燃料電池交流阻抗測(cè)試基本原理

交流疊加法

在燃料電池的放電直流電流上疊加微小測(cè)量用交流電流，對(duì)電壓、電流進(jìn)行測(cè)量和運(yùn)算，得到阻抗值，對(duì)燃料電池的工作影響非常小。

下圖是交流阻抗測(cè)試的基本構(gòu)成。通過(guò)對(duì)疊加的交流信號(hào)頻率的調(diào)整，測(cè)量阻抗的實(shí)部和虛部，可以得到Cole-Cole模型圖。

交流疊加信號(hào)頻率高時(shí)，二重層電容為導(dǎo)通狀態(tài)，可以單獨(dú)測(cè)量到電解質(zhì)膜電阻(Cole-Cole 圖的圓弧左端），頻率非常低時(shí)，二重層電容為阻斷狀態(tài)，可以測(cè)量到電解質(zhì)膜電阻和反應(yīng)電阻的和。（Cole-Cole圖的圓弧右端）

燃料電池汽車(chē)系統(tǒng)構(gòu)成

▲燃料電池汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)

▲在新能源汽車(chē)的基礎(chǔ)上增加了燃料電池系統(tǒng)和DC/DC

交流阻抗法

針對(duì)被測(cè)對(duì)象輸入微小的交流信號(hào)，計(jì)算電壓和電流的幅值比和相位差

調(diào)整頻率，在實(shí)虛數(shù)坐標(biāo)系將演算值繪制成曲線(xiàn)（cole-cole圖、內(nèi)奎斯特圖或阻抗頻譜圖）

通過(guò)cole-cole圖對(duì)燃料電池堆的內(nèi)部狀態(tài)進(jìn)行判斷

▲電池的阻抗測(cè)量

▲ 電池的阻抗測(cè)量

日本FCV開(kāi)發(fā)和阻抗測(cè)試(Toyota)