燃料电池使用寿命和剩余寿命的倒数预测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种燃料电池使用寿命和剩余寿命的倒数预测方法及装置，方法包括：对待测燃料电池进行活化，获取活化后待测燃料电池的初始极化曲线中定电压下的电流为第一电流；根据初始极化曲线中定电压下电流或者功率的衰减比确定待测燃料电池的寿命终结点；将待测燃料电池运行预设时间，获取待测燃料电池的当前极化曲线中同一定电压下的电流为第二电流；根据第一电流和第二电流以及燃料电池老化过程中定电压下的电流和时间之间的倒数特性公式预测待测燃料电池的使用寿命，根据待测燃料电池的使用寿命和待测燃料电池的寿命终结点预测待测燃料电池的剩余寿命。该方法操作流程简单，高效，能够大幅缩短燃料电池寿命预测的检测时间。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池使用寿命和剩余寿命的倒数预测方法及装置
本专利技术涉及燃料电池
，特别涉及一种燃料电池使用寿命和剩余寿命的倒数预测方法及装置。
技术介绍
燃料电池作为一种新型能源形式，在国家的节能减排进程中将会发挥重要的作用。而制约目前燃料电池发展的主要是成本和寿命。因此需要对燃料电池进行寿命的评价。目前已有的燃料电池寿命预测方法有且不限于以下几种：通过实验数据仿真获得拟合公式进行预测；通过在实验室进行稳态实验进行获得；通过在实验室进行分工况运行并获取相应的寿命预测公式；将燃料电池装车进行实车运行。以上方法或多或少的存在着预测用时长、适用对象范围窄的情形。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种燃料电池使用寿命和剩余寿命的倒数预测方法，该方法操作流程简单，高效，能够大幅缩短燃料电池寿命预测的检测时间。本专利技术的另一个目的在于提出一种燃料电池使用寿命和剩余寿命的倒数预测装置。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种燃料电池使用寿命和剩余寿命的倒数预测方法，包括：对待测燃料电池进行活化，获取活化后所述待测燃料电池的初始极化曲线，获取所述初始极化曲线中定电压下的电流为第一电流；根据所述初始极化曲线中定电压下电流或者功率的衰减比确定所述待测燃料电池的寿命终结点；将所述待测燃料电池运行预设时间，获取所述待测燃料电池的当前极化曲线，获取所述当前极化曲线中同一定电压下的电流为第二电流；根据所述第一电流和所述第二电流以及燃料电池老化过程中定电压下的电流和时间之间的倒数特性公式预测所述待测燃料电池的使用寿命，根据所述待测燃料电池的使用寿命和所述待测燃料电池的寿命终结点预测所述待测燃料电池的剩余寿命。本专利技术实施例的燃料电池使用寿命和剩余寿命的倒数预测方法，运用燃料电池老化过程中定电压下电流和时间之间所具有的倒数特性公式，通过在燃料电池活化后获取两次不同时间的燃料电池的极化曲线，即可快速获得寿命。该方法操作流程简单，高效，能够大幅缩短燃料电池寿命预测的检测时间。另外，根据本专利技术上述实施例的燃料电池使用寿命和剩余寿命的倒数预测方法还可以具有以下附加的技术特征：在本专利技术的一个实施例中，还包括：获取活化后的所述待测燃料电池两个不同时间段的极化曲线，在第一条极化曲线上获取定电压对应的第一目标点，将第一条极化曲线中所述第一目标点对应的电流作为第三电流；根据所述第一目标点对应的电压值，在第二条极化曲线上获取对应的第二目标点，将第二条极化曲线中所述第二目标点对应的电流作为第四电流；根据所述第三电流和所述第四电流确定燃料电池老化过程中定电压下的电流和时间之间的倒数特性公式中的电流倒数衰减系数。在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述第三电流和所述第四电流确定燃料电池老化过程中定电压下的电流和时间之间的倒数特性公式中的电流倒数衰减系数，包括：其中，Im为第一条极化曲线中定电压Vs对应的第三电流，In为第二条极化曲线中定电压Vs对应的第四电流，I0为初始极化曲线中定电压Vs下的第一电流，tm为待测燃料电池活化完成的时间距离获取第一条极化曲线的时间，tn为待测燃料电池活化完成的时间距离获取第二条极化曲线的时间。在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述第一电流和所述第二电流以及燃料电池老化过程中定电压下的电流和时间之间的倒数特性公式预测所述待测燃料电池的使用寿命，包括：其中，tfc为使用寿命，I0为初始极化曲线中定电压Vs对应的第一电流，I为当前极化曲线上定电压Vs对应的第二电流，k为电流倒数衰减系数，t0为从燃料电池活化完成到获取初始极化曲线所经历的时间，t为从燃料电池活化完成到获取当前极化曲线所经历的时间，Ib是待测燃料电池达到使用寿命tfc之后的极化曲线中定电压Vs对应的点的电流。