一種燃料電池測試方案

??????? 摘要：燃料電池正成為未來(lái)電能一種非常高效、清潔的能源。與今天的傳統能源相比，燃料電池具有許多值得關(guān)注的優(yōu)點(diǎn)。燃料電池的動(dòng)力來(lái)源于一種能夠從許多再生資源中提取的元素：氫。從氫到電能的轉化不產(chǎn)生污染，而傳統發(fā)電方法不僅需要使用不可再生燃料，還會(huì )造成污染。這些特性是燃料電池成為未來(lái)汽車(chē)、商業(yè)、居住、移動(dòng)及其他許多電氣應用的可行能源的諸多原因中最重要的兩個(gè)。

　　引言

　　什么是燃料電池?

　　所有燃料電池的基本工作原理是相同的：將氫的化學(xué)能轉化為電能。但人們已經(jīng)研究出數種不同類(lèi)型的燃料電池技術(shù)。除了PEM、PAFC和SOFC之外，還有堿性燃料電池(AFC)和熔融碳酸鹽(MC)燃料電池。其中PEM燃料電池因其相對較低的工作溫度和較高的效率而廣泛用于汽車(chē)工業(yè)中。

　　但一個(gè)單體電池只能產(chǎn)生不超過(guò)1V的電壓，因此對于測試燃料電池之類(lèi)的低電壓能源來(lái)說(shuō)，測試設備存在著(zhù)如何能夠在低電壓的狀態(tài)下帶載較大的電流的難題。目前，用于測試燃料電池的電子負載會(huì )竭力把內阻降到最低，但內阻不可能為零。所以，我們就需要通過(guò)其他方式來(lái)盡量獲取最為精準的測試結果。

　　艾德克斯測試方案介紹

　　硬件需求

　　如今的電子負載都存在內部電阻，因而當電流較大時(shí)對應的最小帶載電壓也就越高。那么如何能實(shí)現低電壓帶載甚至OV帶載呢?

　　這時(shí)我們需要一臺“輔助電源”，其作用是為了提供電子負載帶載不同電流時(shí)所能使負載內部晶體管工作在線(xiàn)性區的電壓，即最小工作電壓。

　　以艾德克斯IT8811電子負載為例，如圖1所示。

　　從圖1中明顯看出當帶載電流越大時(shí)，負載的最小工作電壓也就越高。

　　想要實(shí)現電子負載的0V帶載，“輔助電源”可以是很普通的穩壓源，但參數上電流必須高于電子負載所要帶載的最大電流值。

　　方案架構

　　了解到“輔助電源”的具體需求，我們再來(lái)看看實(shí)現此測試方案的接線(xiàn)方式以及各項注意點(diǎn)，如圖2所示，我們將“輔助電源”和燃料電池串聯(lián)起來(lái)，然后電子負載的sense端接燃料電池正負極。

　　從圖2不難看出此測試方案接線(xiàn)方法，但必要的注意點(diǎn)在于電子負載的remote sense功能必須打開(kāi)并且將正負sense線(xiàn)接到燃料電池的正負極上。此項接法的目的是讓電子負載sense端采樣的電壓是燃料電池兩端的電壓，從而使電子負載面板顯示的電壓為真實(shí)的燃料電池兩端的電壓，因此“輔助電源”的輔助電壓可以忽略不計。

　　注意事項

　　1.由于“輔助電源”自身的電流噪聲會(huì )疊加到測試產(chǎn)品上，所以我們需要盡量選擇低噪聲的“輔助電源”。

　　2.電子負載必須選擇額定功率大于測試產(chǎn)品的功率和“輔助電源”的功率之和。例如：測試產(chǎn)品的功率為100W，我們選擇電子負載的額定功率為100W是不夠的，假設“輔助電源”的功率是50W，我們選擇電子負載時(shí)額定功率需要選擇為150W以上。

　　綜上所述，燃料電池以及低電壓產(chǎn)品測試過(guò)程中的難點(diǎn)在于0V或超低電壓進(jìn)行帶載測試，艾德克斯所提供的測試方案，簡(jiǎn)單便捷并且低成本，無(wú)需特殊的硬件支持即可實(shí)現0V帶載。測試方案中所提及的電子負載以及“輔助電源”艾德克斯均可提供。