本发明专利技术公开了基于燃料电池极化曲线变化规律的寿命预测方法和装置，其中，该方法包括：对待测燃料电池进行预设程度的活化，获得初始时刻极化曲线，并将待测燃料电池在预设时间内运行后，获得预设时刻极化曲线；计算待测燃料电池一阶动力模型的压缩系数；判断初始时刻的极化曲线是否存在预设范围的浓差极化部分，进而获得第一或第二寿命预测公式所需参数；定义待测燃料电池寿命终止时的截止电压与待测燃料电池所在的电流密度，采用第一寿命预测公式或第二寿命预测公式对待测燃料电池的寿命进行预测。本发明专利技术可以减少燃料电池寿命预测所需的数据量与测量时间，简化预测流程，具有较好的预测准确度。的预测准确度。的预测准确度。
【技术实现步骤摘要】
基于燃料电池极化曲线变化规律的寿命预测方法和装置
[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其涉及一种基于燃料电池极化曲线变化规律的寿命预测方法和装置。
技术介绍
[0002]燃料电池作为燃料电池汽车的动力源，与传统内燃机相比有着更高的效率。燃料电池发动机具有比能量高、燃料范围广、操作性能优良的优点，其应用能够减少对传统燃料的依赖性与环境污染物的排放。为实现燃料电池储能能力增强与成本降低，促进燃料电池汽车市场化，燃料电池耐久性亟需提升。提高燃料电池的耐久性，可靠而快速的耐久性测试与寿命预测方法必不可缺。在目前加速寿命测试的结论无法定量，实际道路测试耗时长、成本高的背景下，提出快速的寿命预测方法非常重要。
[0003]实验室通常采用加速寿命测试对燃料电池寿命进行评估，能够加快燃料电池的衰减速率，缩短寿命测试时间，但无法真实反映车用燃料电池在实际道路的道路条件下的真实寿命。目前，燃料电池寿命预测方法主要有数据驱动法、模型驱动法或融合法，这些方法可以获得较为准确的预测结果，但面临着测试成本高、耗时长以及模型复杂的缺点。
技术实现思路
[0004]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。
[0005]为此，本专利技术的目的在于解决现有燃料电池寿命预测方法测试成本高、耗时长和模型复杂的缺点，提出了一种基于燃料电池极化曲线变化规律的寿命预测方法。
[0006]本专利技术的另一个目的在于提出一种基于燃料电池极化曲线变化规律的寿命预测装置。
[0007]为达上述目的，本专利技术一方面提出了一种基于燃料电池极化曲线变化规律的寿命预测方法，包括以下步骤：
[0008]S1，对待测燃料电池进行预设程度的活化，获得初始时刻极化曲线，并将所述待测燃料电池在预设时间内运行后，获得预设时刻极化曲线；
[0009]S2，计算所述待测燃料电池一阶动力模型的压缩系数；
[0010]S3，判断所述初始时刻极化曲线是否存在预设范围的浓差极化部分；
[0011]S4，若存在，则基于所述压缩系数并利用第一极化曲线拟合公式对所述初始时刻极化曲线进行拟合，得到第一寿命预测公式所需参数；若不存在，则基于所述压缩系数并利用第二极化曲线拟合公式对所述初始时刻极化曲线进行拟合，得到第二寿命预测公式所需参数；
[0012]S5，定义所述待测燃料电池寿命终止时的截止电压与所述待测燃料电池所在的电流密度，采用所述第一寿命预测公式或所述第二寿命预测公式对所述待测燃料电池的寿命进行预测。
[0013]本专利技术实施例的基于燃料电池极化曲线变化规律的寿命预测方法，通过对待测燃
料电池进行预设程度的活化，获得初始时刻极化曲线，并将待测燃料电池在预设时间内运行后，获得预设时刻极化曲线；计算待测燃料电池一阶动力模型的压缩系数；判断初始时刻的极化曲线是否存在预设范围的浓差极化部分，进而获得第一或第二寿命预测公式所需参数；定义待测燃料电池寿命终止时的截止电压与待测燃料电池所在的电流密度，采用第一寿命预测公式或第二寿命预测公式对待测燃料电池的寿命进行预测。本专利技术可以减少燃料电池寿命预测所需的数据量与测量时间，简化预测流程，具有较好的预测准确度。
[0014]另外，根据本专利技术上述实施例的基于燃料电池极化曲线变化规律的寿命预测方法还可以具有以下附加的技术特征：
[0015]进一步地，所述一阶动力模型为：
[0016][0017]其中，I0为燃料电池在充分活化后运行的初始时刻的电流值，t0为燃料电池在充分活化后开始运行的时刻，k为压缩系数。
[0018]进一步地，所述第一极化曲线拟合公式为：
[0019]U
i
＝E0‑
A
′
lnJ
i
‑
RJ
i
+C1ln(1
‑
C2J
i
)
[0020]所述第二极化曲线拟合公式为：
[0021]U
i
＝E0‑
A
′
lnJ
i
‑
RJ
i
[0022]其中，U
i
为电池电压，J
i
为工作电流密度，E0为开路电压，R为燃料电池面积内阻，A为Tafel斜率，C为浓差极化系数。
[0023]进一步地，所述第一寿命预测公式为：
[0024][0025]所述第二寿命预测公式为：
