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NB／T 10821-2021 固体氧化物燃料电池 电池堆测试方法.pdf简介：

NB/T 10821-2021《固体氧化物燃料电池（SOFC）电池堆测试方法》是中国国家标准，它详细规定了固体氧化物燃料电池（SOFC）电池堆的测试流程、测试项目、测试条件以及数据处理方法。该标准旨在统一和规范SOFC电池堆的性能评估，以保证产品的质量和可靠性。

以下是该标准可能包括的一些主要内容：

1. 测试环境：规定了测试时的温度、湿度、压力等环境条件，以确保电池堆在稳定的环境中运行。

2. 电池堆性能测试：包括电堆的功率输出、效率、稳定性、温度分布、电压-电流特性、荷电状态（SOC）测量等。

3. 安全性能测试：如热稳定性、热管理性能、电堆的耐久性测试等，以确保电池堆在运行过程中的安全性。

4. 材料性能测试：涉及电池堆各部分材料的性能评估，如电解质、电极、阴极、阳极等。

5. 电化学测试：如燃料电池的反应速率、电极的催化活性等。

6. 数据记录与分析：对测试结果进行详细的记录，并进行数据分析，以评估电池堆的性能水平。

需要注意的是，这只是一种可能的概述，具体的测试方法会根据NB/T 10821-2021的详细规定进行。在实际操作中，应严格遵循标准进行，以确保测试结果的准确性和可靠性。

NB／T 10821-2021 固体氧化物燃料电池 电池堆测试方法.pdf部分内容预览：

本文件描述了固体氧化物燃料电池的电池堆测试方法，包括测试系统组成及功能、测试总则、电流一 电压特性测试、性能与燃料利用率相关性测试、稳定性测试、热循环性能测试、暂停或终止测试，以及 测试报告。 本文件适用于平板式固体氧化物燃料电池电池堆，扁管式固体氧化物燃料电池电池堆可参考本文件 执行。

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件；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。 NB/T10193一2019固体氧化物燃料电池术语 ISO10101：1993天然气一卡尔·菲舍尔法测定水（Naturalgas一DeterminationofwaterbytheKarl Eischermethod)

NB/T108212021

下列符号适用于本文件。 Fmech：机械载荷，N； Imx：最大电池堆电流，A； Q：面比阳极气体流量，L/（min·100cm²)； Q：面比阴极气体流量，L/（min·100cm²）；

k：升降温速率，℃/min； Umin：最低平均电池电压DBJT45∕T 031-2021 普通国省干线公路设计标准化指南，V。

测试系统包括气体控制子系统、温度控制子系统、机械载荷控制子系统、输出控制子系统、数据采 集子系统以及安全子系统，如图1所示。

图1电池堆测试系统示意图

气体控制子系统控制供应给电池堆的阳极/阴极气体的流量、成分、压力以及温度。气体流量应使用 气体流量计测量。选择流量计时应考虑所供应气体的种类、流量范围以及流量计的允许不确定度。 当测量基于体积时，应通过测量流量计附近的气体温度与压力或气体密度来换算成质量流量。气体 温度应在电池堆的气体进出气口处测量。气体的成分应当在进行电池堆测试时进行分析，也可在与电池 堆测试同样条件的准备阶段进行分析。如果要保持整个管路中的气体成分稳定，需要考虑管路的材料、 温度、内径以及长度。如有必要，管路需加热和/或绝热保温，以防水蒸气凝结。应注意防止其他现象， 比如积碳和对电极有毒性的物质（如硫、硅、铬）的挥发与迁移。

