设计和制造优质燃料电池需要表征设备并测试设备性能。对于备用电站和汽车，燃料电池堆叠组装以满足应用所需的功率要求。这些堆叠可以产生高功率；因此，燃料电池的表征和测试要求高功率电源和电子负载。燃料电池堆可以提供超过 10 kW 的电力。Elektro Automatik 不仅制造大功率直流电源和负载，而且这些产品还具有简化燃料电池的模拟、表征和测试任务并提高测试效率的功能。

测量燃料电池电阻

图 1 显示燃料电池的简化模型。燃料电池效率最重要的参数之一是其欧姆电阻，它决定了燃料电池输出中的功率损耗。公认的测量燃料电池电阻的技术涉及一种扰动法，其中燃料电池负载产生 ΔI；测量得到 ΔV（或 ΔU）。然后，燃料电池电阻为 ΔV/ΔI。ΔI 可以很大，就像电流中断法一样，在这种方法中，电流瞬时关闭，从而使燃料电池电阻上的电压降为 0 V。另一种方法在电池上产生小的交流扰动，并在一个或多个频率上进行电压测量。这两种方法产生不同的结果。电流中断法产生的电阻比高频法高，这是由于大扰动在多孔电极中产生的额外电压所致。交流扰动技术对燃料电池的干扰最小。我们认为，用这种方法确定燃料电池电阻，得出的结果更接近于确定实际的燃料电池电阻。

那么，如何创建表征燃料电池所需的 ΔI？您需要一个电子负载，并且能够使用不同频率的交流信号来改变其恒定电流输出。您可以将负载和波形发生器连接在一起。波形发生器通常是低功率设备，所以测试包含多个燃料电池的燃料电池堆会有问题。您可以通过偏置器将波形发生器连接到电子负载；但是，偏置器是低功率部件，主要用于 RF 应用。将低功率波形发生器连接到高功率电子负载是一项挑战。我们通过将波形发生器集成到负载中，以我们的 ELR 电子负载战胜了这一挑战。您不必担心外部连接以及如何使波形发生器免受高功率的损坏。波形发生器输出正弦波、三角波、方波、梯形波、斜坡波和任意波形。使用 ELR 负载，您可以创建任何类型的动态负载，包括用于燃料电池电阻表征的直流电流吸入正弦扰动。

此外，ELR 负载及其内部波形发生器可使受测燃料电池在性能和耐久性测试中承受更大范围的动态负载变化。在不同的占空比下，负载会对燃料电池造成较大的阶跃负载变化。

模拟燃料电池的实际逆变器或 DC-DC 转换器测试

既然已经对燃料电池进行了表征，那么同样配有内置波形函数发生器的 PSB 系列电源可以模拟燃料电池的输出。使用模拟的燃料电池，可以在最真实的条件下测试备用电源或汽车 DC-DC 转换器等设备的逆变器。只需使用 Elektro Automatik 电源控制软件中的函数发生器应用程序。输入关键电压和电流参数，函数发生器应用程序使 PSB 电源能够模拟燃料电池堆的输出。图 2 显示燃料电池表的窗口，该表显示燃料电池特性 V-I 曲线并定义燃料电池输出。在最大电压下，燃料电池输出主要由电动效应决定。在曲线的中心部分（直线），燃料电池的欧姆电阻决定了输出特性。在曲线的高电流-低电压部分，指数特性定义为能量消耗速度比氢气和氧气扩散到阳极和阴极以提供能量的速度快。

模拟的燃料电池输出可以测试逆变器或 DC-DC 性能，因为这些负载消耗低电流和高电流。结果表明，在燃料电池电压变化的情况下，负载能够很好地保持其输出。幸运的是，测试逆变器和 DC-DC 转换器无需复杂的外部可变电阻测试设置。您只需一个 PSB 系列电源即可。

节省额外和更高的电源和负载

PSB 电源和 ELR 电子负载宽范围可提供大范围的电压输出/输入和电流输出/输入。宽范围允许电源或负载在全功率时输出（消耗）大范围的电压和电流。图 3 显示宽范围电源的输出特性与固定范围电源的输出特性的比较。例如，1 kW 固定范围电源在 10 A 时的最大输出为 100 V；而 1 kW 宽范围电源可以在 5 A 时输出 200 V，在 100 A 时输出 10 V。因此，宽范围电源可以提供更大范围的电压和电流。如果您需要 100 V 以上的电压或 10 A 以上的电流，则需要更高功率的固定范围电源。这需要更多的费用和更大的设备。而单个宽范围电源，就可以灵活解决更多测试应用。使用固定范围电源可能需要不同的电源进行不同的测试。当您需要新的电源或负载时，请考虑宽范围电源。

节能降温

ELR 系列电子负载和 PSB 系列双向（拉电流和灌电流）电源均能以 96% 的出色效率吸收功率并将其输送回电网。当您使用 ELR 负载或 PSB 电源的灌电流功能时，这两种设备中的高效逆变器可提供回馈式能量回收，从而大大降低您的电力成本。将吸收的能量返回到电网可以节省设备的冷却需求，这些设备的输出和吸收功率高达 30 kW。设备需要运行更安静的低容量风扇和更少的冷却基础设施来维持安全的工作温度。受益于较低的电力成本和环保知识。

在任何自动化测试环境中工作

Elektro Automatik PSB 电源和 ELR 负载提供多种接口，可在多种测试环境中轻松进行通信和控制。PSB 系列电源和 ELR 负载具有 USB 和 Ethernet 标准接口，可简化与 PC 的连接。通过选配的 ModBus 和 Profibus 接口，这些设备可以方便地通过可编程逻辑控制器 (PLC) 进行控制。通过 CAN 接口，设备可以接入汽车控制系统。这比其他电源和电子负载制造商提供的设备灵活性更强。

或手动操作

电源和负载配有一个彩色触摸显示屏，显示所有的编程和测量值。此外，您只需学会操作两个控制旋钮。对于全球范围内的使用，您可以选择显示器以以下四种语言之一显示：英语、德语、俄语或中文。使用母语工作可以缩短操作设备的学习时间，使您更适应设备。

让我们简单有效地助您战胜燃料电池测试挑战。点击此处了解更多。

要了解更多关于燃料电池模式和使用 EA 可编程电源解决方案进行模拟的信息，请点击此处。