[0026][0027]其中，V为电池电压，V0为寿命预测初始时刻电压，R0为寿命预测初始时刻极化曲线的燃料电池面积内阻，A0为寿命预测初始时刻极化曲线的Tafel斜率。
[0028]进一步地，所述定义所述待测燃料电池寿命终止时的截止电压为寿命预测初始时刻电压的80％
‑
90％。
[0029]为达到上述目的，本专利技术另一方面提出了一种基于燃料电池极化曲线变化规律的寿命预测装置，包括：
[0030]获取模块，用于对待测燃料电池进行预设程度的活化，获得初始时刻极化曲线，并将所述待测燃料电池在预设时间内运行后，获得预设时刻极化曲线；
[0031]第一计算模块，用于计算所述待测燃料电池一阶动力模型的压缩系数；
[0032]判断模块，用于判断所述初始时刻极化曲线是否存在预设范围的浓差极化部分；
[0033]第二计算模块，用于判断若存在，则基于所述压缩系数并利用第一极化曲线拟合公式对所述初始时刻极化曲线进行拟合，得到第一寿命预测公式所需参数；若不存在，则基于所述压缩系数并利用第二极化曲线拟合公式对所述初始时刻极化曲线进行拟合，得到第二寿命预测公式所需参数；
[0034]预测模块，用于定义所述待测燃料电池寿命终止时的截止电压与所述待测燃料电池所在的电流密度，采用所述第一寿命预测公式或所述第二寿命预测公式对所述待测燃料
电池的寿命进行预测。
[0035]本专利技术实施例的基于燃料电池极化曲线变化规律的寿命预测装置，通过对待测燃料电池进行预设程度的活化，获得初始时刻极化曲线，并将待测燃料电池在预设时间内运行后，获得预设时刻极化曲线；计算待测燃料电池一阶动力模型的压缩系数；判断初始时刻的极化曲线是否存在预设范围的浓差极化部分，进而获得第一或第二寿命预测公式所需参数；定义待测燃料电池寿命终止时的截止电压与待测燃料电池所在的电流密度，采用第一寿命预测公式或第二寿命预测公式对待测燃料电池的寿命进行预测。本专利技术可以减少燃料电池寿命预测所需的数据量与测量时间，简化预测流程，具有较好的预测准确度。
[0036]本专利技术的有益效果：
[0037]本专利技术可以减少燃料电池寿命预测所需的数据量与测量时间，简化预测流程，具有较好的预测准确度。
[0038]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0039]本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于燃料电池极化曲线变化规律的寿命预测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，对待测燃料电池进行预设程度的活化，获得初始时刻极化曲线，并将所述待测燃料电池在预设时间内运行后，获得预设时刻极化曲线；S2，计算所述待测燃料电池一阶动力模型的压缩系数；S3，判断所述初始时刻极化曲线是否存在预设范围的浓差极化部分；S4，若存在，则基于所述压缩系数并利用第一极化曲线拟合公式对所述初始时刻极化曲线进行拟合，得到第一寿命预测公式所需参数；若不存在，则基于所述压缩系数并利用第二极化曲线拟合公式对所述初始时刻极化曲线进行拟合，得到第二寿命预测公式所需参数；S5，定义所述待测燃料电池寿命终止时的截止电压与所述待测燃料电池所在的电流密度，采用所述第一寿命预测公式或所述第二寿命预测公式对所述待测燃料电池的寿命进行预测。2.根据权利要求1所述的基于燃料电池极化曲线变化规律的寿命预测方法，其特征在于，所述一阶动力模型为：其中，I0为燃料电池在充分活化后运行的初始时刻的电流值，t0为燃料电池在充分活化后开始运行的时刻，k为压缩系数。3.根据权利要求1所述的基于燃料电池极化曲线变化规律的寿命预测方法，其特征在于，所述第一极化曲线拟合公式为：U
i
＝E0‑
A
′
lnJ
i
‑
RJ
i
+C1ln(1
‑
C2J
i
)所述第二极化曲线拟合公式为：U
i
＝E0‑
A
′
lnJ
i
‑
RJ
i
其中，U
i
为电池电压，J
i
为工作电流密度，E0为开路电压，R为燃料电池面积内阻，A为Tafel斜率，C为浓差极化系数。4.根据权利要求1所述的基于燃料电池极化曲线变化规律的寿命预测方法，其特征在于，所述第一寿命预测公式为：所述第二寿命预测公式为：其中，V为电池电压，V0为寿命预测初始时刻电压，R0为寿命预测初始时刻极化曲线的燃料电池面积内阻，A0为寿命预测初始时刻极化曲线的Tafel斜率。5.根据权利要求1所述的基于燃料电池极化曲线变化规律的寿命预测方法，其特征在于，所述定义所述待测燃料电池寿命终止时的截止电压为寿命预测初始时刻电压的80％
‑
90％。6.一种基于燃料电池极化曲线变化规律...
【专利技术属性】
技术研发人员：裴普成，蒙依宁，陈东方，任棚，宋鑫，王鹤，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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