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燃料電池EIS測試之負(fù)載方案 — 助力氫能產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展
2024-03-28

       行業(yè)背景


在雙碳背景下,國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合出臺《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021-2035年)》 指出將重點推進(jìn)氫能及燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)低碳化發(fā)展。據(jù)SPIR數(shù)據(jù)顯示,2023年我國氫燃料電池出貨量為690MW,預(yù)計至2028年出貨量將達(dá)6400MW,年均復(fù)合增速40%。



      應(yīng)用需求


燃料電池技術(shù)具有環(huán)保、高能效、長續(xù)航優(yōu)勢,多應(yīng)用在載貨及大型客車上,對安全性和可靠性要求高。因此,國家推出多項法規(guī)標(biāo)準(zhǔn),對其安全性、循環(huán)壽命及測試效率等方面進(jìn)行規(guī)范,為產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展提供支撐。


        相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)




       測試難點及解決方案


       1. 測試難點(燃料電池EIS測試原理模型)


       燃料電池內(nèi)阻包括直流內(nèi)阻DCIR、交流內(nèi)阻ACIR和電化學(xué)阻抗譜EIS,是衡量燃料電池性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一。EIS測試包含了DCIR和ACIR測試,三種阻抗關(guān)系如下圖所示:


         行業(yè)通常簡化燃料電池測試等效模型如下:

由上圖可知,電路原理簡化為:DCIR=RΩ+Rct+Rw,ACIR=RΩ,EIS為寬頻的復(fù)阻抗,EIS需要在復(fù)數(shù)域進(jìn)行測量,回路帶載正弦波形,頻率范圍0.01Hz-20kHz,峰值幾十安培到幾百安培,通過繪制cole-cole曲線得到EIS值。


復(fù)雜的測試過程增加了測試難度,完善的燃料電池測試方案尤為重要。


        2. 解決方案


燃料電池EIS測試需要用到波形發(fā)生器、電子負(fù)載、電化學(xué)工作站等多種測量設(shè)備。根據(jù)實際燃料電池測試需求,通過波形發(fā)生器產(chǎn)生小幅正弦電勢信號,結(jié)合電子負(fù)載外部波形拉載功能,控制回路實際正弦拉載波形,電化學(xué)工作站進(jìn)行中控與分析,最終得到EIS測量值。這個測試方案中,存在設(shè)備成本較高、測試效率低、可靠性差、測試品質(zhì)一般等情況,目前艾諾儀器大功率直流電子負(fù)載AN23600E系列有針對性的推出SWD模式功能,有效的解決了行業(yè)難點,具體對比分析如下圖所示:




       產(chǎn)品介紹


       艾諾儀器深耕測試行業(yè)多年,針對燃料電池在生產(chǎn)測試過程中的難點,推出專用大功率直流電子負(fù)載AN23600E系列。該負(fù)載具有測試速度快、精度高、負(fù)載適應(yīng)性強的特點,可大幅度提升燃料電池的測試效率。


艾諾電子負(fù)載SWD實測波形


       結(jié)語 


       艾諾大功率直流電子負(fù)載AN23600E系列采用全新一代數(shù)字控制器,內(nèi)置五大基本模式以及七大進(jìn)階模式,同時提供了序列化功能,滿足使用者的編程、自動化測試等多種需求。該產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于燃料電池、電網(wǎng)儲能、充電樁、光伏、新能源汽車OBC、伺服/服務(wù)器等領(lǐng)域,能夠高效解決行業(yè)測試難點,在眾多標(biāo)桿客戶的研發(fā)生產(chǎn)測試中獲得一致好評。



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