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堆栈接口

FCvelocity^\-9SSL堆栈旨在轻松集成到各种系统中。在设计系统时，每个集成商需要考虑堆叠操作所需的流体输入和输出，以及分配产生功率的方法。以下信息将有助于将燃料电池组整合到系统中。

Ballard提供接口套件，便于将堆栈集成到测试台或系统中。如果系统需要，集成商可以设计自己的接口组件，请参阅接口控制图以了解详细信息和尺寸。

阳极电源端子

安装点（端口结束）

流体端口

从FCvelocity^\-9SSL的阳极（端口）结束查看

阴极电源端子

安装点（弹簧侧）

从FCvelocity^\-9SSL的阴极（弹簧）末端查看

图14 FCvelocity^\-9SSL堆栈的主界面

小心：设计用于直接固定到FCvelocity^\-9SSL堆栈（在安装点，流体端口或CVM接口处）的用户设计的接口组件必须具有螺栓间隙孔，该间距孔小于螺纹法兰盘的直径。这将防止插入件的顶出状况。

警告

4.1.1 电气连接

为了将燃料电池堆的功率分配给系统，客户需要在堆栈的正极和负极端电连接系统。

小心：由于拉动，弯曲或扭曲电池组电源端子而造成的应变可能会导致电池堆损坏，从而导致电池堆泄漏和电气危险。

警告

注意：FCvelocity^\-9SSL堆叠必须使用提供的安装点和必须的电源线进行固定

固定，使得最小的电缆应变传递到堆叠。

需要两个客户提供的终端连接器将堆叠集成到系统中。 FCvelocity^\-9SSL包含两个内六角螺钉（DIN 912 M6X12 - A2 - 70）和两个M6垫圈304SS。下图显示了可以使用的终端连接器的示例。

建议在进行连接之前清洁电池组电源端子和端子连接器的配合表面，以确保良好的接触。安装端子连接器时，请注意不要过度扭转连接。所需扭矩为6Nm。

小心：使用长度超过M6X12的螺栓或者带帽螺钉上的扭矩过大可能会导致烟囱损坏，导致较大的外部燃料，氧化剂和/或冷却剂泄漏。

警告

警告：如果端子的任何内部螺纹被损坏，请勿尝试修理。将堆放回Ballard Power Systems进行维修。

警告

一个终端连接器需要在堆栈的每一侧

端子连接器示例：标准桶，双孔铜端子连接器，2 / 0AWG

M6公制洗衣机，304SS

内六角螺钉，DIN 912，

M6X12 - A2 - 70

扭矩：6Nm

图15电气连接器

电气危险：使用比所提供螺丝更长的螺丝可能会导致电气危险并损坏电池组。

触电危险

警告：请勿拉扯或弯曲电池组上的电气连接器。这可能会导致电气危险并严重损坏电池组。

警告

流体连接接口

端口在堆栈端板上标记为燃料的“燃料”，氧化剂的“Ox”和冷却剂的“C”。有关端口位置和端口设计的详细信息，请参阅接口控制图（DRW5115726）。燃料电池堆以并流（所有流体沿一个方向流动）运行。

这些端口不适用于螺纹连接器。流体连接器套件必须使用以下设计指南由集成商设计：

- - - 选择一种非导电材料
    - 避免突然的流向变化
    - 在不同横截面区域之间提供平滑，连续的过渡
    - 避免低速区域（“死区”）防止积水。
    - 附带的密封件旨在适合平坦表面（无密封槽）。

流体连接器设计不佳将导致：

- - - 反应物和冷却剂压降增加
    - 在反应物流动流的“死区”捕获液态水，这将导致电池性能不稳定以及随着时间的推移性能可能下降。

巴拉德可根据要求提供有关典型连接器设计的更多细节。

电气危险：使用比必要更长的螺丝可能会导致电气危险并损坏电池组。

触电危险

安装

FCvelocity^\-9SSL燃料电池堆在端口（阳极）和弹簧端（阴极）端板上有安装设置。请参阅接口控制图（DRW5118676）了解安装点位置及其相应的紧固件尺寸。为了满足第2.2.5节所述的冲击和振动要求，堆叠必须固定在适当的刚性框架上。

任何一个安装点相对于任何其他安装点的最大允许垂直偏差为plusmn;2 mm（静态，如安装）。任何一个安装点在操作过程中相对于任何其他安装点的最大允许垂直移动均为plusmn;1 mm（动态）。这些限制防止由于过度扭曲导致燃料电池堆损坏。

小心：必须使用四个安装点来安装堆叠。

警告

细胞排歧管密封

当需要更换单元歧管密封件时，该密封件PN 5103433适用于所有堆叠组件。

图16歧管密封

- 1. 堆栈序列号

Ballard序列号取决于成熟度的寿命。对于新堆栈，只有一个数字，例如“SN23027”。如果堆栈已被修复，只有部分MEA被替换，序列号将附加一个“U”，例如“SN23027U”。如果堆栈已经翻新，所有的MEA都被更换，序列号将附加一个“R”，例如“SN23027R”。在堆叠已经翻新并且然后修理序列号的情况下，包括“RU”例如“SN23027RU”