在本专利技术的一个实施例中，所述待测燃料电池包括质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池和固体氧化物燃料电池。为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了一种燃料电池使用寿命和剩余寿命的倒数预测装置，包括：第一获取模块，用于对待测燃料电池进行活化，获取活化后所述待测燃料电池的初始极化曲线，获取所述初始极化曲线中定电压下的电流为第一电流；第一确定模块，用于根据所述初始极化曲线中定电压下电流或者功率的衰减比确定所述待测燃料电池的寿命终结点；第二获取模块，用于将所述待测燃料电池运行预设时间，获取所述待测燃料电池的当前极化曲线，获取所述当前极化曲线中同一定电压下的电流为第二电流；预测模块，用于根据所述第一电流和所述第二电流以及燃料电池老化过程中定电压下的电流和时间之间的倒数特性公式预测所述待测燃料电池的使用寿命，根据所述待测燃料电池的使用寿命和所述待测燃料电池的寿命终结点预测所述待测燃料电池的剩余寿命。本专利技术实施例的燃料电池使用寿命和剩余寿命的倒数预测装置，运用燃料电池老化过程中定电压下电流和时间之间所具有的倒数特性公式，通过在燃料电池活化后获取两次不同时间的燃料电池的极化曲线，即可快速获得寿命。该装置操作流程简单，高效，能够大幅缩短燃料电池寿命预测的检测时间。另外，根据本专利技术上述实施例的燃料电池使用寿命和剩余寿命的倒数预测装置还可以具有以下附加的技术特征：在本专利技术的一个实施例中，还包括：第三获取模块，用于获取活化后的所述待测燃料电池两个不同时间段的极化曲线，在第一条极化曲线上获取定电压对应的第一目标点，将第一条极化曲线中所述第一目标点对应的电流作为第三电流；第四获取模块，用于根据所述第一目标点对应的电压值，在第二条极化曲线上获取对应的第二目标点，将第二条极化曲线中所述第二目标点对应的电流作为第四电流；第二确定模块，用于根据所述第三电流和所述第四电流确定燃料电池老化过程中定电压下的电流和时间之间的倒数特性公式中的电流倒数衰减系数。在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述第三电流和所述第四电流确定燃料电池老化过程中定电压下的电流和时间之间的倒数特性公式中的电流倒数衰减系数，包括：其中，Im为第一条极化曲线中定电压Vs对应的第三电流，In为第二条极化曲线中定电压Vs对应的第四电流，I0为初始极化曲线中定电压Vs下的第一电流，tm为待测燃料电池活化完成的时间距离获取第一条极化曲线的时间，tn为待测燃料电池活化完成的时间距离获取第二条极化曲线的时间。在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述第一电流和所述第二电流以及燃料电池老化过程中定电压下的电流和时间之间的倒数特性公式预测所述待测燃料电池的使用寿命，包括：其中，tfc为使用寿命，I0为初始极化曲线中定电压Vs对应的第一电流，I为当前极化曲线上定电压Vs对应的第二电流，k为电流倒数衰减系数，t0为从燃料电池活化完成到获取初始极化曲线所经历的时间，t为从燃料电池活化完成到获取当前极化曲线所经历的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料电池使用寿命和剩余寿命的倒数预测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n对待测燃料电池进行活化，获取活化后所述待测燃料电池的初始极化曲线，获取所述初始极化曲线中定电压下的电流为第一电流；/n根据所述初始极化曲线中定电压下电流或者功率的衰减比确定所述待测燃料电池的寿命终结点；/n将所述待测燃料电池运行预设时间，获取所述待测燃料电池的当前极化曲线，获取所述当前极化曲线中同一定电压下的电流为第二电流；/n根据所述第一电流和所述第二电流以及燃料电池老化过程中定电压下的电流和时间之间的倒数特性公式预测所述待测燃料电池的使用寿命，根据所述待测燃料电池的使用寿命和所述待测燃料电池的寿命终结点预测所述待测燃料电池的剩余寿命。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池使用寿命和剩余寿命的倒数预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
对待测燃料电池进行活化，获取活化后所述待测燃料电池的初始极化曲线，获取所述初始极化曲线中定电压下的电流为第一电流；
根据所述初始极化曲线中定电压下电流或者功率的衰减比确定所述待测燃料电池的寿命终结点；
将所述待测燃料电池运行预设时间，获取所述待测燃料电池的当前极化曲线，获取所述当前极化曲线中同一定电压下的电流为第二电流；
根据所述第一电流和所述第二电流以及燃料电池老化过程中定电压下的电流和时间之间的倒数特性公式预测所述待测燃料电池的使用寿命，根据所述待测燃料电池的使用寿命和所述待测燃料电池的寿命终结点预测所述待测燃料电池的剩余寿命。


