燃料电池EIS测试之负载方案 — 助力氢能产业蓬勃发展

行业背景

在双碳背景下，国家发改委、国家能源局联合出台《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》 指出将重点推进氢能及燃料电池汽车产业低碳化发展。据SPIR数据显示，2023年我国氢燃料电池出货量为690MW，预计至2028年出货量将达6400MW，年均复合增速40%。

应用需求

燃料电池技术具有环保、高能效、长续航优势，多应用在载货及大型客车上，对安全性和可靠性要求高。因此，国家推出多项法规标准，对其安全性、循环寿命及测试效率等方面进行规范，为产业健康发展提供支撑。

相关标准

测试难点及解决方案

1.测试难点（燃料电池EIS测试原理模型）

燃料电池内阻包括直流内阻DCIR、交流内阻ACIR和电化学阻抗谱EIS，是衡量燃料电池性能的关键指标之一。EIS测试包含了DCIR和ACIR测试，三种阻抗关系如下图所示：

行业通常简化燃料电池测试等效模型如下：

由上图可知，电路原理简化为：DCIR=RΩ+Rct+Rw，ACIR=RΩ，EIS为宽频的复阻抗，EIS需要在复数域进行测量，回路带载正弦波形，频率范围0.01Hz-20kHz,峰值几十安培到几百安培，通过绘制cole-cole曲线得到EIS值。

复杂的测试过程增加了测试难度，完善的燃料电池测试方案尤为重要。

2.解决方案

燃料电池EIS测试需要用到波形发生器、电子负载、电化学工作站等多种测量设备。根据实际燃料电池测试需求，通过波形发生器产生小幅正弦电势信号，结合电子负载外部波形拉载功能，控制回路实际正弦拉载波形，电化学工作站进行中控与分析，最终得到EIS测量值。这个测试方案中，存在设备成本较高、测试效率低、可靠性差、测试品质一般等情况，目前艾诺仪器大功率直流电子负载AN23600E系列有针对性的推出SWD模式功能，有效的解决了行业难点，具体对比分析如下图所示：

产品介绍

艾诺仪器深耕测试行业多年，针对燃料电池在生产测试过程中的难点，推出专用大功率直流电子负载AN23600E系列。该负载具有测试速度快、精度高、负载适应性强的特点，可大幅度提升燃料电池的测试效率。

艾诺电子负载SWD实测波形

结语

艾诺大功率直流电子负载AN23600E系列采用全新一代数字控制器，内置五大基本模式以及七大进阶模式，同时提供了序列化功能，满足使用者的编程、自动化测试等多种需求。该产品广泛应用于燃料电池、电网储能、充电桩、光伏、新能源汽车OBC、伺服/服务器等领域，能够高效解决行业测试难点，在众多标杆客户的研发生产测试中获得一致好评。