一种电化学交流阻抗谱测试设备的制作方法

1.本实用新型涉及燃料电池领域，具体地，涉及一种电化学交流阻抗谱测试设备。


背景技术：

2.测试100kw以上的燃料电池，需要电压超过500v，母线电流超过500a，扰动电流满足母线电流的5-10％，即50a。现有的测试设备测试电压低，通常不超过100v，电流扰动小，通常小于10a，无法满足100kw以上燃料电池的阻抗测试需求。
3.专利文献为cn109828216b的发明专利公开了一种提高燃料电池分区电化学阻抗谱测量准确度的装置及方法，包括直流电源、用于测定燃料电池阻抗的电化学工作站、电路负载以及用于将阳极流场选择性连接电化学工作站或电路负载的pcb单元，直流电源的正极分别与电化学工作站的对电极、燃料电池的阴极流场以及电路负载的a端连接，直流电源的负极分别与电化学工作站的工作电极及pcb单元连接，pcb单元的一端与燃料电池的阳极流场连接，另一端选择性的与电化学工作站的工作电极或电路负载的b端连接。与现有技术相比，本发明通过并联一个直流电源，从而使得燃料电池即使没有接通负载也能保证其有一定的电流，不会变为开路状态，保证测试过程中电流分布仍然一致，使结果更准确。但是上述方案无法实现100kw以上燃料电池的检测。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种电化学交流阻抗谱测试设备。
5.根据本实用新型提供的一种电化学交流阻抗谱测试设备，包括上位机、函数发生装置、可编程电子负载、电流电压采集设备、被测燃料电池以及负载，其中：
6.所述被测燃料电池的正极通过电流传感器连接负载和可编程电子负载的正极；
7.被测燃料电池的负极连接可编程电子负载的负极、负载的负极；
8.电流电压采集设备电压采集部分的正负极分别与被测燃料电池的正负极连接；
9.上位机与函数发生装置、电流电压采集设备、被测燃料电池电性连接；
10.函数发生装置与可编程电子负载电性连接。
11.优选地，所述函数发生装置包括函数发生器。
12.优选地，所述电流电压采集设备包括电压传感器和电流传感器。
13.优选地，所述电流传感器采用ct1000交直流电流传感器，电压传感器采用横河701251绝缘输入模块。
14.优选地，所述上位机包括控制芯片。
15.优选地，可编程电子负载对燃料电池进行拉载的方式为正弦波、三角波、方波中的任一波形或者叠加波形。
16.优选地，所述可编程电子负载的量程为0-1000v，0-264a，12kw。
17.优选地，电压传感器的量程为0-1000v。
18.优选地，电流传感器的量程为电流传感器为0-1000a。
19.与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
20.1、本实用新型结构合理、设计巧妙且操作方便。
21.2、基于本实用新型的结构，能够通过测量高压1000v的绝缘输入模块，大量程1000a交直流电流传感器与耐高压、大电流的电子负载的组合使用，完成燃料电池电化学阻抗谱的测试。
附图说明
22.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
23.图1为本实用新型的电化学交流阻抗谱测试设备的结构示意图。
具体实施方式
24.下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
25.如图1所示，本实用新型提供的一种电化学交流阻抗谱测试设备，包括上位机、函数发生装置、可编程电子负载、电流电压采集设备、被测燃料电池以及负载，其中：被测燃料电池的正极通过电流传感器连接负载和可编程电子负载的正极；被测燃料电池的负极连接可编程电子负载的负极、负载的负极；电流电压采集设备电压采集部分的正负极分别与被测燃料电池的正负极连接；上位机与函数发生装置、电流电压采集设备电性连接。进一步说明，若被测件是燃料电池电堆，上位机不与燃料电池直接连接，若被测件是燃料电池系统，上位机与燃料电池系统通讯连接。函数发生装置与可编程电子负载电性连接。函数发生装置包括函数发生器。电流电压采集设备包括电压传感器和电流传感器。电流传感器采用ct1000交直流电流传感器，电压传感器采用横河701251绝缘输入模块。上位机包括控制芯片。可编程电子负载对燃料电池进行拉载的方式为正弦波、三角波、方波中的任一波形或者叠加波形。所述可编程电子负载的量程为0-1000v，0-264a，12kw。电压传感器的量程为0-1000v。电流传感器的量程为电流传感器为0-1000a。
26.更为详细地，测试方法的检测设备包括上位机1、函数发生装置2、可编程电子负载3、电流电压采集设备4、被测燃料电池5、电流传感器6和负载7。所述被测燃料电池5与负载7的正负极相连，其中电流传感器6通过被测燃料电池5与负载7的正极电缆。同时被测燃料电池5与可编程电子负载3的正负极相连。电流电压采集设备4电压采集部分正负极与被测燃料电池5正负极相连。信号通过上位机1发送指令到函数发生装置2，驱动可编程电子负载3，对燃料电池进行拉载。电流电压采集设备4采集信号发送给上位机1进行计算，得到高频内阻r
ohm
、高频阻抗弧半径r
hf
以及低频阻抗弧半径r
lf
。
27.信号通过上位机1发送指令到函数发生装置2，驱动可编程电子负载3，对燃料电池进行拉载。拉载方式可以为正弦波、三角波、方波或其叠加波形。
28.以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局
限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。


