[发明专利]燃料电池交流阻抗测试设备及系统

说明书

本申请实施例提供了一种燃料电池交流阻抗测试设备及系统，其中，燃料电池交流阻抗测试设备包括：控制系统和回馈式电子负载；回馈式电子负载具有用于与燃料电池连接的输入端，回馈式电子负载在控制系统的控制下向燃料电池施加第一频率的正弦测试信号或者施加基础测试信号；回馈式电子负载还具有用于与电网连接的输出端，以将燃料电池进行交流阻抗测试过程中产生的至少部分电能回馈至电网；如此，实现了能量的再利用，并且减轻了散热问题，缩减了设备体积；不仅如此，还可以节省元器件的使用，延长元器件的使用寿命；实现测试过程的电能全回馈，避免了扰动测试信号的浪费。

技术领域

本发明涉及燃料电池测试技术领域，特别是涉及一种燃料电池交流阻抗测试设备及系统。

背景技术

燃料电池是一种将燃料的化学能通过电化学反应转换成电能的装置，相比于其他种类新能源，燃料电池具有发电效率高、对环境污染小、能量密度大和组装简单灵活等优点。从目前实际来看，燃料电池仍然存在诸多问题，如寿命问题、可靠性问题和成本问题。其中，可靠性是制约燃料电池大规模应用和商业化的关键因素之一。燃料电池的交流阻抗能够反映电堆及单片的内部状态，因而通过测量电堆和单片的交流阻抗可以获知其内部状态，从而用于系统控制，改善燃料电池的性能。近年来，交流阻抗测试已经成为燃料电池系统故障诊断的主要工具。

燃料电池的测试系统中面临着交流阻抗测试的需要，然而，在实际应用中，测量带载状态下，即发电或电解状态下，燃料电池的交流阻抗较为困难，一般需要使用大功率的电子负载装置进行拉载。电子负载装置可以模拟真实环境中的负载，即用电器件；它能够准确地检测出负载电压，精确调整负载电流。

目前，应用于燃料电池的测试系统中的电子负载装置需要有较大的拉载能力，如此大功率的电子负载装置在从燃料电池侧吸收电量后，需要通过内部晶体管工作在线性放大状态，将电能转换为热量消耗。这种工作方式将燃料电池发出来的电能以热量的形式散发，白白浪费了这部分能量，不能起到节能降耗的作用；同时为了散热，电子负载装置一般体积较为庞大，散热风扇也较多，带来的噪音也非常大；如果散热不合理，还会严重影响其他设备的正常运行，本身的器件也容易由于高温而损坏。在能源日益紧缺和环保意识强烈的今天，在燃料电池大功率测试中，这种电子负载装置明显存在缺陷。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例为解决背景技术中存在的至少一个问题而提供一种燃料电池交流阻抗测试设备及系统。

第一方面，本申请一实施例提供了一种燃料电池交流阻抗测试设备，包括：控制系统和回馈式电子负载；其中，

所述回馈式电子负载具有用于与燃料电池连接的输入端，所述回馈式电子负载在所述控制系统的控制下向所述燃料电池施加第一频率的正弦测试信号或者施加基础测试信号；

所述回馈式电子负载还具有用于与电网连接的输出端，以将所述燃料电池进行交流阻抗测试过程中产生的至少部分电能回馈至电网。

结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，还包括扰动负载；

所述扰动负载与所述回馈式电子负载并联连接，所述扰动负载在所述控制系统的控制下向所述燃料电池施加扰动测试信号。

结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述扰动负载采用线性调整管。

结合本申请的第一方面，在一可选实施方式中，所述控制系统用于接收用户指令，解析所述用户指令中的频率值，判断解析出的所述频率值是否大于预设阈值；

若判断结果为否，则所述控制系统还用于控制所述回馈式电子负载向所述燃料电池施加频率为所述频率值的正弦测试信号；

若判断结果为是，则所述控制系统还用于控制所述回馈式电子负载向所述燃料电池施加基础测试信号，并控制扰动负载向所述燃料电池施加频率为所述频率值的扰动测试信号。