电化学阻抗谱（EIS）作为一种非侵入式诊断技术，在电化学能源系统（如燃料电池、电解槽及储能设备）的研发与优化中具有重要作用。通过分析系统在不同频率下的阻抗响应，EIS能够揭示电堆内部动力学过程、界面特性及损耗机制，为设计改进和故障诊断提供关键数据支撑。REGATRON瑞士瑞佳通G5系列电源凭借其高动态控制能力与集成化设计，成为实现高功率EIS测量的理想工具。

测试系统配置

测试台架核心组件：

• 被测对象：碱性电解槽（AEM）与质子交换膜电解槽（PEM），功率范围1-15 kW。

• 环境条件：阴极侧耐压设计（高达160 bar），支持含氢爆炸性环境下的安全运行。

• 监测功能：全电堆单电池电压同步监测（支持最多24通道），多频段并行EIS采集。

• EIS参数：频率范围0.01 Hz - 10 kHz，调制信号幅值可调，信噪比优于60 dB。

系统拓扑结构：

       REGATRON G5电源直接为电解槽提供直流工作电流，并通过内置函数发生器叠加高频交流调制信号（正弦/方波）。外部波形发生器扩展调制灵活性，无需额外功率放大器。控制软件协调时序，实现直流与交流信号的精准分离，确保数据采集的高精度与可重复性。

EIS测量方法与结果分析

奈奎斯特图解析：

       某AEM电堆的奈奎斯特曲线显示，各单电池阻抗轨迹在低频区（<1 Hz）呈现半圆形特征，对应电荷转移过程；高频区（>1 kHz）的实轴偏移表明接触电阻差异。例如，第12号电池曲线显著偏离均值，提示双极板接触不良或膜电极装配缺陷（下图）。

波特图频率响应：

       阻抗幅值随频率升高呈指数衰减，相位角在2 kHz附近出现零交叉点（下图）。高频区（>10 kHz）的相位漂移表明电感效应主导，与导线布局或电堆寄生参数相关，需优化系统布线以提升测量有效性。

REGATRON G5电源的核心优势

• 高集成度：单机集成直流供电与交流调制功能，消除外部干扰源，保障信号纯净度。

• 动态性能：支持10 kHz以上的快速调制，满足宽频域阻抗分析需求。

• 扩展性：兼容外部函数发生器与自动化测试协议，适配复杂工况模拟（如瞬态负载变化）。

• 能效与安全：回馈式设计减少能耗，多重保护机制确保高压/高电流环境下的稳定运行。

       通过REGATRON G5电源与定制化数据采集系统的结合，研究团队成功实现了高功率电堆的EIS在线监测。该方案不仅为电堆设计优化提供了量化依据，还可用于健康状态评估与寿命预测。未来，随着电解槽功率等级的提升，REGATRON的高扩展性与智能化控制功能将进一步推动氢能技术的产业化进程。

应用领域：新能源汽车动力测试、储能系统验证、可再生能源并网分析等。

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