氢燃料电池测试系统在电池测试系统中的应用

一、燃料电池的现状与发展

燃料电池是将化学能通过电化学反应直接转换为电能的发电装置。燃料电池不经过燃烧过程直接以电化学反应方式将燃料中的化学能直接转化为电能。这其中，氢燃料电池目前是市场上的主力产品。

燃料电池是一种直接将燃料的化学能转化为电能的装置。从理论上来讲,只要连续供给燃料,燃料电池便能连续发电,已被誉为是继水力、火力、核电之后的第四代发电技术。具有具有发电效率高、环境污染小、比能量高、噪音低、易于建设、负荷调节灵活,可靠性高等优点。

这其中，氢燃料电池目前作为市场上的主力产品，发展势头良好。氢燃料电池以氢气为燃料,与氧气经电化学反应后透过质子交换膜产生电能。氢和氧反应生成水,不排放一氧化碳、氮化物和二氧化碳等污染物,无污染,发电效益高。目前,氢燃料电池的发电热效率可达65%～ 85%,重量能量密度500～ 700Wh/kg,体积能量密度1 000～ 1 200Wh/L,发电效率高于固体氧化物燃料电池 。氢燃料电池在30～ 90℃下运行,启动时间很短,0～ 20s内即可达到满负荷工作,寿命可以达到10年,无震动,无废气排放,大批量生产成本可降到100～ 200美元/kW 。将氢燃料电池用于电动车,与燃油汽车比较,除成本外,各方面性能均优于现有的汽车。

二、燃料电池国内外市场发展现状

60年代,氢燃料电池就已经成功应用于航天领域。“阿波罗”飞船就安装了这种体积小、容量大的装置。 70年代至今,随着制氢技术的发展,氢燃料电池在发电、电动车和微型电池方面的应用开发取得了许多成果。

随着燃料电池在交通运输应用方面的发展，氢燃料电池有望成为燃料电池爆发的主推力。日韩在燃料电池车领域的产研推进于其它国家，日本的新能源战略以燃料电池车为主，目标到2020年燃料电池汽车达到500万辆，到2030年要全面普及燃料电池汽车，丰田、本田、现代等车企都均已推出相关车型，提出燃料电池汽车商业化目标，预计燃料电池新车型将于未来两年密集上市销售。

我国燃料电池研究始于20世纪50年代末。我国是一个产煤和燃煤大国,煤的总消耗量约占世界的25%左右,造成煤燃料的极大浪费和严重的环境污染.随着国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,我国汽车的拥有量(包括私人汽车)迅猛增长,致使燃油的汽车越来越成为重要的污染源.所以开发燃料电池这种洁净能源技术就显得极其重要,新能源汽车具有污染小、价格低、电源可循环使用次数多等优点，是、合理使用资源和保护环境的一个重要途径。目前,我国政府高度重视,研究单位众多,具有多年的人才储备和科研积累,产业部门的兴趣不断增加,需求迫切,这些都为我国燃料电池的快速发展带来了无限的生机。

国家在十二五期间主要对锂电池为核心的电动车进行了大规模的扶持和推动，燃料电池目前的发展落后与日韩等国，十三五初期提升了对燃料电池的补贴，从补贴18万提升至20万~50万，并持续到2020年不进行退坡，相比锂电池电动车面临的20%的退坡，显示出发展燃料电池车的决心，在《中国制造2025》中明确了支持燃料电池汽车发展，推动自主品牌节能与新能源汽车与先进水平接轨的发展战略，提出三个发展阶段：*是在关键材料零部件方面逐步实现国产化；第二是燃料电池和电堆整车性能逐步提升；第三方面是要实现2020年燃料电池车的运行规模扩大到1000 辆运行规模，到2025 年制氢、加氢等配套基础设施基本完善。

三、假负载在燃料电池行业的应用与前景

对电源要求比较严格的厂家都会用负载来检测电源的好坏。：传统采用的可变电阻、电阻盘、水阻等，需要人工调节电流，在响应时间以及技术上无法达到测试需求；而后期部分厂家使用的电子负载仅能进行单一放电测试，且价格高昂；对于电压波动范围较大的燃料电池来说多机并联测试的价格让人难以接受。而且这大大延长了厂家的测试时间，十分不便。

燃料电池负载分为两方面测试,一方面是测燃料电池本身的性能,这个要求较高,要求设备zui低起调电压要求达到10V,响应时间要求1s；另一方面是燃料电池做成的发动机系统的性能。这个对负载的要求比较宽松,达到300s即可。

凯翔科技研发制造的电阻式燃料电池测试设备，采用自主研发的智能放电模块，全新的控制原理，体积小，重量轻，放电电流在大范围内连续可调，稳流精度高，不产生谐波电流。单模块zui大放电功率达到10kw，可灵活组装，zui高可并联60组模块。可以满足多种电压等级的电池组测试，当出现机内温度过热、正负极反接、电池组连线断开异常情况时，自动报警并切断负载。当设备出现欠压、过压、过载、过流现象时设备报警提示，并停止放电。且购置成本仅为电子负载的三分之一，大大节约测试成本，方便实用。

2016年是燃料电池企业爆发的元年,燃料电池行业的新源动力与凯翔科技多次牵手，凯翔科技根据企业的实际需求定制DC500-600A-100KW智能直流负载柜，恒流放电及恒功率放电，设备进行模块化设计，组装方便，维护便利。整机zui大放电电流1000A，系统响应时间不高于200Ms，控制，可出色完成企业对燃料电池多种测试需要，目前产品已顺利交付，运转良好。

凯翔科技作为负载行业的*，积极响应市场号召拥有了多项自主研发的科技成果，产品已经通过了欧盟CE认证、俄罗斯CU-TR认证。拥有1项发明、15项实用新型、16项软件著作权。产品广泛应用在各类燃气轮机发电机组、柴油发电机组、燃料电池等电源的测试维护。致力于在燃料电池测试平台上，让更多的用户了解凯翔，信任凯翔，为广大客户创造燃料电池检测设备行业中智能、*的实用性产品。

四、案例选登

l大连光阳机电

大连光阳机电主要公司主要从事新能源汽车发动机研发制造。氢能技术服务。凯翔科技先后两次为光阳机电设计研发了直流智能负载系列，针对氢能源电池组深度放电维护、检测而设计，操作简单，便于移动，可应用于各类发电厂、通信基站、变电站（所）、蓄电池生产厂家等场所针对氢能源电池的放电试验。操作简便，参数设定后，设备自动恒流或者恒功率控制完成对电池组的放电测试。