燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀
燃料電池是替代傳統(tǒng)能源的最佳選擇之一，其具有啟動快、轉(zhuǎn)換效率高和工作溫度低等優(yōu)點，近年來發(fā)展迅猛。
燃料電池作為電化學發(fā)電裝置，不同于常規(guī)電池，從工作原理上來分析它更近似直流發(fā)電機。某燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖所示：
圖1 某質(zhì)子膜交換燃料電池結(jié)構(gòu)示意圖
單電池主要由四部分組成：電極，兩塊電極板，催化層和外部密封裝置。燃料電池的電壓只與膜層數(shù)有關，單電池開路電壓大約在0.3V-1V，要獲得高電壓需要將電池串聯(lián)成電池堆。燃料電池的工作電流則與膜大小有關，質(zhì)子交換膜燃料電池工作電流密度可高達1A/CM2，因此在工作時將產(chǎn)生較大電流。
為方便開發(fā)人員研究測試膜的放電特性。一般情況下都需進行單電池測試，所以需要一個模擬負載能進行低壓大電流測試，另外，還會進行對電池電動勢準確測量，對負載快速變化的響應能力的測試等等。
方案一 常規(guī)直流電子負載
一般直流電子由于回路阻抗問題導致最小滿量程電流帶載電壓普遍偏高，現(xiàn)在市面上主流廠商電子負載在電流超過100A時，最小可操作電壓都會超過2V，這一特性就限制了其在燃料電池領域的應用，以下為某知名友商電子負載手冊上的參數(shù)。
圖2 某電子負載與恩智測控負載
由此可見，市面常見電子負載不能滿足燃料電池測試領域需求，開發(fā)一款真正適用于燃料電池測試低壓大電流直流電子負載迫在眉睫。
方案二 輔助電源與電子負載結(jié)合
方案再普通電子負載基礎上再串接一個 “輔助電源”，其作用是給電子負載“抬高”測試電壓，從而降低電子負載的最低可操作電壓。其測試方法如圖所示：
圖3 常規(guī)燃料電池測試方案
上述測試方案可以在一定程度上彌補電子負載本身的最低可操作電壓限制，但是引入新信號源，又會引入新的噪聲等一系列問題，如圖4所示：
圖4 附加電源帶來的噪聲干擾
N62400超低電壓大電流直流電子負載為NGI公司為燃料電池等相關領域測試而開發(fā)的一款高可靠性、高精度、高性價比全功能直流電子負載產(chǎn)品。該產(chǎn)品功率密度大，外形精致，適合桌面使用，也可安裝于19寸標準機柜。產(chǎn)品外觀如圖所示：
圖5 N62400外觀
N62400主要特點如下所示：
? 帶載時最低可操作電壓低至0.2V@600A
? 純硬件恒電阻、恒功率設計，穩(wěn)定可靠
? 強大充放電控制功能，可串聯(lián)模式放電，方便燃料電池測試
? 內(nèi)置ESR測試功能（選配）
? 高達20KHz動態(tài)測試性能，上升下降斜率可獨立設置
? 遠近端量測切換
? 斷電保持記憶功能
? 可編程序列測試功能，多達100組序列，每個序列高達50步
? 大尺寸彩色液晶屏，信息顯示更全面
? 強大的自動測試功能，復雜測試任務一鍵完成
? 模擬短路功能
? 強大自動測試功能，復雜測試任務一鍵搞定
極低最低可操作電壓
測量燃料電池主要測量其極化特性曲線，即在一定的溫度與氣體壓力下，改變負載電阻的大小，測量燃料電池的輸出電壓與輸出電流之間的關系，一般包括三個部分低電流（電化學極化）、中電流（歐姆極化）、高電流（濃差極化），典型的極化特性曲線如圖6所示：
圖6 燃料電池極化曲線
由此可見，為盡可能完整的測試出該極化曲線，需要對應的電子負載能在足夠低的電壓下操作，而N62400的超低最小工作電壓正好可以滿足該測試要求，以下為針對某燃料電池得到的測試曲線：
圖7 使用N62400測試某型號燃料電池極化曲線
圖8 客戶現(xiàn)場使用N62400測試效果
電流上升下降速度可調(diào)
N62400系列產(chǎn)品不僅能滿足上述的測量需求，支持電壓電流上升下降斜率可設置，還具備強大的序列功能，彌補燃料電池在測試過程中因響應速度匹配問題導致測試異常，確保燃料電池連續(xù)穩(wěn)定輸出。
