:F19
  • 发布日期:2024-07-24
    国际标准分类号:27.010
  • 实施日期:2024-11-01
    技术归口:全国氢能标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:国家标准委
  • 标准分类:能源和热传导工程能源和热传导工程综合
  • 内容简介:

    国家标准《质子交换膜燃料电池汽车用氢气 一氧化碳、二氧化碳的测定 气相色谱法》由TC309(全国氢能标准化技术委员会)归口,主管部门为国家标准委。

    本文件描述了采用气相色谱一氦离子化检测器测定质子交换膜燃料电池汽车用氢气中一氧化碳和二氧化碳含量的原理、试剂与材料、仪器与设备、试验步骤、试验数据处理、精密度和正确度、质量保证和控制、试验报告。本文件适用于质子交换膜燃料电池汽车用氢气中一氧化碳和二氧化碳含量的测定,其他用途氢气中含量范围在本文件规定范围内一氧化碳和二氧化碳含量的测定参照执行。一氧化碳测定范围为0.05μmol/mol~10.0μmol/mol;二氧化碳测定范围为0.05μmol/mol~10.0μmol/mol。

《 DGJ 08-2055-2009 燃料电池汽车加氢站技术规程(附条文说明) 》标准简介

  • 标准名称:燃料电池汽车加氢站技术规程(附条文说明)
  • 标准号:DGJ 08-2055-2009
    中国标准分类号:P33
  • 发布日期:2009-05-01
    国际标准分类号:91.040.10
  • 实施日期:2009-05-01
    技术归口:
  • 代替标准:被DGJ 08-2055-2017代替
    主管部门:
  • 标准分类:建筑材料和建筑物DG 工程建设
  • 内容简介:

《 DB50/T 1620-2024 车用燃料电池系统电磁兼容性能要求 》标准简介

  • 标准名称:车用燃料电池系统电磁兼容性能要求
  • 标准号:DB50/T 1620-2024
    中国标准分类号:L06
  • 发布日期:2024-07-15
    国际标准分类号:33.100
  • 实施日期:2024-10-15
    技术归口:重庆市经济和信息化委员会
  • 代替标准:
    主管部门:重庆市市场监督管理局
  • 标准分类:电信、音频和视频工程制造业重庆市
  • 内容简介:

    地方标准《车用燃料电池系统电磁兼容性能要求》由重庆市经济和信息化委员会归口上报,主管部门为重庆市市场监督管理局。本文件规定了车用燃料电池系统电磁兼容的一般规定和技术要求。本文件适用于使用氢气作为燃料的燃料电池系统。

《 GB/T 44131-2024 燃料电池电动汽车碰撞后安全要求 》标准简介

  • 标准名称:燃料电池电动汽车碰撞后安全要求
  • 标准号:GB/T 44131-2024
    中国标准分类号:T09
  • 发布日期:2024-05-28
    国际标准分类号:43.020
  • 实施日期:2024-05-28
    技术归口:全国汽车标准化技术委员会
  • 代替标准:
    主管部门:工业和信息化部
  • 标准分类:道路车辆工程道路车辆综合
  • 内容简介:

    国家标准《燃料电池电动汽车碰撞后安全要求》由TC114(全国汽车标准化技术委员会)归口,TC114SC27(全国汽车标准化技术委员会电动车辆分会)执行,主管部门为工业和信息化部。

    本文件规定了燃料电池电动汽车碰撞后的特殊安全要求,描述了相应的试验方法。本文件适用于使用压缩气态氢且车载氢系统公称工作压力不超过70 MPa 的M 类和N 类燃料电池电动汽车。

暂无更多检测标准,请联系在线工程师。

结语

随着清洁能源技术的快速发展,燃料电池无疑是未来能源解决方案的重要组成部分。然而,为了确保其在实际应用中的稳定性与安全性,科学、全面的检测工作必不可少。通过对燃料电池进行系统化的检测,能够有效提升其性能、延长使用寿命,并确保在多种环境下的高效、安全运行。随着技术的不断进步,燃料电池的检测方法和仪器也将进一步精细化,推动这一绿色能源技术的更广泛应用。

结语

以上是关于燃料电池检测:如何科学评估其性能与安全性的介绍,如有其它问题请 联系在线工程师

 
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