用PXI硬件开发分析能源存储设备特性的仪器

　　可再生能源是当今世界上增长最快的市场之一。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。

　　恒电位仪是用来输出或吸收电压或者电流到测试单元上，并测试它的响应的一种仪器。在快速发展的高创新产业，如可再生能源中，现有的恒电位仪产品缺乏高效率电化学研究所需要的测试自动化和易用性。通常，这些仪器的学习过程比较长，软件复杂且不易于使用，还有一些电子邮件和文本通知等重要特点是不存在或者不完善的。为了满足我们客户的需要，设计易于使用且具有串并行测试执行的恒电位仪测试系统，SolRayo电化学工程师使用美国国家仪器硬件和LabVIEW创建一个易用的，软件驱动的仪器。

　　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，同时还需具有当今最先进仪器硬件的功能。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。

　　恒电位仪最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。性能特征测量最常见的类型包括：

• 　　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——适合于从新手到高级用户的使用。
• 　　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——显著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——使高级用户设计实验，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。高级的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领先的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，而高级用户可以制定高级设置选项，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精确度。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。

　　作者信息:

　　Dr. Mark Daugherty

　　SolRayo, Inc.

　　4005 Felland Rd., Suite 107

　　Madison, WI 53718

　　Tel: 608.244.2799

　　mark.daugherty@solrayo.com