基于 LabVIEW软件和PXI硬件开发分析能源存储设备特性

时间:2011-08-12

  可再生能源是当今世界上增长快的市场之一。能源存储技术在风能、太阳能和生物能等"绿色"能量产生源中起着重要的作用。应用于能源存储的公共和个人资金正在暴涨,使大量前所未有的研究领域推展到新电池,电容,燃料电池和其他能源存储技术上。根据可再生能源市场的需求,我们设计了SolRayo 电化学测试系统(SolRayo ETS),以满足新一代创新的电化学研究团队的需要,加快开发能源存储技术中的关键部分。同时,一个美观的,友好的用户界面大大提高了设备的可用性。"

  恒电位仪整体说是一个负反馈放大--输出系统,与被保护物(如埋地管道)构成闭环调节,通过参比电极测量通电点电位,作为取样信号与控制信号进行比较,实现控制并调节极化电流输出,使通电点电位得以保持在设定的控制电位上。恒电位仪的是比较放大器,由深度负反馈的差动放大器构成,现在一般采用性能优良的集成运算放大器担任,其输入是控制和参比(取样)电路,输出到跟随放大、控制移相、振荡等电路生成触发脉冲,极化电源由晶闸管整流电路构成,通过改变导通角实现调节输出。

  为了开发新型电池或超级电容器等电化学设备,研究小组需要易于使用的软件工具,同时还需具有当今仪器硬件的功能。新的SolRayo ETS通过使用简单图形化设置界面,使学习时间减少到一个小时。同时,它也改善了进入的配置选项,以满足复杂的,全天候的电化学应用。

  电位仪的接线不复杂,一般由4条电缆组成(不考虑误差、故障报警等附属电路可引出的信号接线),分别接于:输出阴极、输出阳极、零位接阴、参比电极。输出阴极是恒电位仪输出的负端子,接至被保护物的通电点,输出阳极是恒电位仪的正端子,接至辅助阳极(地床或深井阳极);零位接阴是仪器电路的地端,接于被保护物通电点附近,参比电极即取样信号输入端,接埋设在通电点附近的参比电极。输出阴极和输出阳极电缆要有足够的截面积,一般不应小于10 mm2;零位接阴和参比电极对电缆截面无要求,只考虑足够强度即可。恒电位仪的接线都应该是铜线,远端并应焊接。

  恒电位仪常用的应用是分析能源存储设备的性能特征:如电池,电容器和燃料电池。为了确定能源存储设备的特征,SolRayo ETS可以做许多类型的实验,如计时电位分析,计时电流分析和循环伏安分析,和阻抗谱分析。性能特征测量常见的类型包括:

  能量密度

  电容

  功率密度

  循环寿命

  内部电阻

  频率响应

  充电/放电曲线

  由于SolRoyo的模块化,它还可以向用户提供他们所在领域所需要的特定功能,如电化学,腐蚀和多点状腐蚀,以及电变色,生物传感器和太阳能光伏发电。

  特征和优点

  根据来自电化学研发工程师的反馈,我们设计了SolRayo ETS,包括以下一些功能和优点:

  易于使用性--适合于从新手到用户的使用。

  具有直观的,易操作的软件界面--每年在安装和运行成本上,可节省高达10,000美元。

  培训和启动时间短--使培训时间从几周减小到半小时或更少的时间,使建立时间降低高达40倍。

  同时、独立的实验--显着地提高了测试吞吐量。

  低电流和高电流实验--使一个单系统适应于更广泛的应用。

  较大的灵活性--使用户设计实验,赋予更多的研究创新。

  恒电位仪运行模式

  SolRayo ETS有三种运行模式。当测量待测设备的响应时,固定的DC模式应用或绘制出电流或电压。的DC模式可以以特定速率斜扫或直扫电压或电流。AC模式用于测量内部电阻和其他频率响应。为此,恒电位仪产生高频电压正弦波并测量正弦波和产生的高频电流波之间的相位偏移。每种模式的功能都使用美国国家仪器公司的pxi/zhs/" target="_blank">PXI仪器技术来实现。

  一种高性能并行测试软件架构

  我们使用LabVIEW图形化编程语言强大的并行执行能力,开发了一个多功能的程序,该程序同时并独立地运行多个类型的实验。SolRayo ETS软件创建的目的不仅是要简单,还要功能强大。其直观的设计使初学者能够快速启动,并稳定地运行程序,而用户可以制定设置选项,作为其特定应用的需要。

  可信任的NI技术的支持

  SolRayo ETS恒电位仪的结果已经远远超出我们顾客的期望。使用先进的NI模块化仪器技术,SolRayo ETS可以达到或超过现有商用设备的速度和度。同时,一个美观友好的用户界面大大地提高了设备的易用性。


  
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