氫能發展需求熱，善用燃料電池仿真器提升測試效率

氫能發展需求熱，善用燃料電池仿真器提升測試效率

綠色能源發展，除了鋰電池、太陽能發電、風力發電外，越來越多人將目光投在氫能產業上。例如日本公布” 基本氫戰略”，宣示往氫能社會發展，歐洲計劃成立”歐洲清凈氫能聯盟”，可見氫能發展正備受市場期待。目前車廠正加速把氫燃料電池技術在新能源車的應用外，還有將其作為通信基地站的電能提供，應用在偏遠缺乏基礎建設的地區。氫燃料電池本身不直接存儲電能，由外部提供氫氣來產生。相較于鋰離子電池，燃料電池不需要花時間充電，可快速地供應燃料，就可以持續地輸出電力。下圖為氫燃料電池車內部架構，氫燃料發動機輸出后方需接上一個直流電源轉換器(DC to DC converter)，提供穩定電源給電驅動總成。

▲氫燃料電池車內部架構

因燃料電池輸出并非一固定電壓值，電壓會隨后電流大小而改變，電壓和電流關系能畫出一條 ”極化曲線”。當進行DC to DC converter開發時，需要氫燃料電池搭配著氫氣等復雜的臺架，方能進行測試，投入成本相當高。若要采用一般的直流電源供應器，其輸出只是恒壓源，無法驗證燃料電池的電壓變化對DC to DC的性能影響，因此工程師需要能仿真 ”極化V-I曲線”燃料電池輸出特性的直流電源供應器。Chroma新推出62000D系列雙向直流電源供應器，使用高速DSP控制技術與節能的SiC功率半導體，擁有快速的輸出動態特性。搭配已經內建實際電芯V-I曲線的軟件，可讓用戶自行調整電堆的各種參數，成為專業的燃料電池仿真器，可大幅降低測試成本的投入。

▲燃料電池仿真器

燃料電池仿真功能軟件：

1. Basic模式：提供一個標準內建單Cell極化V-I曲線，方便用戶設定cell串聯數量及電流密度面積進而仿真燃料電堆組的輸出特性
2. Table模式：用戶可以自行匯入欲仿真的極化V-I曲線數據，可以方便且快速驗證不同特性曲線對DC to DC converter的效能。

以一個90KW電壓范圍為180~360V且電流范圍為0~500A的燃料電堆組操作為例，Chroma 62000D系列可進行五臺62180D-600并聯操作，提供600V、600A、90KW輸出能力，可以模擬氫燃料電池堆有寬電壓范圍且大電流的特性。另外有1200V機種可進行更多臺并聯到200kW，滿足更高壓DC to DC的輸入測試需求。