氫燃料電池是潔淨能源轉型的關鍵支柱,必須經過嚴謹驗證,以確保其在各種操作條件下的可靠性與效率。測試此類系統面臨獨特的工程挑戰,主因在於燃料電池堆疊具備低電壓、高電流的特性。單一燃料電池所產生的電壓相對較低,因此須將大量電池以串聯方式組成堆疊,方能達成可用電壓。然而,在測試單顆電池或短堆疊時,工程師須於極低電壓下汲取極大電流,同時避免測試設備發生不穩定現象。
為滿足上述特定需求,一套完整的氫燃料電池測試解決方案必須整合專用設備。透過結合 FTP 系列寬範圍可程式直流電源供應器與 NZ/N 系列超低電壓、高電流直流電子負載,工程師即可有效模擬實際工況,並驗證燃料電池堆疊及其相關 DC-DC 轉換器。

測試氫燃料電池堆疊的根本挑戰,源自電池本身的電氣特性。隨著電流需求增加,燃料電池電壓會顯著下降。傳統電子負載往往難以在如此超低電壓下維持穩定,導致量測不準確或測試提前終止。此外,針對與堆疊介接之 DC-DC 轉換器的測試,亦需配備能模擬燃料電池於不同負載條件下動態行為的電源供應器。
NZ/N 系列超低電壓、高電流直流電子負載即為解決此瓶頸而專門設計。其於低電壓、高電流情境下展現卓越性能,最高可吸收 1200A 電流於 2.4V 電壓,且於僅 0.2V 電壓下仍可達驚人的 5000A 吸收能力。此項能力對於電池強制放電測試、CPU 及功率元件電源系統測試,以及特別要求於極低電壓下維持穩定負載的燃料電池測試而言,皆至關重要,可確保精確表徵。

穩健的測試設定需同時具備精確的供電(source)與耗電(sink)能力。於 DC-DC 轉換器驗證期間,為模擬燃料電池堆疊的電氣行為,FTP 系列寬範圍可程式直流電源供應器即為理想基礎。作為經 Onsemi 驗證且暢銷的產品,FTP 系列提供現代電力電子實驗室所需的多規格彈性。其可精確模擬車輛、機載及船載電子設備的電源環境,確保 DC-DC 轉換器能依據真實的汽車與工業負載輪廓進行測試。
直接測試燃料電池堆疊時,將 NZ/N 系列電子負載連接至堆疊輸出端。工程師可程式化設定負載,於堆疊電壓降至接近零伏特時,汲取高達數千安培的電流。此舉可精確繪製堆疊極化曲線,並辨識性能限制(例如於高電流密度下出現的質量傳輸損失)。
針對 DC-DC 轉換器驗證,則以 FTP 系列直流電源供應器取代實體燃料電池堆疊,提供受控且可重複的輸入條件。FTP 系列可模擬堆疊的動態電壓下降與暫態響應。DC-DC 轉換器輸出端則連接至標準電子負載(或另一台 NZ/N 系列負載,視轉換器輸出電壓而定),以驗證其轉換效率、熱管理效能,以及於不同負載條件下的控制穩定性。

有效的驗證不僅限於單一元件。FaithTech 提供整合式氫燃料電池測試解決方案,涵蓋堆疊與單顆電池測試、DC-DC 轉換器驗證、氫氣循環泵與空氣壓縮機測試,以及完整燃料電池引擎系統評估。此整體性方法確保從堆疊內部電化學反應,到轉換其輸出之電力電子等各子系統,均能在研發、生產與維護等情境下接受嚴謹測試。
透過採用 FTP 系列進行精確電源模擬,並搭配 NZ/N 系列執行高電流負載測試,工程師可建構高度可控的測試環境。此配置不僅解決燃料電池技術固有的低電壓、高電流挑戰,更能確保與之介接的電力電子系統,皆通過最高可靠度與效能標準的驗證。