温度控制子系统需要具备控制电炉温度及气体管路温度的能力，以维持电池堆的运行温度。电炉应 适当选择，保证炉内温度时空差异在规定的公差水平内

5.4机械载荷控制子系统

机械载荷控制子系统的作用是调节并测量用来保证电池堆内组件之间接触的机械载荷。该子系统应 能在测试条件下施加必要的机械载荷，并在长期运行时保持该载荷。

气参数与实验设计值的差异维持在规定给的公差

数据采集子系统通过规定的方法采集并记录电池堆的温度、电流、电压、阳极气体流量、阴极气体 流量，并选择性地记录环境状态（室温、相对湿度以及大气压）。如有需要，也可通过规定的方法采集并 记录施加于电池堆的机械载荷、阳极气体和阴极气体的温度、成分和压力、阳极与阴极尾气的流量、温 度、成分和压力

安全子系统对测试系统的故障起到探测与报警的作用，故障的判断是基于预设的参数和阈值。如果 其检测到严重故障，它将自动在测试系统中建立起安全状态，具体包括气体控制子系统将阳极气体切换 为阳极保护气，输出控制子系统将输出电流降至零，即将电池切换为预发电状态，机械载荷控制子系统 和温度控制子系统保持稳定不变。

5.8测试系统的控制项的最大偏差

测试系统中的每一控制项的最大偏差应控制在如下范围内： a）在电流控制情况下：电流为设定值的士1%。 b）在电压控制情况下：电压为设定值的士1%。 C） 温度：设定值的土10℃。 注：温度偏差小于设定点士5℃利于获得好的重现性。 d）阳极气体与阴极气体流量：设定值的土1%。 e 阳极气体成分：对于H2、N2，为士2%；对于CO、CO2、CH4，为土2%；对于H,O（水蒸气浓 度），为±5%。 f 阴极气体成分：目标氧气浓度的土1%。 名 当阳极气体与阴极气体的压力需要控制时，阳极气体与阴极气体的压力控制要求如下： 1）当额定条件的压力不小于0.3MPa时，为设定值的士1%； 2）当额定条件的压力小于0.3MPa时，为3kPa。

校准时每个测量仪器的精度需要符合如下的要求： a）电流：满量程的土1%。 电压：满量程的土1%。 温度：读数的±1%十1℃。 d） 阳极气体与阴极气体流量：满量程的土2%。 e) 阳极气体与阴极气体压力：满量程的土2%。 f 阳极气体成分：对于H,O，参照ISO10101：1993进行测量；对于H2、CO、CO2、CH4，采用 气相色谱或气体分析仪进行测量。精度为满量程的土3%。 g 阴极气体成分：满量程的土0.5%。

6.1标准测试条件和测试范围

参考如下参数确定标准测试条件和范围：

a）环境温度：20℃~30℃。 b）环境湿度：相对湿度小于80%。 c）环境压力：不低于80kPa或海拔不超过2000m。 d）电池堆温度t：按制造商要求规定（参考范围为600℃1000℃）。 e）升降温速率ik：参考值为0.5℃/min～3.0℃/min，数值根据实际需求确定。 f 阳极气体成分：包括H2、CO、CH4等中的一种或多种，在测试报告中注明。 g） 阳极保护气成分：4%H+96%N2或4%H2+96%其他情性气体。 h）阳极气体流量9：对于氢气作为燃料的情况，流量的参考值为1.0L/（min·100cm²），其中 100cm²指有效面积，气体体积测量于参考温度（25℃）和压力（101.325kPa）下；对于其他 燃料，需根据该种燃料单位摩尔反应转移电子数来调整流量设置。 1 阴极气体成分：包括空气、纯氧等，在测试报告中注明。 阴极气体流量：对于空气作为阴极气体的情况，参考值为3.0L/（min·100cm²），数值 根据实际需求确定，其中100cm²指有效面积，气体体积测量于参考温度（25℃）和压力 (101.325kPa）下。 k）最低平均电池电压Umin：参考值为0.6V，或根据供应商提供的相关信息具体确定。 1）最大电池堆电流Imx：平均电池电压为Umm时电池堆的输出电流Imx。 m）机械载荷Fmech：参考范围根据电池堆中总有效面积与串联数的比值确定，每100cm²施加 1000N~2000N。

