車載燃料電池電堆性能測試技師（中級）考試試卷及答案一、填空題（每題1分，共10分）1.車載燃料電池電堆的核心組件包括膜電極（MEA）、雙極板和______。2.電堆性能測試中，常用的電流密度單位是______（mA/cm2）。3.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，燃料電池電堆的理論開路電壓約為______V。4.電堆氣密性測試的常用惰性介質(zhì)是______。5.測試極化曲線時，需控制的關(guān)鍵環(huán)境參數(shù)是溫度和______。6.車載燃料電池電堆的功率等級常用單位是______（kW）。7.電堆“水淹”故障主要由______積累導(dǎo)致。8.交流阻抗（EIS）測試可分析電堆的______特性。9.車載燃料電池電堆多采用______冷卻方式。10.電堆性能衰減的主要原因包括催化劑降解和______老化。二、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.模擬實(shí)際工況的電堆測試模式是？A.恒壓模式B.恒流模式C.動態(tài)工況模式D.開路模式2.雙極板的作用不包括？A.導(dǎo)電集流B.氣體分配C.冷卻D.催化反應(yīng)3.電堆氣密性測試泄漏率標(biāo)準(zhǔn)通常不超過？A.1×10??Pa·m3/sB.1×10??Pa·m3/sC.1×10?3Pa·m3/sD.1×10?2Pa·m3/s4.測試極化曲線時，電流密度逐步增加到______。A.額定電流密度B.最大電流密度C.開路電流D.短路電流5.車載電堆工作溫度通?？刂圃冢緼.20-40℃B.60-80℃C.100-120℃D.150-200℃6.MEA的核心組件是？A.碳紙B.催化劑層C.質(zhì)子交換膜D.擴(kuò)散層7.電堆“干膜”故障應(yīng)采取的措施是？A.增加進(jìn)氣濕度B.降低進(jìn)氣濕度C.提高溫度D.降低壓力8.交流阻抗高頻區(qū)主要反映______。A.電荷轉(zhuǎn)移電阻B.歐姆電阻C.擴(kuò)散電阻D.極化電阻9.電堆功率密度單位不包括？A.W/cm2B.kW/LC.kW/kgD.W/kg10.加速電堆老化的方法不包括？A.負(fù)載循環(huán)B.溫濕度循環(huán)C.恒壓運(yùn)行D.啟停循環(huán)三、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.電堆性能測試的主要參數(shù)包括______。A.電壓B.電流C.功率D.溫度E.濕度2.雙極板材料類型包括______。A.金屬B.石墨C.復(fù)合材料D.陶瓷E.塑料3.電堆故障診斷方法包括______。A.極化曲線B.交流阻抗C.氣密性測試D.熱成像E.視覺檢查4.車載電堆進(jìn)氣要求包括______。A.氫氣純度≥99.97%B.空氣濕度控制C.壓力穩(wěn)定D.低含塵量E.氫氣干燥5.影響電堆性能的因素包括______。A.溫度B.濕度C.壓力D.氫氣純度E.電流密度6.電堆冷卻系統(tǒng)組成包括______。A.水泵B.散熱器C.膨脹水箱D.溫度傳感器E.冷卻液管路7.電堆耐久性指標(biāo)包括______。A.電壓衰減率B.功率衰減率C.內(nèi)阻變化D.泄漏率變化E.開路電壓變化8.電堆動態(tài)響應(yīng)測試方法包括______。A.負(fù)載階躍B.負(fù)載斜坡C.循環(huán)負(fù)載D.開路電壓E.極化曲線9.質(zhì)子交換膜性能要求包括______。A.高質(zhì)子傳導(dǎo)率B.低氣體滲透率C.機(jī)械強(qiáng)度D.耐化學(xué)腐蝕E.耐高溫（>120℃）10.