导读： 燃料电池正成为未来电能一个非常高效、洁净的来源.与今天的传统能源相比,燃料电池具有值得关注的优点.燃料电池的动力来源于一种能够从许多再生能源中提取的元素:氢.从氢到电能的转化不产生污染,而传统发电方法不仅需要使用不可再生燃料,还会造成污染.这些特性是燃料电
介 绍
燃料电池正成为未来电能一个非常高效、洁净的来源.与今天的传统能源相比,燃料电池具有值得关注的优点.燃料电池的动力来源于一种能够从许多再生能源中提取的元素:氢.从氢到电能的转化不产生污染,而传统发电方法不仅需要使用不可再生燃料,还会造成污染.这些特性是燃料电池成为未来汽车、商业、居住、移动及其许多电气应用的可行能源的诸多原因中最重要的两个.
目前,ITECH(艾德克斯)提供了一个系列基于计算机的测试测量的电子负载产品来辅助科学家以及工程师进行燃料电池的部分研究、设计、验证及生产测试的工作.燃料电池专用测试负载在许多类型的燃料电池生产及测试中都是至关重要的.
台湾艾德克斯电子有限公司为美国第四大仪器制造商B+K公司集团成员,专精于高性能电源、电子负载及测试系统的研发与制造.图一和图二是ITECH公司针对燃料电池开发的测试系统(硬件和软件图片).
什么是燃料电池
所有燃料电池的基本工作原理都是相同的:将氢的化学能转化为电能.人们已经研究出数种不同类型的燃料电池技术.除了PEM、PAFC和SOFC之外,还有碱性燃料电池(AFC)和熔融碳酸盐(MC)燃料电池.PEM燃料电池因其相对较低的工作温度和较高的效率而广泛用于汽车工业中.图3所示为PEM燃料电池的工作方式.
燃料电池测试系统
燃料电池的测试系统是非常复杂系统,下方图4是针对PEM燃料电池测试系统硬件结构框图.
从图中可以看出,电子负载单元完成对燃料电池电堆的放电管理的重要性;而同时通过RS485总线,实现对电子负载工作状态、工作参数的实时采集和控制.
针对燃料电池放电测试
IT8500F系列可编程直流电子负载是由ITECH专为燃料电池设计的负载,其最大功率可达1200W—100KW,该系列电子负载具有超低的导通内阻约为5.5mΩ,可符合单节燃料电池的测试低电压和高电流需求.电子负载单元完成对燃料电池堆的放电管理,实际记录燃料电池工作过程中的各个参数,并图形化显示重要参数的变化曲线,以此分析燃料电池的工作特性.
一．性能介绍:
以基础型号IT8514F为例,此产品为单输入可编程直流电子负载.本电子负载选配有RS232/USB/GPIB通讯接口,可根据您设计和测试的需求,提供多种用途的解决方案.我公司提供相关的例子程序(LABVIEW、VB、VC、DELPHI)有助于二次开发的用户,同时ITECH电子有限公司还免费提供了PV8500监控软件,给您的使用带来极大的方便.本系列产品具有国际先进水平的特殊功能和优点:
高可见度的真空荧光显示屏(VFD)
数字键盘操作
全数位化可程序接口
高分辨率和高精确度
过电压/过电流/过功率/过热/极性反接保护/短路测试功能
操作模式:定电压,定电流,定电阻和定功率
使用旋转式编码开关,操作快速容易
远程量测功能
电池测试功能
动态测试功能
记忆容量25组
智能风扇控制
内建BUZZER作为警告提示
断电保持记忆功能
可通过计算机进行软件监控
具有带载Von/卸载Voff电压功能
功能概要
1)四种基本操作模式:CC定电流/CV定电压/CR定电阻/CP定功率
2)动态测试操作:能够使负载在两种负载电流或电压间反复切换,此功能可以用来测试电源的动态特性.
3)顺序操作:可以通过此操作让每一个单步的值及时间来产生各种输入变化顺序.参数包括该组输入顺序文件的名称,输入单步数(最多1000步),单步时间(1ms~6000ms)及每一个单步的设定值.
4)电池放电测试操作
使用恒流模式来进行容量测试.可编程设置关断电平,当电池电压过低时,系统确定电池达到设定阈值或非安全状态前夕,自动中断测试.在测试过程中可以观测电池的电压,放电电流,负载功率和电池已放电容量.若配合PV8500软件使用,则可观察电池在放电过程中的放电曲线.这种测试可以反映电池的可靠度及其剩余寿命,因此非常有必要在更换电池前进行此类测试.
5)自动测试功能
该功能非常方便的帮助你测试被测电源在不同负载时的各种参数.将需要测试的产品参数保存负载内,下次可以方便调用,只需给负载一个脉冲信号,它就可以自动完成测试.这个功能可以大大提高测试效率.
二、燃料电池测试方案
1)本地操作:容量测试
IT8514F电子负载使用恒流模式来进行容量测试.可编程设置关断电平,当电池电压过低时,系统确定电池达到设定阈值或非安全状态前夕,自动中断测试.在测试过程中可以观测电池的电压,放电电流,负载功率和电池已放电容量.
Von /Voff 操作
当待测电源或电池上升速度或下降速度慢时,负载就有可能将待测电源或电池保护.IT8514F电子负载提供了Von(带载电压)和Voff(卸载电压)功能,当待测电源电压上升且大于Von带载电压时,负载开始带载测试.当待测电源电压下降且小于Voff卸载电压时,负载则卸载,输入状态为OFF.
2)远程操作
若配合PV8500软件中的电池测试功能来对燃料电池放电,则可观察电池在放电过程中的放电曲线.这种测试可以反映电池的可靠度及其剩余寿命,因此非常有必要在更换电池前进行此类测试.
在放电的过程中可以实时观察电池放电的曲线:电池的电压、当前的电流、消耗容量,这些曲线可以保存以便用户分析,同时在放电过程中的电池相关测试数据(电池电压和放电的电流以及容量的数值)都实时采集保存,你可以将测试的结果转为EXCEL或TXT或报表的格式进行打印和保存.
总结
IT8500F系列大功率可编程直流电子负载以其高的性价比,完善的性能,简易的操作必将成为燃料电池研发、生产及系统测试等领域大功率应用的最佳选择.
