辽宁燃料电池整车原理软件教学系统

长距离埋地输送管道设计、安装时宜做电化学保护措施，吹扫前宜做通球处理。电化学保护宜每年检测一次并存档备案。氢气充（灌）装台宜设两组或两组以上钢质无缝气瓶集装装置，一组供气，一组倒换气瓶。加氢反应器及其管道因在高温高压环境下使用氢气，加氢反应器及其管道的材质应符合SH3059的要求。加氢反应器运行期间作业人员应严格执行工艺操作规程，确保反应温度和压力平稳，避免出现飞温和超压过程，定期进行安全检查，包括外观检查、定点测壁厚、定时测壁温、腐蚀介质成分分析;开、停工过程前应编制合理的开、停工方案，停工时增加适当的脱氢过程，避免紧急泄压、降温;采取氮气气封、对反应器内壁采取无损检测、内壁宏观检查等方法，重点检查焊缝区、堆焊层及螺栓、螺母、垫圈和容器内外支承结构，必要时采取气密或水压试验等措施以确保加氢反应器的使用安全。实训台的主要控制组件是PLC，该组件可以实现应用程序的自动执行。辽宁燃料电池整车原理软件教学系统

燃料电池汽车的燃料是氢气，由于氢气本身的特性，使得燃料电池汽车氢系统的安全性成为人们首先关心的问题，因此，为了燃料电池汽车的推广和使用，有必要对燃料电池汽车的氢系统安全性进行研究。氢特性及燃料电池氢系统概述:在常温常压下，氢气是一种无色无味无毒的气体。从氢安全的角度考虑，其具有以下特点：(1)易燃性：氢气是一种极易燃的气体，燃点只有574℃，同时氢气和空气混合时可燃范围非常广，使得氢气很容易快速点燃，又由于氢气密度低，因此氢气燃烧后火焰上升也很快；(2)炸裂性：氢气)炸裂的体积分数在4～75%之间，相比甲烷的5～15%，其炸裂极限体积分数的范围很宽，为了避免)炸裂，需将氢气浓度控制在 4%以下，通常的做法是使用氢浓度传感器实时监控，并在必要的时候使用风扇排风降低浓度。北京燃料电池整车原理软件教学系统方案氢气检测单元支持实时检测氢气温度、氢气压力及流量，并能提供氢气检测报警功能。

实训台具有完善的系统功能：总电压检测、总电流检测、实时数据显示、内部CAN通信、外部CAN通信、过压过流反接保护、SOC控制、充放电控制、单体电压检测、故障等级报警、PC机监控、数据存储、故障信息存储、能量均衡、热管理等强大功能。实训台具有通讯功能：串口RS485等通讯功能，工作情况下，BMS将电池的详细数据送给整车控制器，并上报必要的告警信息，以防止电池被超范围使用。也能将电池的详细数据发送至仪表行显示。电池充电的过程中，BMS 能实现和充电机之间的通讯，实现了过充的保护，保证了充电的安全。 实训台具有高安全性、稳定性和可靠性：系统采用大规模集成电路、滤波、高等级隔离、数据冗余等先进技术，保证了系统的安全性、可靠性和稳定性。

为了保证储氢安全，氢管理系统需要监测氢瓶内的温度和压力，监测管路上的压力，同时还需监测各传感器、执行器以及通讯信号的通断等，并结合实际情况进行故障上报和处理。氢系统控制器读取传感器信号，并通过相应的策略进行参数计算。以氢瓶内压力监测的计算为例，首先氢控制器按照预设的采样速率，如每10 ms采集一次氢瓶内压力，连续采集6次，并计算出这6次压力的较大值和较小值，将6次采样的压力值求和，再减去较大值和较小值，之后除以4得到的就是去除极值后的平均值，该数值作为氢气压力的有效值。每一次有效值时的获取，都将重新采样6次新的压力值，然后再按照上面的方式进行计算。实训台还采用电脑控制系统，可实现实时监控室外环境温度，记录温度的变化和流量的变化。

燃料电池发电系统控制单元是整个实验装置的关键部分，通过控制燃料电池堆的温度、氢气压力、空气风量和尾气排放，实现燃料电池发电系统的热管理和水管理。针对不同负载，可研究恒电流、恒电压、恒功率、恒电 阻等多种方式下的电堆特性，绘制相应的特性曲线。通过调整和优化控制变量，确定较优操作条件，获得较佳的系统输出性能。针对不同类型电堆，通过比较电堆特性曲线，评价电堆性能。燃料电池发电系统的热管理和水管理：针对风冷型燃料电池堆，通过调节风扇电压，改变风扇转速，控制电堆温度；针对水冷型燃料电池堆，通过调节循环水泵电压，改变冷却水流量，控制电堆温度，实现电堆的热管理。设定电磁阀开闭周期和占空比，调节尾气排放量，控制电堆内部湿度，实现电堆水管理。实训台还设有安全校验系统，对氢气管理操作步骤进行实时检查，以防止严重安全问题的发生。安徽燃料电池汽车动力系统实训台厂

安全控制单元提供防火、阻燃和漏氢失控防护。辽宁燃料电池整车原理软件教学系统

车辆出现碰撞、燃料电池电堆故障或其他整车紧急状态下，氢系统也将进行相应的措施来保证安全。在部分燃料电池系统中，除了通过CAN总线在各控制器之间传输报警信号之外，还设计了应急硬线连接装置，能够保证系统有效并可靠地快速响应。具体硬线应急安全原理如图4所示。图中的应急安全硬线装置由碰撞开关、急停开关、氢系统控制器控制端和整车控制控制端等四个端口同时控制，实际应用中控制端口也可以按照相同的原理增加或减少。当急停开关或碰撞开关断开时，之前保持高电平的安全线将变为低电平，氢系统控制器和整车控制器都将收到低电平应急信号，氢系统将进入安全应急状态，停止供氢并报警提示。辽宁燃料电池整车原理软件教学系统

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