2.根据权利要求1所述的燃料电池使用寿命和剩余寿命的倒数预测方法，其特征在于，还包括：
获取活化后的所述待测燃料电池两个不同时间段的极化曲线，在第一条极化曲线上获取定电压对应的第一目标点，将第一条极化曲线中所述第一目标点对应的电流作为第三电流；
根据所述第一目标点对应的电压值，在第二条极化曲线上获取对应的第二目标点，将第二条极化曲线中所述第二目标点对应的电流作为第四电流；
根据所述第三电流和所述第四电流确定燃料电池老化过程中定电压下的电流和时间之间的倒数特性公式中的电流倒数衰减系数。


3.根据权利要求2所述的燃料电池使用寿命和剩余寿命的倒数预测方法，其特征在于，所述根据所述第三电流和所述第四电流确定燃料电池老化过程中定电压下的电流和时间之间的倒数特性公式中的电流倒数衰减系数，包括：



其中，Im为第一条极化曲线中定电压Vs对应的第三电流，In为第二条极化曲线中定电压Vs对应的第四电流，I0为初始极化曲线中定电压Vs下的第一电流，tm为待测燃料电池活化完成的时间距离获取第一条极化曲线的时间，tn为待测燃料电池活化完成的时间距离获取第二条极化曲线的时间。


4.根据权利要求1或3所述的燃料电池使用寿命和剩余寿命的倒数预测方法，其特征在于，所述根据所述第一电流和所述第二电流以及燃料电池老化过程中定电压下的电流和时间之间的倒数特性公式预测所述待测燃料电池的使用寿命，包括：






其中，tfc为使用寿命，I0为初始极化曲线中定电压Vs对应的第一电流，I为当前极化曲线上定电压Vs对应的第二电流，k为电流倒数衰减系数，t0为从燃料电池活化完成到获取初始极化曲线所经历的时间，t为从燃料电池活化完成到获取当前极化曲线所经历的时间，Ib是待测燃料电池达到使用寿命tfc之后的极化曲线中定电压Vs对应的点的电流。


5.根据权利要求1所述的燃料电池使用寿命和剩余寿命的倒数预测方法，其特征在于，所述待测燃料电池包括质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池和固体氧化物燃料电池。


6.一种燃料电池使用寿命和剩余寿命的倒数预测装...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴普成，王博正，陈东方，黄尚尉，任棚，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11