HyPM HD 30集成手册中文版Word格式文档下载.docx

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担保和责任

1概述

2安全

3产品概述

HyPM®

HD30属于长寿命/移动电源系列。

经过设计、优化，它可以应用在多种移动领域。

除了HyPM燃料电池电堆以外，产品还包含了燃料、氧化剂及水的管理，以及气体净化处理辅助部件，集成了软件控制及电源调节。

HyPM结构最显著的特点如下：

✓随负荷变化，相应快速

✓无限制启动次数，不会对电堆产生负面影响

✓内置先进的诊断

✓燃料利用率高

✓液体冷却，能够有效的带走系统或沟槽内的热量，以应用在其它地方

✓低压操作

✓安静

3.1技术规格

表3-1FCPM技术规格

性质

单位

数值

产品信息

型号

HD30

零件编号

1038478

物理性质

尺寸（L×

W×

H）1

mm

658×

406×

259

质量2

kg

≤75

体积3

L

≤69

性能

额定功率4

kW

31

最大超负荷

不允许

操作电流4,5

Adc

0-500

操作电压

Vdc

60-120

最高效率

%

53

停机到怠速7

s

≤5

怠速到额定功率7

≤20

氢气系统要求

氢气8

≥99.99

CO

umol/mol

≤0.2

硫化物（H2S、SO2等）

≤0.004

烃类化合物

≤2

供应气压9

kPa

653-928

电堆操作压力9

≤120

最大气量10

L/min

≤500

氢气温度

℃

-10-46

空气供应系统

流量11

≤2500

空气过滤器12

化学物质和颗粒

成分

环境空气

硫化物

操作环境

储存空气温度13

-40-65

环境空气温度13

启动和运行时最低的湿组件温度13

2

最高室内温度14

55

相对湿度（运行和储存）15

≤95

海拔16

m

0-1600

方位

o

±

30

排放物

用户空气排放的允许压降

≤3

收集水17

阳极

mL/min

≤48

阴极

≤64

冷却系统要求

散热18

≤52

冷却剂出口温度19

50-70

冷却剂类型

去离子水

100

乙二醇/去离子水20

60/40

电阻率

kΩ

≥200

冷却剂流量21

≥75

用户冷却系统的最高压降

≤35

最高冷却剂进口压力9

≤170

电力输入

信号电压（FCPM启动）22

12/24Vdc,≤1A

持续供电22,23

12/24Vdc,30W

空气供应系统启动电源

24Vdc，150W

空气供应系统持续电源

24Vdc，60W

通信接口

CAN总线v2.0A/B被动式（标准11针），传输速率250kbit/s

1.大约是底座外围尺寸，不包括空气供应系统和水泵。

2.冷藏处理后产品质量在湿基准基础上有上下1kg浮动。

产品质量不包含空气

供应系统和水泵。

3.产品尺寸以最外围为基准，不包含接插件和法拉。

4.禁止用户超功率使用。

最大输出电流禁止使发电系统超过额定功率。

模块额定功率是在最初工程测试验收时确定的，工况条件为环境温度为21℃，海拔高度为200m，燃料和氧化剂温度均为21℃。

FCPM须按照说明书规定运行。

否则，会影响电堆性能包括电堆耐久性，毁坏电堆。

5.输出电流由用户决定，但禁止超过由CAN总线输出的“允许消耗电流”。

FCPM禁止在低于15A下运行5min。

6.平均最高效率在模块出厂验收测试得到，约有±

3%的误差。

工况条件为环境温度为21℃，海拔高度为200m，燃料和氧化剂温度均为21℃，操作电流约为100Adc（以氢气低热值为准，25℃，101.3kPa）。

不包含散热器风扇、水泵及风机消耗的热量。

7.“Off”定义为FCPM不需要启动或信号电源的状态。

时间是指风机消耗电量来自于混合动力的一部分而非电堆，直到电堆达到怠速状态。

时间基于和额定功率时同样的环境条件。

8.氢源符合“氢气燃料产品规格”，ISO/TS1487-2:

