氫燃料電池測試系統在電池測試系統中的應用

更新時間：2017-12-13

點擊次數：4920

一、燃料電池的現狀與發展

燃料電池是將化學能通過電化學反應直接轉換為電能的發電裝置。燃料電池不經過燃燒過程直接以電化學反應方式將燃料中的化學能直接轉化為電能。這其中，氫燃料電池目前是市場上的主力產品。

燃料電池是一種直接將燃料的化學能轉化為電能的裝置。從理論上來講,只要連續供給燃料,燃料電池便能連續發電,已被譽為是繼水力、火力、核電之后的第四代發電技術。具有具有發電效率高、環境污染小、比能量高、噪音低、易于建設、負荷調節靈活,可靠性高等優點。

這其中，氫燃料電池目前作為市場上的主力產品，發展勢頭良好。氫燃料電池以氫氣為燃料,與氧氣經電化學反應后透過質子交換膜產生電能。氫和氧反應生成水,不排放一氧化碳、氮化物和二氧化碳等污染物,無污染,發電效益高。目前,氫燃料電池的發電熱效率可達65%～ 85%,重量能量密度500～ 700Wh/kg,體積能量密度1 000～ 1 200Wh/L,發電效率高于固體氧化物燃料電池。氫燃料電池在30～ 90℃下運行,啟動時間很短,0～ 20s內即可達到滿負荷工作,壽命可以達到10年,無震動,無廢氣排放,大批量生產成本可降到100～ 200美元/kW 。將氫燃料電池用于電動車,與燃油汽車比較,除成本外,各方面性能均優于現有的汽車。

二、燃料電池國內外市場發展現狀

60年代,氫燃料電池就已經成功應用于航天領域。“阿波羅”飛船就安裝了這種體積小、容量大的裝置。 70年代至今,隨著制氫技術的發展,氫燃料電池在發電、電動車和微型電池方面的應用開發取得了許多成果。

隨著燃料電池在交通運輸應用方面的發展，氫燃料電池有望成為燃料電池爆發的主推力。日韓在燃料電池車領域的產研推進于其它國家，日本的新能源戰略以燃料電池車為主，目標到2020年燃料電池汽車達到500萬輛，到2030年要全面普及燃料電池汽車，豐田、本田、現代等車企都均已推出相關車型，提出燃料電池汽車商業化目標，預計燃料電池新車型將于未來兩年密集上市銷售。

我國燃料電池研究始于20世紀50年代末。我國是一個產煤和燃煤大國,煤的總消耗量約占世界的25%左右,造成煤燃料的極大浪費和嚴重的環境污染.隨著國民經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高,我國汽車的擁有量(包括私人汽車)迅猛增長,致使燃油的汽車越來越成為重要的污染源.所以開發燃料電池這種潔凈能源技術就顯得極其重要,新能源汽車具有污染小、價格低、電源可循環使用次數多等優點，是、合理使用資源和保護環境的一個重要途徑。目前,我國政府高度重視,研究單位眾多,具有多年的人才儲備和科研積累,產業部門的興趣不斷增加,需求迫切,這些都為我國燃料電池的快速發展帶來了無限的生機。

國家在十二五期間主要對鋰電池為核心的電動車進行了大規模的扶持和推動，燃料電池目前的發展落后與日韓等國，十三五初期提升了對燃料電池的補貼，從補貼18萬提升至20萬~50萬，并持續到2020年不進行退坡，相比鋰電池電動車面臨的20%的退坡，顯示出發展燃料電池車的決心，在《中國制造2025》中明確了支持燃料電池汽車發展，推動自主品牌節能與新能源汽車與先進水平接軌的發展戰略，提出三個發展階段：*是在關鍵材料零部件方面逐步實現國產化；第二是燃料電池和電堆整車性能逐步提升；第三方面是要實現2020年燃料電池車的運行規模擴大到1000 輛運行規模，到2025 年制氫、加氫等配套基礎設施基本完善。

三、假負載在燃料電池行業的應用與前景

對電源要求比較嚴格的廠家都會用負載來檢測電源的好壞。：傳統采用的可變電阻、電阻盤、水阻等，需要人工調節電流，在響應時間以及技術上無法達到測試需求；而后期部分廠家使用的電子負載僅能進行單一放電測試，且價格高昂；對于電壓波動范圍較大的燃料電池來說多機并聯測試的價格讓人難以接受。而且這大大延長了廠家的測試時間，十分不便。

燃料電池負載分為兩方面測試,一方面是測燃料電池本身的性能,這個要求較高,要求設備zui低起調電壓要求達到10V,響應時間要求1s；另一方面是燃料電池做成的發動機系統的性能。這個對負載的要求比較寬松,達到300s即可。

凱翔科技研發制造的電阻式燃料電池測試設備，采用自主研發的智能放電模塊，全新的控制原理，體積小，重量輕，放電電流在大范圍內連續可調，穩流精度高，不產生諧波電流。單模塊zui大放電功率達到10kw，可靈活組裝，zui高可并聯60組模塊。可以滿足多種電壓等級的電池組測試，當出現機內溫度過熱、正負極反接、電池組連線斷開異常情況時，自動報警并切斷負載。當設備出現欠壓、過壓、過載、過流現象時設備報警提示，并停止放電。且購置成本僅為電子負載的三分之一，大大節約測試成本，方便實用。

2016年是燃料電池企業爆發的元年,燃料電池行業的新源動力與凱翔科技多次牽手，凱翔科技根據企業的實際需求定制DC500-600A-100KW智能直流負載柜，恒流放電及恒功率放電，設備進行模塊化設計，組裝方便，維護便利。整機zui大放電電流1000A，系統響應時間不高于200Ms，控制，可出色完成企業對燃料電池多種測試需要，目前產品已順利交付，運轉良好。

凱翔科技作為負載行業的*，積極響應市場號召擁有了多項自主研發的科技成果，產品已經通過了歐盟CE認證、俄羅斯CU-TR認證。擁有1項發明、15項實用新型、16項軟件著作權。產品廣泛應用在各類燃氣輪機發電機組、柴油發電機組、燃料電池等電源的測試維護。致力于在燃料電池測試平臺上，讓更多的用戶了解凱翔，信任凱翔，為廣大客戶創造燃料電池檢測設備行業中智能、*的實用性產品。

四、案例選登

l大連光陽機電

大連光陽機電主要公司主要從事新能源汽車發動機研發制造。氫能技術服務。凱翔科技先后兩次為光陽機電設計研發了直流智能負載系列，針對氫能源電池組深度放電維護、檢測而設計，操作簡單，便于移動，可應用于各類發電廠、通信基站、變電站（所）、蓄電池生產廠家等場所針對氫能源電池的放電試驗。操作簡便，參數設定后，設備自動恒流或者恒功率控制完成對電池組的放電測試。