技术特征：
1.一种电化学交流阻抗谱测试设备，其特征在于，包括上位机、函数发生装置、可编程电子负载、电流电压采集设备、被测燃料电池以及负载，其中：所述被测燃料电池的正极通过电流传感器连接负载和可编程电子负载的正极；被测燃料电池的负极连接可编程电子负载的负极和所述负载的负极；电流电压采集设备电压采集部分的正负极分别与被测燃料电池的正负极连接；上位机与函数发生装置、电流电压采集设备电性连接；函数发生装置与可编程电子负载电性连接。2.根据权利要求1所述的电化学交流阻抗谱测试设备，其特征在于，所述函数发生装置包括函数发生器。3.根据权利要求1所述的电化学交流阻抗谱测试设备，其特征在于，所述电流电压采集设备包括电压传感器和电流传感器。4.根据权利要求3所述的电化学交流阻抗谱测试设备，其特征在于，所述电流传感器采用ct1000交直流电流传感器，电压传感器采用横河701251绝缘输入模块。5.根据权利要求1所述的电化学交流阻抗谱测试设备，其特征在于，所述上位机包括控制芯片。6.根据权利要求1所述的电化学交流阻抗谱测试设备，其特征在于，可编程电子负载对燃料电池进行拉载的方式为正弦波、三角波、方波中的任一波形或者叠加波形。7.根据权利要求1所述的电化学交流阻抗谱测试设备，其特征在于，所述可编程电子负载的量程为0-1000v，0-264a，12kw。8.根据权利要求3所述的电化学交流阻抗谱测试设备，其特征在于，电压传感器的量程为0-1000v。9.根据权利要求3所述的电化学交流阻抗谱测试设备，其特征在于，电流传感器的量程为电流传感器为0-1000a。

技术总结
本实用新型提供了一种电化学交流阻抗谱测试设备，包括上位机、函数发生装置、可编程电子负载、电流电压采集设备、被测燃料电池以及负载，被测燃料电池的正极通过电流传感器连接负载和可编程电子负载的正极；被测燃料电池的负极连接可编程电子负载的负极、负载的负极；电流电压采集设备电压采集部分的正负极分别与被测燃料电池的正负极连接；上位机与函数发生装置、电流电压采集设备电性连接；函数发生装置与可编程电子负载电性连接。基于本实用新型的结构，能够通过测量高压1000V的绝缘输入模块，大量程1000A交直流电流传感器与耐高压、大电流的电子负载的组合使用，完成燃料电池电化学阻抗谱的测试。化学阻抗谱的测试。化学阻抗谱的测试。


技术研发人员：杨跃 邓延斌 祖文强 徐祥 吴超 章文辉
受保护的技术使用者：上海艾福亿维测试设备有限公司
技术研发日：2021.06.18
技术公布日：2022/3/15