横河ZM85燃料电池交流阻抗测试基本原理

燃料电池交流阻抗测试基本原理

交流叠加法

在燃料电池的放电直流电流上叠加微小测量用交流电流，对电压、电流进行测量和运算，得到阻抗值，对燃料电池的工作影响非常小。

下图是交流阻抗测试的基本构成。通过对叠加的交流信号频率的调整，测量阻抗的实部和虚部，可以得到Cole-Cole模型图。

交流叠加信号频率高时，二重层电容为导通状态，可以单独测量到电解质膜电阻(Cole-Cole 图的圆弧左端），频率非常低时，二重层电容为阻断状态，可以测量到电解质膜电阻和反应电阻的和。（Cole-Cole图的圆弧右端） 

燃料电池汽车系统构成

▲ 燃料电池汽车的动力系统

▲在新能源汽车的基础上增加了燃料电池系统和DC/DC

交流阻抗法

针对被测对象输入微小的交流信号，计算电压和电流的幅值比和相位差

调整频率，在实虚数坐标系将演算值绘制成曲线（cole-cole图、内奎斯特图或阻抗频谱图）

通过cole-cole图对燃料电池堆的内部状态进行判断

▲电池的阻抗测量

▲ 电池的阻抗测量

日本FCV开发和阻抗测试(Toyota)