a）环境温度：20℃~30℃。 b）环境湿度：相对湿度小于80%。 c）环境压力：不低于80kPa或海拨不超过2000m。 d）电池堆温度t：按制造商要求规定（参考范围为600℃1000℃）。 e）升降温速率ik：参考值为0.5℃/min3.0℃/min，数值根据实际需求确定。 f）阳极气体成分：包括H2、CO、CH4等中的一种或多种，在测试报告中注明。 g）阳极保护气成分：4%Hz+96%N2或4%H2+96%其他情性气体。 h）阳极气体流量g：对于氢气作为燃料的情况，流量的参考值为1.0L/（min·100cm²），其中 100cm²指有效面积，气体体积测量于参考温度（25℃）和压力（101.325kPa）下；对于其他 燃料，需根据该种燃料单位摩尔反应转移电子数来调整流量设置。 1 阴极气体成分：包括空气、纯氧等，在测试报告中注明。 阴极气体流量：对于空气作为阴极气体的情况，参考值为3.0L/（min·100cm²），数值 根据实际需求确定，其中100cm²指有效面积，气体体积测量于参考温度（25℃）和压力 (101.325kPa）下。 k）最低平均电池电压Umin：参考值为0.6V，或根据供应商提供的相关信息具体确定。 1）最大电池堆电流Imx：平均电池电压为Umm时电池堆的输出电流Imx。 m）机械载荷Fmech：参考范围根据电池堆中总有效面积与串联数的比值确定，每100cm²施加 1000N~2000N。

应确定待测电池堆的类型、测试参数以及测试条件。如条件允许，应检查电池堆中各片单电池尺寸、 平整度等，确保其处于公差范围内。应确认阳极与阴极气体的成分及其主要杂质。气体成分与温度应预 先测试，以确保气体成分稳定在预期的不确定度之内，且所供应气体的温度没有影响电池堆温度。应确 定测试程序、测试条件、稳定状态的判断标准

6.3机械安装及气密性检查

按照以下步骤进行机械安装及气密性检查： a）如电池堆未组装，则首先准备单电池、连接体、集流体、密封件及上下端板等部件，根据制造 商要求将各部件组装为电池堆；如电池堆已组装，则直接从b）开始。 b） 将电池堆放置于温度控制子系统中，为电压测量、电流引出、温度测量、机械载荷等配线，同 时为气体输入与排出配管，连接线路到相应的子系统，并核实连接处布线的合理性。 c 测量阴极与阳极集流体电流引出点之间的电阻，判断是否短路；测量电池电压测量点之间的电 阻，判断是否电绝缘。 d 检查并确保热电偶与电池堆之间电绝缘、机械载荷加载装置与电池堆之间电绝缘。 e 检查电池堆和测试系统中气体管道的气密性，可采用压力保持法或氮气泄漏探测法。 f 当以上工作均完成后，检香各个子系统是否运行正常

6.4电池堆升温还原及活化

参考如下参数进行电池堆升温还原及活化： a）按照升温程序，从室温升温至还原温度，根据制造商的要求确定升温过程中是否通入气体 b）根据密封材料的种类，按照制造商要求进行一定时间的保温。

DB64∕T 281-2003 通风与空调工程施工工艺标准7电池堆性能及其稳定性测试

7.2性能与燃料利用率相关性测试

研究电池堆性能与燃料利用率的相关性，并确认最大燃料利用率

根据测试要求，将电池堆设置于6.1规定的测试条件下。当电池堆处于预发电状态且达到稳定状态 时，将电池堆切换到运行状态，保持电池堆输出电流不变，阶梯式地减小阳极气体流量，即提高燃料利 用率，从而测试电池堆性能与燃料利用率的相关性。测试中应注意如下问题： a）本测试中的最大燃料利用率不超过制造商所声明的燃料利用率上限，注意防止电池堆因本测试 发生本可避免的性能衰减或损坏。

NB/T108212021

CECS96-97基坑土钉支护技术规程.pdf评估电池堆的长期性能变化。

据进行线性 拟合获得

电池堆的热循环稳定性。