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燃料电池交流阻抗测试基本原理

2025-09-14

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



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) 



日本FCV开发和阻抗测试(Toyota)