電堆安裝注意事項(xiàng)包括______。A.密封件正確B.螺栓扭矩均勻C.管路無泄漏D.電極對齊E.環(huán)境清潔四、判斷題（每題2分，共20分）1.電堆開路電壓越高，性能越好。（）2.雙極板越厚，導(dǎo)電性能越好。（）3.氣密性測試必須用氫氣作為介質(zhì)。（）4.電流密度越大，電堆電壓越高。（）5.車載電堆工作壓力通常高于大氣壓。（）6.催化劑降解是電堆衰減主因之一。（）7.交流阻抗僅能分析電堆內(nèi)阻。（）8.提高溫度可緩解電堆“水淹”。（）9.測試功率需同時測電壓和電流。（）10.耐久性測試無需考慮環(huán)境溫度。（）五、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述電堆極化曲線測試的目的及關(guān)鍵步驟。2.電堆氣密性測試的作用及常用方法是什么？3.簡述電堆“水淹”故障的原因及解決措施。4.電堆測試前的準(zhǔn)備工作有哪些？六、討論題（每題5分，共10分）1.如何通過交流阻抗（EIS）分析電堆故障類型？2.車載電堆耐久性測試中，負(fù)載循環(huán)的設(shè)計(jì)原則是什么？---答案部分一、填空題答案1.集流板2.毫安每平方厘米3.1.234.氮?dú)?.濕度6.千瓦7.水8.電化學(xué)內(nèi)阻9.冷卻液（液體）10.質(zhì)子交換膜二、單項(xiàng)選擇題答案1.C2.D3.A4.A5.B6.C7.A8.B9.D10.C三、多項(xiàng)選擇題答案1.ABCDE2.ABC3.ABCDE4.ABCDE5.ABCDE6.ABCDE7.ABCDE8.ABC9.ABCD10.ABCDE四、判斷題答案1.√2.×3.×4.×5.√6.√7.×8.√9.√10.×五、簡答題答案1.目的：分析電堆在不同電流密度下的電壓變化，評估活化、歐姆、濃差極化特性及故障。步驟：①預(yù)熱電堆至60-80℃，控制濕度；②通入合格氫氣（≥99.97%）和空氣；③從OCV開始，逐步增加電流密度（每步穩(wěn)定2-5分鐘）；④記錄電壓、電流、溫度等參數(shù)；⑤繪制極化曲線，分析各極化區(qū)域特征。2.作用：檢測泄漏，防止氫氣安全隱患及性能衰減。方法：①氮?dú)鈮毫Ψǎ和ㄈ?.1MPa氮?dú)猓?分鐘測壓力變化；②氦質(zhì)譜檢漏法：高精度檢測微小泄漏；③冒泡法：低壓場景浸入水中觀察氣泡。注意測試時電堆干燥。3.原因：產(chǎn)物水過多、進(jìn)氣濕度高、溫度低凝結(jié)、流道設(shè)計(jì)不合理。措施：①提高溫度（10-20℃）促進(jìn)蒸發(fā)；②降低進(jìn)氣濕度（60%左右）；③增加氣體流速排水；④檢查流道堵塞并清潔；⑤優(yōu)化冷卻避免局部低溫。4.準(zhǔn)備工作：①環(huán)境：通風(fēng)良好，溫濕度（20-30℃/40-60%）穩(wěn)定；②設(shè)備：儀器校準(zhǔn)，管路無泄漏；③電堆：外觀完好，密封件/管路連接正確；④氣體：氫氣≥99.97%，空氣干燥清潔；⑤安全：配氫氣檢測儀、滅火器；⑥預(yù)熱：低流量氣體預(yù)熱至60-80℃。六、討論題答案1.交流阻抗通過不同頻率響應(yīng)分析故障：-高頻區(qū)（>1kHz）：歐姆電阻（接觸不良、雙極板腐蝕→阻抗增大）；-中高頻區(qū)（10Hz-1kHz）：電荷轉(zhuǎn)移電阻（催化劑降解→阻抗增大）；-低頻區(qū)（<10Hz）：擴(kuò)散電阻（濃差極化、水淹→阻抗增大）。例：低頻區(qū)阻抗驟增+極化曲線濃差段電壓驟降→判斷水淹；中高頻區(qū)阻抗增大→催化劑失活。2.負(fù)載循環(huán)設(shè)計(jì)原則：-模擬實(shí)際工況：覆蓋OCV、怠速、額定負(fù)載、過載等；-周期合理：單次循環(huán)5-10分鐘（符合車