安装

4.2.1 方向

Ballard建议将燃料电池组以水平方向安装在系统中，如下所示。这种定位利用重力来协助水管理。在这个方向上，流体流动是共流的。集成商负责确定所选安排的适用性和安全性。

向上 LOGO SIDE UP

进口

CO-FLOW

平面方向（首选）

向上

CO-FLOW

出口

CO-FLOW

向上

垂直方向（不推荐）边缘定位（可能）

图17可接受的安装方向 - 所示为75个电池组。

积分器可能具有决定其他堆叠方向的设计要求。其他方向是可能的，但集成商需要

考虑避免积水和造成堵塞。

联系巴拉德动力系统公司关注可接受堆栈方向选项的问题。

小心：必须至少使用四个安装点来安装堆叠。

警告

1. 额外的电气注意事项
  1. 可扩展性 - 连接多个堆栈

当单个燃料电池堆不能为应用提供足够的功率时，可以将多个燃料电池堆电并联。并行排列的堆栈必须具有相同的单元数量和相似的性能。联系巴拉德动力系统了解更多信息。

当多个燃料电池堆并联时，冷却剂流也通常平行布置，以确保所有堆在相同的温度下运行。确定最大允许冷却剂电导率时，必须考虑堆叠电流泄漏的可能性。如果使用并联拓扑结构，则必须考虑过电流故障检测。此外，需要做出规定以确保一个堆栈中的短路不会损坏其他堆栈。

注意：不建议配置多个

FCvelocity^\-9SSL燃料电池堆电串联。

- 1. 燃料电池堆隔离电阻

在大多数应用中，为了安全起见，燃料电池组需要与所有“接地”连接电绝缘。该隔离必须包括通过反应物流动，冷却剂流动和堆叠加和堆叠减去电连接的路径。所需的隔离量取决于特定的应用，并将在应用的设计标准中列出。所需的隔离通常是最大电压的函数; 最大叠加电压见1.3节。

充足的电气隔离也会限制烟囱腐蚀。过度腐蚀会缩短堆叠寿命。

注意：集成商有责任设计燃料电池系统，使其符合所有适用的法规和标准。 Ballard建议在合格的电气工程师的监督下设计燃料电池组的电气安装。



强烈建议使用接地故障检测系统。接地故障检测系统连续地测量电池堆和电池堆加和电池堆电气终端相对于完整燃料电池系统的安全接合点的电隔离。

隔离应遵循最终产品的适用标准; 然而，Ballard建议在燃料电池堆（高电压）和系统接地之间隔离电阻最小关断阈值为1200欧姆/伏。最大电池组电压见1.3节。

接地故障检测系统应与冷却液电导率监测程序一起使用。有关冷却液导电率的更多信息，请参见第2.2.3节。

来自燃料电池堆的典型电流泄漏路径包括以下内容：

- - - 由于缺乏电气隔离（电气绝缘和/或间隔），从电池堆表面泄漏。这些泄漏可以通过任何通常用于隔离电气设备的方法（绝缘，物理分离等）来防止。
    - 如果客户公交车没有充分隔离，则通过客车发生泄漏。通过客户总线隔离燃料电池组可以防止客户总线的电流泄漏。
    - 泄漏通过烟道冷却液系统。通过限制冷却剂的最大电导率来防止通过电池堆冷却剂的电流泄漏。允许的冷却剂传导率取决于遵守适用的规范和标准所需的阻力以及靠近堆叠的冷却剂通道的物理形状。

有关燃料电池堆电压隔离的更多信息，请参阅MAN5100187“液体冷却PEM燃料电池系统设计指南”。

注意：特定燃料电池系统所需的电导率必须由积分仪根据系统要求和标准确定。第2.2.3节列出的电导率要求仅用于保护堆栈。



- 1. 接地和粘接要求

小心：燃料电池组必须在最终用户设计的受保护外壳中运行，并根据最终用户的适用电气安全标准为终端用户提供接地。

警告

堆叠外部的导电表面没有电连接到堆叠的其他部分，并且没有提供用于有意结合到最终用户的底盘组件; 因为这些表面处于未知电压，并且在堆叠操作期间可能呈现电触摸危险。最终用户必须通过外壳和相关安全联锁装置的设计确保堆叠组件在堆叠组装操作期间（即“防触摸”）被有意或无意地接触人员。

警告

1. 材料选择和兼容性
  1. 允许的湿和干流体/气体成分：

以下材料可用于任何过程流体或气体管线，接口配件或连接件：

- - - 316不锈钢（湿氢环境除外）
    - 特富龙
    - PVDF
    - PFA
    - 氯丁橡胶
    - 玻璃
    - EPDM
    - 氟橡胶
    - 铝
  1. 允许的干气成分