2008（E）。

9.所有压力均是绝对压力。

10.最大输出电流500Adc是在闭环模式下得到。

操作环境温度为21℃，以0℃、101.2kPa为参考。

11.环境操作温度为21℃，空气参考值为21℃，101.3kPa。

12.模块包括过滤颗粒和化学物质的过滤器。

13.在FCPM标准配置的情况下而且冷却系统已经采取了防冻措施如手册中提出的排气方式或采用了在冷空气下也不冷冻的冷却介质，如果产品发生了自然

14.低于规定的温度时，确保模块周围通风良好，以维持FCPM内部温度。

15.不允许将FCPM放置于引起模块表面冷凝的环境。

16.额定功率是在海拔200m测得。

若海拔高于200m，功率将会下降。

若要求高海拔操作，请联系Hydrogenics销售部获取补充信息。

17.参考25℃、101.3kPa。

18.电堆寿命期内最大热载。

19.温度设定点基于负载和操作压力变化而改变。

温度上限基于海拔200m处。

20.乙二醇体积浓度不超过60%。

21.冷却剂流量以去离子水计量。

若采用乙二醇水溶液，须提高冷却剂流量，以保证在相同操作条件下，通过模块的冷却剂温差（冷却剂出口温度减去冷却剂进口温度）和使用去离子水条件时的温差一致。

22.工厂可配置12或24Vdc电源。

23.水泵不是FCPM直接供电，而必须是从外部电源供电。

3.2性能

图3-1HyPMHD30出厂验收测试性能图

注：

FCPM效率是基于氢气低热值，25℃，101.3kPa，考虑了模块所有集成的载荷。

电压、净输出功率及效率没有包含散热器风扇、水泵或其它外部电力调节设备。

3.3FCPM机械尺寸

FCPM底盘尺寸：

长658mm，宽406mm，高259mm。

约重75kg。

注：

所有尺寸约有3mm误差。

尺寸不包含空气供应系统和水泵。

图3-2FCPM机械尺寸

3.3.1FCPM组成和接口

图3-3FCPM主要部件及接口（仰视/侧视图）

图3-4外部部件连接

4接收，储存及运输

5安装

此部分描述了怎样让FCPM工作（发电）。

在开始安装前，请仔细阅读现场/应用要求，用户需要提供的仪器设备及材料清单，设计说明以及安装指导。

以下是安装的大概顺序：

✓应用环境要求

✓用户提供的设备及材料

✓FCPM的机械安装

✓FCPM应用接口说明

✓安装要求和过程

Ø

气体供应

排气管路

冷却系统

电气接插件

✓安装调试

5.1环境要求

为了正常运行，FCPM有如下要求：

✓预防天气变化，以及预防来自模块其他部件如散热器的水滴或水流。

✓干净空气-所用空气来自环境大气，因此须确保空气中的硫化物、磷酸盐、有机化合物及痕量金属物质。

✓无限制气流-确保排气管路气流通畅，否则，FCPM性能会下降。

注意氢气累积。

潜在的氢气积累主要通过适当的通风设施减轻。

如果FCPM在封闭空间如建筑或小房间内使用，须在封闭空间顶部安装氢气探测器，监测氢气浓度。

✓安装氢气泄露探测器，保证当氢气浓度超过25%低极限值时，启动紧急急停。

✓确保FCPM外壳有充足的通风面积。

5.2额外需求设备

作为FCPM安装的一部分，用户须提供和安装如下设备：

✓一个总控制系统或一个计算机，与CAN接口连接，控制FCPM（CAN总线v2.0A/B被动模式（标准11针），传输速率为250kbit/s）。

✓依据负荷循环和周围环境条件，风扇散热器或热交换器须能够最高散掉52kW热量。

✓如果使用高压冷却系统，安装压力释放装置以防止系统压力超过200kPaabs（例如，在散热-冷却系统中，散热器水箱盖最高耐压为200kPaabs）。

✓用户冷却系统须配置去离子水净化器。

✓供给氢气。

✓安全泄压装置。

参考5.4.1.1章节FCPM氢气进口连接（33页）。

✓依据特殊要求和安装地点的工况条件，须配置一系列的氢气传感器和泄露探测器。

✓冷却剂进口处安装冷却剂过滤器，过滤超过381um的颗粒（stainparticles）。

✓FCPM反向电流保护装置（例如二极管）。

✓负载开关（电流接触器），如下：

线圈（coil）：

12/24Vdc@低于1A（电阻）1.

电接触点：

最小500A，120Vdc。

短路电流：

~3500A。

✓电气软件和连接件额定工作条件为60–120Vdc，500A。

最大电流波动不超过系统输出电流的5%。

用户添加的任何设备，如果影响了空气进气量或出气量，须精心设计，确保FCPM停机后无空气气流。

参考5.4.2.2章节空气供应辅助系统注意事项，34页。

1.接口输出电流总和不超过1A。

5.3FCPM应用接口

FCPM的实际应用连接按照以下执行（参考图5-1）：

✓负载线（主电力输出）

✓冷却剂进口

✓冷却剂出口

✓氢气进口

✓氢气出口（排气电磁阀）

✓空气进口

✓空气出口

图5-1FCPM接口

5.3.1去掉覆盖物和胶带

FCPM运输时或是用塑料薄膜/袋子包装，或者用冒头和/或胶带包住管路的进出口以避免污染。

安装前，须去掉薄膜、冒头或胶带。

5.4气体供应过程

FCPM运行需求氢气和干净空气。

气体供给工艺按照下面小节指导说明进行。

5.4.1氢气供给（阳极）

供给FCPM的氢气须符合氢气燃料-产品规格，ISO/TS14687-2:

2008（E）版本，规定了所有杂质气体的极限值，并非总杂志气体极限。

注意。

使用不符合ISO/TS14687-2:

2008（E）标准的氢气会造成不稳定运行，甚至快速降低电堆性能。

✓氢气纯度-﹥99.99%

气流中不能含有油性物质、颗粒物、有机化合物、磷酸盐、CO、硫化物、阳离子、冷凝物。

参考44页表3-1和合ISO/TS14687-2:

5.4.1.1FCPM氢气进口连接

在与FCPM连接前，需要进行符合当地标准的安全启动审核。