FUELCELLAPPLICATIONHANDBOOK燃料电池应用手册PERFORMANCETESTINGANDDESIGNVALIDATION性能测试和设计的验证概述:燃料电池工业正在向技术的商业化阶段迈进。研究、设计、检测仪表的配置以及燃料电池性能的测试是在该领域获得进步的核心问题。从各种电池化学原理的研究和监测，到模块或电堆水平的设计验证，直至系统及生产测试，燃料电池的测试正面临着独特的挑战。这本手册介绍了典型的燃料电池试验步骤和试验装置的总体结构。目录:1.燃料电池系统概述⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯12.电池单元电压的监控(CVM)⋯⋯...⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯..23.电堆应力测试⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.44.温度分布检测⋯⋯....⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯⋯..⋯65.过程控制和监控⋯⋯⋯.....................⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯⋯.⋯76.用电化学阻抗频谱法进行阻抗测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...............................................⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯107.用电流中断法进行阻抗测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯⋯...........................⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯128.用PZ4000数字功率分析仪进行逆变器测试和功率分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯..139.用WT1600数字功率分析仪进行逆变器测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯1510.用WT2030数字功率分析仪进行逆变器测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..16逆变器电堆重整器空气空气供应设备废热回收系统输出的电能热水燃料电池电堆的测试功率的调节燃料的储存、供应和处理应用:由于单一电池单元所产生的电压在0.8-1.5VDC范围内,必须将电池单元串联成电堆才能发出足够的电能。一个典型的燃料电池电堆大约由100个燃料电池单元串联构成。但是，通常不会制造600个电池单元串联的电堆，特别是在用于汽车的燃料电池电堆领域。一个燃料电池单元电压监控仪（CVM）用于测量布置成电堆形式发电装置中的每一个电池单元的电压。采用这种测量方法可以成电堆中识别出有问题的电池单元，对现场使用或带负荷运行的电堆进行电池单元长期运行特性的表征。采用差分测量方法来测量每一个电池单元的电压。电池单元本身的电压很低，对于仪器的内部地线，每个差分输入的引线脚上实际上可以测得数百伏特的电压。这种情况被称为共模电压。大多数数据采集系统（DAQ）没有进行隔离，因此输入电压受到限制，以免插卡被永久性地损坏，通常仅为5-10V。此外，非隔离的设备常常怀会受到接地回路的影响。为了克服在燃料电池单元电压监控仪有可能遇到的共模电压高的困难，就需要一种高电压隔离栅。由于内部的信号调理或缓冲器由第三方供应，目前许多数据采集系统（DAQ）带有外部缓冲器，这样不仅缩小了包装的空间和成本，还能够维持尽可能高的信号分辨率和精度。解决的方法:与当今流行的任何固态器件数据采集系统相比，MX-100型数据采集仪能提供最高水平的通道-地线、模块-模块、通道-通道的隔离。由于其采用了模块结构以及标准的软件，用MX-100就可以容易地监控成百上千个燃料电池单元的电压。MX100DAQMaster模块1模块（n/10）模块间最大隔离电压Vmax＝600Vrms/Vdc从地计Vmax＝600Vrms/Vdc应用说明燃料电池单元的电压监控（CVM）解决方法:要使通道数高的数据采集系统达到高电压隔离的要求在设计上是一种挑战，因为，大多数数据采集模块只使用一个带多路转换开关或扫描前端器件的A-D，因此，高共模电压的信号在由隔离变压器和A-D转换器进行隔离和模数转换前，首先要通过开关继电器。MX1400采用了一种申请了专利的Yokogawa固态继电器（SSR）技术，允许连续负载电压达到1500VDC。此外，MX-100配备的隔离变压器和A-D转换器也采用申请有专利的Yokogawa设计。其它数据采集系统所提供的高电压...
