固定式质子交换膜燃料电池堆使用寿命测试评价方法(T-CES 176—2022).pdf

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1、 ICS 27.070 CCS K 82 团体标准T/CES 1762022 固定式质子交换膜燃料电池堆使用寿命 测试评价方法 Evaluation method for lifetime of stationary proton exchange membrane fuel cell stack 2022-12-19 发布 2022-12-21 实施中国电工技术学会 发布 T/CES 1762022 I 目 次 前言.1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 测试设备.2 4.1 测试对象.2 4.2 测试仪器和设备.2 4.3 测试平台.2 4.4 测试对象安装.3 5

2、 测试条件.3 5.1 环境条件.3 5.2 测试气体.3 5.3 安全规定.3 6 测试要求.3 6.1 测试目的.4 6.2 测试规范.4 6.3 测试质量保证标准.4 6.4 测试操作人员资质保证.4 6.5 测量仪器及精度.4 6.6 测试不确定度.4 6.7 数据采集计划.4 7 使用寿命测试方法.4 7.1 概述.4 7.2 测试起始条件与测试过程.5 7.3 燃料电池堆活化与发电性能测试.5 7.4 分状态测试.5 7.5 自定工况谱测试.9 7.6 测试终止条件.10 8 性能衰减率与使用寿命评价.10 8.1 性能衰减率评价.10 8.2 使用寿命范围评价.10 9 测试报告

3、.11 参考文献.12 T/CES 1762022 II 前 言 本文件按照 GB/T 1.12020标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国电工技术学会提出。本文件由中国电工技术学会标准工作委员会储能技术专业分会工作组归口。本文件起草单位：武汉理工大学、国网浙江省电力有限公司、国网智能电网研究院有限公司、中国科学院长春应用化学研究所、中国电子工程设计院有限公司、武汉众宇动力系统科技有限公司。本文件主要起草人：谢长君、赵波、邓占锋、葛君杰、徐桂芝、李功洲、宋洁、章雷其、侯慧、赵霞、

4、李维波、左彬、李骁、朱文超、梁丹曦、杜帮华、杨扬、王喆伟、吴启亮、彭笑东、王晨、刘相万、张展、卢昕宇、周贤翼。本文件为首次发布。T/CES 1762022 1 固定式质子交换膜燃料电池堆使用寿命测试评价方法 1 范围 本文件规定了固定式质子交换膜燃料电池堆的使用寿命测试和计算方法。本文件适用于支持直接或者通过转换开关与电力网连接，或与独立配电系统连接的固定式燃料电池发电系统用质子交换膜燃料电池堆，采用额定输出功率不小于 10kW 且作为主电源、二次电源或备用电源的质子交换膜燃料电池堆进行测试，用来评价固定式质子交换膜燃料电池堆使用寿命。2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

5、凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB 30952012 环境空气质量标准 GB/T 190012016 质量管理体系 要求 GB/T 20042.1 质子交换膜燃料电池 第 1 部分：术语 GB/T 27748.22022 固定式燃料电池发电系统 第 2 部分：性能试验方法 GB/Z 277532011 质子交换膜燃料电池膜电极工况适应性测试方法 GB/T 288172022 聚合物电解质燃料电池单电池测试方法 GB/T 372442018 质子交换膜燃料电池汽车用燃料 氢气 GB/T 389142020 车

6、用质子交换膜燃料电池堆使用寿命测试评价方法 3 术语和定义 GB/T 20042.1、GB/T 27748.22022、GB/T 288172022、GB/T 389142020 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 固定式质子交换膜燃料电池堆 stationary proton exchange membrane fuel cell stack 适用于固定式燃料电池发电系统运行工况的质子交换膜燃料电池堆。3.2 固定式燃料电池发电系统 stationary fuel cell power system 连接及固定在某一位置上的燃料电池发电系统。3.3 固定式燃料电池堆使用寿命 lif

7、etime of stationary fuel cell stack 固定式燃料电池堆在工况循环下从开始使用至伏安特性衰减到规定的最低程度时的累计使用时间。3.4 待机状态 standby state 固定式燃料电池发电系统具有足够的运行温度、电输出功率为零、且能够迅速转换至大电功率输出的一种状态。T/CES 1762022 2 3.5 待机电流 standby current 被测燃料电池堆对应固定式燃料电池发电系统在待机状态下燃料电池堆的输出电流，此电流下燃料电池堆能够维持燃料电池系统自身工作一定时间，但对外不输出功率。3.6 额定稳态 nominal steady state 制造商规

8、定的在正常运行条件下，固定式燃料电池发电系统稳定运行对外输出功率的状态。4 测试设备 4.1 测试对象 测试对象一般为单一质子交换膜燃料电池堆或多个固定式质子交换膜燃料电池堆的组合体。所测的电池堆，内部膜电极、双极板和催化剂的材料、种类及结构尺寸比例的记录值均应与实际应用的质子交换膜燃料电池堆相同。4.2 测试仪器和设备 测试过程中主要的测量物理量、测量器和仪器精度见表 1。表 1 主要测量物理量、测量器件与仪器精度 测量项目 测量工具 精度 电流传感器 不低于0.5%FS（FS 指满量程）电能参数 电压传感器 不低于0.5%FS 空气质量流量计 不低于1.0%FS 物料参数 燃料质量流量计 不低于1.0%FS 温度传感器 不低于1.0 湿度传感器 相对湿度不低于3.0%环境参数 压力传感器 不低于1.0kPa 4.3 测试平台 燃料电池堆测试平台框架如图 1 所示，测试平台应能按照测试程序自动调控与记录测量值，并包含警告和保护功能，能够在检测到有设备异常或安全隐患后，及时预警并按预设程序停机。图 1 燃料电池堆测试平台框架示意图