一种数据驱动燃料电池在线性能评估方法技术

本发明专利技术公开了一种数据驱动燃料电池在线性能评估方法，属于能源技术领域。本发明专利技术所述方法可以在整个燃料电池运行过程中实时更新极化曲线参数值，结果可应用于功率调度、寿命预测等；应用递推公式，节省了数据存储空间，提高了计算速度，从而降低了控制器配置需求；考虑极化曲线各参数实际物理意义，对各参数估计值进行限幅，提高了算法稳定性；对全部单电池性能进行估计，为控制策略优化提供更详细信息。

An online performance evaluation method for data driven fuel cells

【技术实现步骤摘要】
一种数据驱动燃料电池在线性能评估方法
本专利技术属于能源
，具体涉及一种数据驱动燃料电池在线性能评估方法。
技术介绍
目前全球能源危机和环境污染问题日益突出，质子交换膜燃料电池因为其高效、低噪音和清洁的特点，在世界范围内受到广泛关注。燃料电池性能可以用极化曲线表示，它显示在一个给定电流输出时燃料电池电压输出。在实际应用中，燃料电池实际电压输出比理想的热动力学电压低，输出电流越大，输出电压越低。电压损耗由三部分构成，即由于电化学反应引起的活化损耗、由离子和电子传导引起的欧姆损耗、由质量传输引起的浓度损耗。这三种损耗影响了极化曲线的特征形状。在实际运行中，由于电池操作条件波动、电堆状态与启停策略不同、膜电极老化，极化曲线是时变的，先前通过实验获得的极化曲线无法在线实时预测燃料电池性能。燃料电池反应原理复杂，建立用于实时预测性能的机理模型需要大量准确的实测参数，且要求控制器具备强大的运算处理能力，这在实际运行中通常难以实现。专利US8214174B2(2012.7.3)公开一种燃料电池堆在线自适应极化曲线估计算法。当燃料电池组运行且满足本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据驱动燃料电池在线性能评估方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1.燃料电池启动后，初始化时刻值k＝1，首先将参数估计量x＝[R

【技术特征摘要】
1.一种数据驱动燃料电池在线性能评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.燃料电池启动后，初始化时刻值k＝1，首先将参数估计量x＝[Rohm，iexch，ilim]T初始化；若燃料电池为第一次启动，初始化x＝[4×10-4，0.01，530]T，否则初始化x为上次运行结束时存储到控制器中的参数xs；设定学习率λ；其中，Rohm为电阻，iexch为交换电流，ilim为极限电流，上标T表示转置；
步骤2.采集k时刻的电堆输出电流istack、催化层温度Tcatalyst、氧气分压氢气分压和单电池电压v；
步骤3.对k时刻采样值进行滤波，得到k时刻istack、Tcatalyst、v的估计值：
Yk＝β·Xk+(1-β)·Yk-1
其中，β为滤波系数，0＜β＜1，Xk为k时刻istack、Tcatalyst、v的采样值，Yk-1为k-1时刻istack、Tcatalyst、v的估计值，Yk-1的初始值Y0＝0；
步骤4.计算热力学电压Ethermo：



其中，Tcatalyst为催化层温度，单位K；R为理想气体常数，R＝8.314J/(mol·K)；F是法拉第常数，F＝96485C/mol；为氧气分压，单位atm；勾氢气分压，单位atm。
计算两个系数C1和C2：



其中，n为反...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴迪，汤浩，殷聪，刘汝杰，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51