以下材料可用于干气管线。这些材料不得用于与燃料电池堆或湿气管线，接口配件或连接件接触的过程流体：

- - - 黄铜
    - 铜
    - 碳素钢
    - 锌
    - 布纳N

请联系Ballard Power Systems Inc.，以验证上述材料的适用性。

小心：与氢气或氧化剂流接触的材料应该无气味！气味表明挥发性化合物是脱气气体，可能会导致燃料电池堆损坏！

警告

- 1. 污染物
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小心：设计用于直接固定到FCvelocity^\-9SSL堆栈（在安装点，流体端口或CVM接口处）的用户设计的接口组件必须具有螺栓间隙孔，该间距孔小于螺纹法兰盘的直径。这将防止插入件的顶出状况。

4.1.1 电气连接

小心：由于拉动，弯曲或扭曲电池组电源端子而造成的应变可能会导致电池堆损坏，从而导致电池堆泄漏和电气危险。

注意：FCvelocity^\-9SSL堆叠必须使用提供的安装点和必须的电源线进行固定

固定，使得最小的电缆应变传递到堆叠。

小心：使用长度超过M6X12的螺栓或者带帽螺钉上的扭矩过大可能会导致烟囱损坏，导致较大的外部燃料，氧化剂和/或冷却剂泄漏。

警告：如果端子的任何内部螺纹被损坏，请勿尝试修理。将堆放回Ballard Power Systems进行维修。

电气危险：使用比所提供螺丝更长的螺丝可能会导致电气危险并损坏电池组。

警告：请勿拉扯或弯曲电池组上的电气连接器。这可能会导致电气危险并严重损坏电池组。

流体连接接口

电气危险：使用比必要更长的螺丝可能会导致电气危险并损坏电池组。

安装

小心：必须使用四个安装点来安装堆叠。

细胞排歧管密封

安装

4.2.1 方向

小心：必须至少使用四个安装点来安装堆叠。

注意：不建议配置多个

FCvelocity^\-9SSL燃料电池堆电串联。

注意：集成商有责任设计燃料电池系统，使其符合所有适用的法规和标准。 Ballard建议在合格的电气工程师的监督下设计燃料电池组的电气安装。

注意：特定燃料电池系统所需的电导率必须由积分仪根据系统要求和标准确定。第2.2.3节列出的电导率要求仅用于保护堆栈。

小心：燃料电池组必须在最终用户设计的受保护外壳中运行，并根据最终用户的适用电气安全标准为终端用户提供接地。

小心：与氢气或氧化剂流接触的材料应该无气味！气味表明挥发性化合物是脱气气体，可能会导致燃料电池堆损坏！

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4.1.1 电气连接

小心：由于拉动，弯曲或扭曲电池组电源端子而造成的应变可能会导致电池堆损坏，从而导致电池堆泄漏和电气危险。

注意：FCvelocity\-9SSL堆叠必须使用提供的安装点和必须的电源线进行固定

固定，使得最小的电缆应变传递到堆叠。

小心：使用长度超过M6X12的螺栓或者带帽螺钉上的扭矩过大可能会导致烟囱损坏，导致较大的外部燃料，氧化剂和/或冷却剂泄漏。

警告：如果端子的任何内部螺纹被损坏，请勿尝试修理。 将堆放回Ballard Power Systems进行维修。

电气危险：使用比所提供螺丝更长的螺丝可能会导致电气危险并损坏电池组。

警告：请勿拉扯或弯曲电池组上的电气连接器。 这可能会导致电气危险并严重损坏电池组。

流体连接接口

电气危险：使用比必要更长的螺丝可能会导致电气危险并损坏电池组。

安装

小心：必须使用四个安装点来安装堆叠。

细胞排歧管密封

安装

4.2.1 方向

小心：必须至少使用四个安装点来安装堆叠。

注意：不建议配置多个

FCvelocity\-9SSL燃料电池堆电串联。

注意：集成商有责任设计燃料电池系统，使其符合所有适用的法规和标准。 Ballard建议在合格的电气工程师的监督下设计燃料电池组的电气安装。

注意：特定燃料电池系统所需的电导率必须由积分仪根据系统要求和标准确定。 第2.2.3节列出的电导率要求仅用于保护堆栈。

小心：燃料电池组必须在最终用户设计的受保护外壳中运行，并根据最终用户的适用电气安全标准为终端用户提供接地。

小心：与氢气或氧化剂流接触的材料应该无气味！ 气味表明挥发性化合物是脱气气体，可能会导致燃料电池堆损坏！

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注意：特定燃料电池系统所需的电导率必须由积分仪根据系统要求和标准确定。第2.2.3节列出的电导率要求仅用于保护堆栈。

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