隨著能源結構朝著低碳化、清潔化方向轉型，氫能作為一種發展潛力的能量載體，其產業鏈的技術研發與商業化進程正不斷加速。其中，氫燃料電池（Fuel Cell）和水電解制氫（Electrolyzer）是氫能“發電"與“制氫"的兩大核心環節。在這兩個領域中，電堆（Stack）作為核心部件，其性能、壽命和安全性直接關乎整個系統的成敗。對電堆中成百上千個單體電池的電壓進行精確、高速、可靠的監測，是研發、生產、測試和運維過程中的關鍵步驟。

氫能產業測試的瓶頸：電壓監測的技術挑戰

氫燃料電池電堆和水電解槽電解堆的基本結構均是由數十片至上千片單體電池（Cell）通過串聯方式疊加而成，以獲取滿足應用需求的高電壓和高功率。這種“串聯疊加"的物理結構，雖實現了能量的匯聚，但給電壓的精確測量帶來了的技術難題。

氫燃料電池在運行過程中，每個單體電池的電壓（通常處于 0.5V 至 1.0V 之間）是其健康狀態直接、敏感的“指示器"。電壓異常（如過低、反極、不一致性）直接預示著可能出現的性能衰減、局部失效甚至災難性故障。因此，對每一個單體電池進行實時、同步、高精度的電壓監測至關重要。

高性能電壓巡檢方案

NGI 在氫能產業鏈進行了長期且深入的研究與實踐，推出了 N1200 多通道高性能電壓巡檢儀。該儀器借助模塊化隔離架構，有效解決了高共模電壓這一難題；運用 FPGA 并行控制技術，在高速并行采集方面實現了重大創新性突破；同時，通過工業級可靠性設計，保障了在復雜測試環境下數據的可靠性。此三項關鍵技術共同構建了該儀器在氫能測試領域的專業價值。其可廣泛應用于電解槽、燃料電池的電壓巡檢測試工作。

N1200 系列采用模塊化分組采集與多重隔離的架構設計，將高壓電堆在電氣上劃分為若干個低壓“電池組"，每個組由一個獨立的前端采集模塊負責。從根本上解決了數百伏上千伏的共模電壓的挑戰。同時，的共模抑制比（CMRR）是該方案能夠實現高精度的關鍵，可有效抑制共模電壓上的噪聲與波動對測量精度的影響。

高壓電源線產生的磁場耦合干擾通常以共模形式疊加在信號線上，導致電壓數據出現較大波動。N1200 系列采用模塊化電氣隔離的前級采樣單元和差分信號處理（儀表放大器），具備的抗電磁干擾（EMI）和共模噪聲能力，僅放大純凈的差模電壓（即單體電池電壓）。

N1200 系列摒棄了傳統的多路復用切換或集中式 ADC 輪詢架構，創新性地以大規模 FPGA 作為核心控制器，將前級采集單元轉換后的數字結果，通過各自的數字隔離器，并行地、獨立地傳送回 FPGA，實現了并行采樣，使得 200 個通道數據從采集到更新顯示時間可達 10ms。工程師能夠獲取電堆在同一時刻下所有單體的電壓狀態，為動態特性分析、一致性精準評估提供數據基礎。

■ 電壓采集范圍廣：-2.5V~+2.5V、-3V~+3V、-5V~+5V

■ 電壓采集精為1mV

■ 數據傳輸速度快，200通道數據同步更新時間10ms

■ 采用100M以太網通訊

■ 集成度高，單臺最多能采集200通道電壓

■ 系統集成方便，采用標準Modbus協議，方便用戶集成到PLC等控制系統

■ 體積小，標準19英寸1U尺寸，可上架使用