本实用新型公开了一种电极温度可控的热电化学电池试验台。试验台由包含电解液、电极与水浴池的待测电池、半导体制冷片、水冷板、水散热器、水泵、感温元件、TEC控制器、电子负载(或电化学工作站)组成。半导体制冷片根据TEC控制器输出的电流方向与大小，通过水浴方式，均匀稳定地对电极进行加热或制冷。温差下两电极产生电势差，通过电子负载(或电化学工作站)将电流引出。在程序控制下，系统自动运行并记录测试电压与电流，获得热电化学电池在该指定温度与温差下的输出特性曲线及其他特性。本实用新型实现测试的自动化，提高了测试效率。同时实现了电极温度的精确控制，为热电化学电池在多种温度条件下的输出特性测试提供了解决方案。

1.一种电极温度可控的热电化学电池试验台，其特征在于包括待测电池、测量模块与两套温控模块，所述的待测电池包括两个电极(2)，每套温控模块包括水浴池(3)、半导体制冷片(4)、水冷板(5)、水散热器(6)、水泵(7)、感温元件(8)和TEC控制器(10)，所述的测量模块为电子负载或电化学工作站；两套温控模块独立对两个电极进行温度控制；待测电池的电极(2)和半导体制冷片(4)均与水浴池(3)紧贴，半导体制冷片(4)通过水浴池(3)均匀对电极(2)加热或制冷，水冷板(5)贴附在半导体制冷片(2)非工作侧的表面，水冷板(5)、水散热器(6)、水泵(7)经水管顺次循环相连，感温元件(8)贴附在电极(2)表面，并与TEC控制器(10)连接，TEC控制器(10)与半导体制冷片(4)相连控制半导体制冷片(4)工作，测量模块，两套温控模块的TEC控制器(10)均与计算机(11)相连。

【摘要】：在生活质量不断提高的同时,人们对各种不同能源的需求也相应增长。氢(H2)能是一种在现阶段不会破坏环境的能源,燃料电池就是其应用的一个重要领域。二十一世纪分布式发电受到更多国家的青睐,燃料电池发电是其重要的组成部分,在一些需要高功率密度和高效率电源的领域中有着良好的应用发展前景。本文基于燃料电池单独供电时动态调节能力比较差、外特性很软、无法瞬间提供较大电流并且无法吸收负载回馈的电流等特点,研究了燃料电池/超级电容混合供电装置,具体所做的工作如下:首先,研究并制定了燃料电池/超级电容混合供电装置的结构组成,给出了燃料电池供电装置的特性,对比了超级电容与蓄电池作为储蓄能量装置的优劣,介绍并选择了混合供电装置中峰值功率单元接入系统的方式,分析对比混合供电装置中峰值功率单元常用的拓扑。对峰值功率单元所用拓扑进行了工作模态分析,并且对其进行了并联均流的设计。对变换器主电路参数进行了设计,包括:超级电容器的选择与设计、电感参数设计、开关器件的选型和电解电容参数设计,对变换器进行数学建模分析,推导出其传递函数。其次,分别设计了混合供电装置中峰值功率单元的电压采样电路和电流采样电路,对峰值功率单元的控制电路进行了设计:选择了控制方式、针对不同的工作状态进行了电压电流环路设计、计算环路参数并进行了仿真分析。对软件流程进行了设计,制定了双向变换器的启动条件和超级电容充放电保护策略,给出了程序设计流程图。最后,对混合供电装置进行实验并进行实验结果分析,实验结果表明峰值功率单元硬件电路参数选择合理及控制方法有效。

【学位授予单位】：青岛大学
【学位授予年份】：2017