一种燃料电池测试系统的电子负载设计

燃料电池是新世纪最有前途的清洁能源,是替代传统能源的最佳选择。其中质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有体积小、启动快、转换效率高和工作温度低等优点,是汽车动力电源和移动电源的首选。因此,20世纪末开始,国际上形成了一个PEMFC的开发热潮,使得PEMFC成为了目前世界上发展最为迅速的燃料电池。目前,我国也在大力发展PEMFC,以推动燃料电池汽车的商用化。 PEMFC的研究和开发需要PEMFC测试系统来提供一个电池性能检测的平台。而PEMFC的快速发展极大的推动相应的燃料电池测试系统的需求。为满足这一需求,电子科技大学与广东电子技术研究所共同开发了一套针对PEMFC的小型燃料电池测试系统,这套系统现已交付使用。但由于开发时间较短,这套系统在实际使用中存在着明显的不足,不能很好地满足用户的需要。该系统主要的问题一是外购的电子负载体积过大且功能不适用,二是不具备有针对性的燃料电池测试功能。 针对现有这套系统存在的不足,本文主要做了两方面的工作: 一是设计了一种低成本、高可靠性和高灵活性的小型燃料电池测试系统电子负载,用以替代原来外购的电子负载。文章从电子负载的基本原理入手,阐述了这种电子负载的硬件电路设计和DSP控制软件设计的方案,同时对硬件电路的各模块的原理和设计进行了详细的阐述,并给出了DSP控制软件各部分的功能和具体的实现。 二是围绕质子交换膜研究人员对燃料电池测试的实际需求,有针对性地进行了燃料电池电动势测量方法、燃料电池负载瞬态变化测试方法和运用电子负载绘制燃料电池性能曲线的方法研究,提出了一些比较可行的测试解决方案,为下一步设计出能更好满足质子交换膜研究人员测试需求的燃料电池测试系统奠定了基础。 目前,电子负载从功能上基本达到了设计目标,今后的工作主要是将新的测试方法在电子负载上实现,更好地满足质子交换膜研究人员对燃料电池测试的需求。