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2019.08.21
燃料電池堆評價方案

作者:博宇科技


從節約能源和保護生態環境的角度來看,燃料電池是很有發展前途的發電技術。氫燃料電池汽車作為一種新型能源汽車越來越受到市場的期待。

與傳統的鋰電池汽車相比,燃料電池車有著充電時間短、續航里程更長、電池壽命長、電池無重金屬污染等優點。

氫能源汽車的技術關鍵點在哪?在于對燃料電池堆的系統評價。燃料電池堆的系統評價需要監控內部阻抗值的變化,通過阻抗值的變化了解燃料電池所處狀態,從而保證燃料電池堆的安全穩定運轉。



燃料電池等效電路主要由電解質膜電阻(Rm)和二重層電容(C)與反應電阻(R)的并聯所構成。這些電阻、電容值會隨電池的性能和發電狀態發生很大變化。通過交流阻抗測量,可以間接測量到這些電阻和電容值,對燃料電池的評價起到非常重要的作用。


交流阻抗法是在燃料電池的放電直流電流上疊加微小測量用交流電流,對電壓、電流進行測量和運算,得到阻抗值。這種方法對燃料電池的工作影響非常小,具有明顯優勢。

通過對疊加的交流信號頻率的調整,測量阻抗的實部和虛部,可以得到Cole-Cole模型圖,如下圖,可以分析得到電解質膜電阻(Rm)和電氣二重層電容(C)以及反應電阻(R)。

交流疊加信號頻率高時,電氣二重層電容為導通狀態,可以單獨測量到電解質膜電阻(上圖的圓弧左端),頻率非常低時,電氣二重層電容為阻斷狀態,可以測量到電解質膜電阻和反應電阻的和。(上圖的圓弧右端)
高電壓、大電流的強干擾環境下,對內部阻抗的微小變化的測量是非常困難的。燃料電池多通道阻抗分析系統ZM850高抗干擾硬件設計,即使是在強干擾的環境中仍然可以對燃料電池堆和CELL的內部阻抗進行精準、穩定的測量。
ZM850燃料電池阻抗分析系統的構成和特點 
?  測量頻率范圍0.01Hz ~ 10KHz
?  共模耐壓400V
?  14通道(可同時對堆和13個CELL或CELL組進行測量)
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