燃料电池阻抗（内阻）是燃料电池发电性能的关键数据，是电堆发电效率的关键参数。燃料电池阻抗测试一般有两种：电流中断法和交流阻抗法。今天就通过一篇文章，主要介绍一下交流阻抗法原理的阻抗燃料电池阻抗测试设备。
1、燃料电池为什么要进行阻抗测试
燃料电池内阻是一个重要的测试指标，燃料电池系统中的运动阻力如欧姆电阻（例如电解液，接触、渗透层电阻）、反应物的运输限制，燃料电池组件包括电流集电极、渗透层电极、催化层、接触膜，外在环境如不同的温度、压力、湿度和气体流量等条件下，燃料电池内阻均会出现不同程度的变化，阻抗测试能根据这些变化收集电堆运行的各种静态动态信息。
2、燃料电池阻抗测试用设备
KFM2151(扫描仪)+KFM2150(阻抗测试仪)+PLZ-4W(电子负载)
﹒测试10mHz至20mHz的阻抗
﹒工作电压1.5V～150V、0V～150V（与0V机型装配）
﹒可提高电流和功率容量PLZ-4W系列中的相同机型并联运行
﹒测试交流电流可在直流电流的0.1%～10%的范围内进行设定
﹒可在维持测试交流电流的设定值的同时改变直流负载电流
﹒可采用电流断路法测试IR
﹒设有低电压保护标准装置
﹒设有外部标准接口（RS232C、USB、LAN）
实验
燃料电池用阻抗测试KFM2150可与电子负载装置PLZ-4W系列装配在一起，按照燃料电池的输出容量搭建阻抗测试系统。单节燃料电池可采用0V输入对应的电子负载装置所搭配的系统。不仅可采用电流阻抗法测试阻抗，并可采用电流断路法测试IR。利用随附的应用程序软件，可获得I-V特性、恒定电流特性、以及采用交流阻抗法时的科尔-科尔曲线图、电流断路法等各种数据。并搭载了可按照指定的时序完成各种试验的序列运行功能。
（1）阻抗测试用配套软件----FC Tester
使用FC Tester，可由PC来控制KFM系统，实施有关燃料电池各种特性中的I-V特性、恒定电流特性、以及采用电流断路法、交流阻抗法获得科尔-科尔曲线图等各种试验。并可按照指定的时序完成各种试验。而且，与燃料电池用扫描仪KFM2151装配在一起，可依次交替地测试各个单节电池的阻抗。
﹒搭载适应燃料电池特性的启动与关闭的序列运行功能
﹒搭载I-V特性、恒定电流特性、以及采用电流断路法、阻抗交流法获得科尔-科尔曲线图等各种试验模式
﹒可与序列运行功能结合在一起实施燃料电池的循环试验
﹒搭载2D/3D的实时曲线描绘功能
﹒可利用CSV存档文件（文本格式）输出试验结果数据
﹒可观察采用电流断路法时的电压、电流波形
﹒搭载可利用PC执行与KFM2150屏幕操作完全相同的面板控制功能
﹒可与KFM2151扫描仪装配在一起测试各种单节电池阻抗
﹒FCTester由Configuration Tool、Condition Editor、Executive组成
Configuration Tool
配置了燃料电池阻抗测试系统，用来配置第一次测试或者改变系统配置
Condition Editor
创建编辑测试条件，总共可设定15页测试模式条件，每一页对应一种测试模式，也可设定每一页或者所有的循环次数
▲Cycle window
▲Sequence window
测试模式图示
Executive
根据Condition Editor创立的条件执行测试
在每次测量过程中模拟每次测量的开始和结束
可根据实时电压电流绘制图形
（2）燃料电池用配套扫描仪---KFM2151
燃料电池用扫描仪KFM2151是可以满足评价燃料电池电堆时必须对各单节进行监控要求的一种32通道扫描仪。为满足各种尺寸的电堆要求，可采用并联连接将其扩展到160通道。可消除配线连接的繁琐操作，将各单节配线一次性连接后，无需再次调整配线，可直接测试任意单节的电压、阻抗，具备改变通道分配端子的功能。在电压监控功能方面能够达到32通道/秒的扫描速度
﹒可利用专用电缆连接，测试电输入电压不超过150V的阻抗
﹒1台32通道输入，并联可扩展到160通道
﹒可改变通道分配端子，一次性完成连接
﹒各通道均可设定OVP、UVP
﹒可利用32通道/秒的扫描速度监控电压
﹒电压监控可单独运行
<其他注意事项>
负载线对于测量的影响
在燃料电池阻抗测试中，负载线的使用是极为重要的。特别是在测试大电流时，负载线的材质、粗细、长度和其他因素都会影响到测试结果。
通过大电流时使用非常粗的负载线测试燃料电池
如果使用细线，这将会引起电压跌落，由于功率损失而导致发热，这将非常危险。如果电压跌落过大至电子负载装置的工作电压以下，电流将无法通过。
交流阻抗测试时使用粗且短的负载线测试
在交流阻抗测试中，交流电流越大，频率就会越高，因此必须用粗且短的线来进行测试。
下列图片展示了菊水所使用在机柜式系统负载线（1000A）
负载线参数：
安装孔直径：14 mm
安装节距：40 mm
标称横截面面积：600 mm²
长度：约 2 m
重量：约 13 kg
燃料电池具有能量转化率高、无污染、工业噪音低、可靠性高及维护性能好等特点，已经广泛应用于军事、电力、移动设备、民用设备等领域，特别是汽车制造业，发展迅猛。
但是，一个单体电池只能产生不超1V的电压，因此对于测试燃料电池这种超低电压电源产品来说，测试设备存在着如何能够在低电压的状态下带载大电流的技术难题。
（3）“零”伏输入型电子负载
0Ｖ输入型电子负载装置2种型号（PLZ164WA、PLZ664WA）可以满足眼下令人注目的燃料电池（单元・层叠）开发和DC／DC变换器、SW电源等工作电压低电压化等主流市场的需求。特别值得一提的是，PLZ664WA即便在0V输入的情况下也可达到此类级别的最高电流容量132A。（PLZ164WA的电流容量为33A）此外，该系列实现了切换动作、上升时间的高速化，可将其作为车载电子部件、开关电源制造厂家、充电电池等特性试验、寿命试验、老化试验的仿真负载使用。
（撰稿：科测测 技术支持：菊水）
