燃料电池发动机用氢气循环泵的耐久性试验-「亿威仕」

燃料电池发动机用氢气循环泵的耐久性试验。

氢气循环泵 hydrogen recirculation blower，用于燃料电池发动机氢气循环的机械设备。

_{注 1：又称氢泵。}

_{注 2：主要包含泵体、电机、控制器、线束和安装支撑部分等。泵体和电机一般为整体式设计，控制器可与泵体和电机集成设计或分体设计。}

1、启停耐久

1.1 试验工况

试验介质为饱和湿空气（相对湿度不低于 95%）。氢泵在工作模式 2.1 和 2.2 之间进行启停循环，总次数不少于 1.5×10⁵ 次，启停速率不低于规定。每个循环工作模式 2.1 和 2.2 的持续时间不少于 2s。对有冷却水道的氢泵，冷却液流量按照产品技术文件的最小值，冷却液温度按照产品技术文件的最大值。

1.2 试验准备

按照以下内容进行试验准备工作：

a）将氢泵安装在测试台架上，安装方式应符合产品技术文件的规定；

b）在氢泵进口和出口管路安装过滤精度不低于 50μm 的滤网；

c）按照 1.1 的要求设置冷却液的流量、温度；

d）将氢泵运行至工作模式 2.3，检查各连接部位不应有漏气、漏液、漏电等现象，氢泵运行中不应有异响；

1.3 试验步骤

按以下步骤进行变载循环耐久试验：

a）调整氢泵在工作模式 2.2 稳定运行后，固定氢泵出口阀门开度；

b）调整氢泵控制程序，使氢泵按照 1.1 规定的工况自动运行；

c）按照规定记录试验数据；

d）循环次数达到 1.1 的规定后，停止试验，关闭氢泵和台架；

e）按照规定测试氢泵出口滤网的清洁度。

1.4 数据处理

每 100h 绘制一次至少 10 个循环的参数历程图（包含氢泵转速、进气温度、排气温度、进气压力、排气压力），用于检查氢泵的实际运行状态。

2、温度循环耐久

2.1 试验工况

氢泵在低温工况和高温工况循环运行，总次数不少于 300 次，如图 1 所示，具体工况如下。

a）低温工况：氢泵工作模式为 2.1，环境温度按照规定的低温。对于氢泵中采用水冷的部分（如氢泵整体、泵体、电机或控制器），应切断冷却液供应。

b）高温工况：氢泵工作模式为 2.3，环境温度和进气温度不低于规定的高温。对于氢泵中采用水冷的部分（如氢泵整体、泵体、电机或控制器），冷却液流量按照产品技术文件中的最小值，冷却液温度按照产品技术文件中的最大值。

c）工况切换时，升降载速率不低于规定。低温和高温的保持时间应当在达到温度稳定后持续 30min。

图 1 温度循环耐久

2.2 试验准备

按照以下内容进行试验准备工作：

a）将氢泵安装在测试台架上，安装方式应符合产品技术文件的规定；

b）在氢泵进口和出口管路安装过滤精度不低于 50μm 的滤网；

c）按照 2.1 设置冷却液流量、温度；

d）将氢泵运行至工作模式 2.3，检查各连接部位不应有漏气、漏液、漏电等现象，氢泵运行中不应有异响。

2.3 试验步骤

试验介质为空气，并按以下步骤进行温度循环耐久试验：

a）氢泵在工作模式 2.3 稳定运行后，固定氢泵出口阀门开度；

b）调整氢泵控制程序，使氢泵按照 2.1 规定的工况自动运行；

c）按照规定记录数据；

d）循环次数达到 2.1 的规定后，停止试验，关闭氢泵和台架；

e）按照规定测试氢泵出口滤网的清洁度。

2.4 数据处理

每 100h 绘制一次至少 10 个循环的参数历程图（包含氢泵转速、进气温度、排气温度、进气压力、排气压力），用于检查氢泵的实际运行状态。

3、变载循环耐久

3.1 试验工况

试验介质为饱和湿空气（相对湿度不低于 95%）。氢泵在工作模式 2.2 和 2.3 之间进行变载循环，总次数不少于 15 万次，氢泵升降载速率不低于规定。对有冷却水道的氢泵，冷却液流量按照产品技术文件的最小值，冷却液温度按照产品技术文件的最大值。

3.2 试验准备

按照以下内容进行试验准备工作：

a）将氢泵安装在测试台架上，安装方式应符合产品技术文件的规定；

b）在氢泵进口和出口管路安装过滤精度不低于 50μm 的滤网；

c）按照 3.1 的要求设置冷却液的流量、温度；

d）将氢泵运行至工作模式 2.3，检查各连接部位不应有漏气、漏液、漏电等现象，氢泵运行中不应有异响。

3.3 试验步骤

按以下步骤进行变载循环耐久试验：

a）氢泵在工作模式 2.3 稳定运行后，固定氢泵出口阀门开度；

b）调整氢泵控制程序，使氢泵按照 3.1 规定的工况自动运行；

c）按照规定记录试验数据；

d）循环次数达到 3.1 的规定后，停止试验，关闭氢泵和台架；

e）按照规定测试氢泵出口滤网的清洁度。

3.4 数据处理

每 100h 绘制一次至少 10 个循环的参数历程图（包含氢泵转速、进气温度、排气温度、进气压力、排气压力），用于检查氢泵的实际运行状态。

4、高负载耐久

4.1 试验工况

试验介质为空气、氮气、氦气或氢气，高负载试验工况如下：

a）进气温度、进气压力按照工作模式 2.3，提高氢泵转速或排气压力，使控制器输入功率不应低于额定工况的 105%；

b）对于氢泵中采用水冷的部分（可以是氢泵整体、泵体、电机或控制器），冷却液流量按照产品技术文件中的最小值，冷却液温度按照产品技术文件中的最大值；

c）试验总时长不少于 2000h；

d）异常停机次数不超过 5 次。

4.2 试验准备

按照以下内容进行试验准备工作：

a）将氢泵安装在测试台架上，安装方式应符合产品技术文件的规定；

b）在氢泵进口和出口管路安装过滤精度不低于 50μm 的滤网；

c）按照规定向氢泵气路加入去离子水后，再注入 20mL 去离子水（去离子的电导率 ≤2μs/cm，pH 为 4）；

d）按照 4.1 设置冷却液流量、温度；

e）将氢泵运行至工作模式 2.3，检查各连接部位不应有漏气、漏液、漏电等现象，氢泵运行中不应有异响。

4.3 试验步骤

按以下步骤进行高负载耐久试验：

a）氢泵在工作模式 2.3 稳定运行后，固定氢泵出口阀门开度；

b）调整氢泵控制程序，使氢泵按照 4.1 规定的工况自动运行；

c）按照规定记录试验数据；

d）试验时长达到 4.1 的规定后，停止试验，关闭氢泵和台架；

e）按照规定测试氢泵出口滤网的清洁度。

4.4 数据处理

每 100h 绘制一次至少 1h 的参数历程图（包含氢泵转速、进气温度、排气温度、进气压力、排气压力），用于检查氢泵的实际运行状态。