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使用NI LabVIEW軟件和NI PXI硬件開發分析能源存儲設備特性的儀器

Dr. Mark Daugherty

SolRayo, Inc.

摘要： 基于LabVIEW軟件和PXI儀器，使用恒電位儀來確定電池，電容和燃料電池等設備的能源存儲，額定功率和內阻。

關鍵詞： 測試測量儀器 LabView PXI 能源儀器

Abstract：

Key words :

"使用先進的NI模塊化儀器技術，SolRayo ETS可以達到或超過現有商用設備的速度和精度。同時，一個美觀的，友好的用戶界面大大提高了設備的可用性。"

可再生能源是當今世界上增長最快的市場之一。能源存儲技術在風能、太陽能和生物能等“綠色”能量產生源中起著重要的作用。應用于能源存儲的公共和個人資金正在暴漲，使大量前所未有的研究領域推展到新電池，電容，燃料電池和其他能源存儲技術上。根據可再生能源市場的需求，我們設計了SolRayo 電化學測試系統(SolRayo ETS)，以滿足新一代創新的電化學研究團隊的需要，加快開發能源存儲技術中的關鍵部分。

恒電位儀是用來輸出或吸收電壓或者電流到測試單元上，并測試它的響應的一種儀器。在快速發展的高創新產業，如可再生能源中，現有的恒電位儀產品缺乏高效率電化學研究所需要的測試自動化和易用性。通常，這些儀器的學習過程比較長，軟件復雜且不易于使用，還有一些電子郵件和文本通知等重要特點是不存在或者不完善的。為了滿足我們客戶的需要，設計易于使用且具有串并行測試執行的恒電位儀測試系統，SolRayo電化學工程師使用美國國家儀器硬件和labview/zhs" target="_blank">LabVIEW創建一個易用的，軟件驅動的儀器。

為了開發新型電池或超級電容器等電化學設備，研究小組需要易于使用的軟件工具，同時還需具有當今最先進儀器硬件的功能。新的SolRayo ETS通過使用簡單圖形化設置界面，使學習時間減少到一個小時。同時，它也改善了進入的配置選項，以滿足復雜的，全天候的電化學應用。

恒電位儀最常用的應用是分析能源存儲設備的性能特征：如電池，電容器和燃料電池。為了確定能源存儲設備的特征，SolRayo ETS可以做許多類型的實驗，如計時電位分析，計時電流分析和循環伏安分析，和阻抗譜分析。性能特征測量最常見的類型包括：

能量密度
電容
功率密度
循環壽命
內部電阻
頻率響應
充電/放電曲線

由于SolRoyo的模塊化，它還可以向用戶提供他們所在領域所需要的特定功能，如電化學，腐蝕和多點狀腐蝕，以及電變色，生物傳感器和太陽能光伏發電。

特征和優點

根據來自電化學研發工程師的反饋，我們設計了SolRayo ETS，包括以下一些功能和優點:

易于使用性——適合于從新手到高級用戶的使用。
具有直觀的，易操作的軟件界面——每年在安裝和運行成本上，可節省高達10,000美元。
培訓和啟動時間短——使培訓時間從幾周減小到半小時或更少的時間，使建立時間降低高達40倍。
同時、獨立的實驗——顯著地提高了測試吞吐量。
低電流和高電流實驗——使一個單系統適應于更廣泛的應用。
較大的靈活性——使高級用戶設計實驗，賦予更多的研究創新。

恒電位儀運行模式

SolRayo ETS有三種運行模式。當測量待測設備的響應時，固定的DC模式應用或繪制出電流或電壓。高級的DC模式可以以特定速率斜掃或直掃電壓或電流。AC模式用于測量內部電阻和其他頻率響應。為此，恒電位儀產生高頻電壓正弦波并測量正弦波和產生的高頻電流波之間的相位偏移。每種模式的功能都使用美國國家儀器公司領先的pxi/zhs/" target="_blank">PXI儀器技術來實現。