【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池的性能检测系统及方法
[0001]本申请涉及燃料电池
，尤其是涉及一种燃料电池的性能检测系统及方法。
技术介绍
[0002]燃料电池是一种化学能转化为电能的发电装置，其单体电池是由正负两个电极以及电解质组成。
[0003]对燃料电池的研究离不开探究内部物性的传递与分布，如膜内水含量分布、温度变化、电阻分布等。但燃料电池内部机理的复杂性导致对内部性能的定量了解仍存在困难，而数据获取的困难性也限制了燃料电池诊断和控制技术的发展。为了有效提高燃料电池技术的开发，高效的性能检测方法的发展是必不可少的。
[0004]目前常用的检测方法依然是实验表征，但尽管测试技术发展迅速，实验方法仍难以表征微观性能，检测数据有限，而且存在仪器成本高，测试步骤复杂，时间长，所得数据实用性低，效率低等问题。为了节省时间和成本，基于计算的检测方法也慢慢出现，目前的计算模型中，低维模型计算的参数较单一，缺乏考虑热量传递、物质传递、电量传递之间相互关联影响，对燃料电池内部传输过程的检测准确度低。而高维模型引入参数结构过于复杂，...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池的性能检测系统，其特征在于，所述性能检测系统包括：单元格划分模块、温度计算模块、膜内水含量计算模块、过电势计算模块以及总电势计算模块；其中，所述单元格划分模块，用于将待检测燃料电池内部划分成多个检测单元格，并根据所述待检测燃料电池的输入信号，确定出每个检测单元格的初始物理量；所述温度计算模块，用于基于每个检测单元格的物理量以及每个相邻检测单元格之间的热量传递的平衡关系进行计算，确定出每个检测单元格的温度值，并对每个检测单元格的物理量进行更新；所述膜内水含量计算模块，用于基于每个检测单元格的物理量以及每个相邻检测单元格之间的水传输关系进行联立计算，确定出每个检测单元格的水传输量，并对每个检测单元格的物理量进行更新；所述过电势计算模块，用于基于每个检测单元格的物理量以及每个相邻检测单元格之间的气体传输关系进行联立计算，确定出每行检测单元格的气体分压以及总阴极过电势，并对每个检测单元格的物理量进行更新；所述总电势计算模块，用于基于每个检测单元格的物理量进行电化学关系式计算，确定出每行检测单元格的电阻值和电池电势值，当所述电池电势值达到收敛之后，确定出每个检测单元格的目标物理量，以得到所述待检测燃料电池内部的物理量分布。2.根据权利要求1所述的性能检测系统，其特征在于，所述输入信号包括所述待检测燃料电池在不同电流下的阴极出口、阴极入口、阳极出口、阳极入口分别对应的气压值和冷却路出口、冷却路入口对应的温度值；每个检测单元格的物理量包括温度、气压、湿度、膜内水含量、水浓度、气体比例、水比例、气体通量、电阻、水通量以及扩散水量。3.根据权利要求1所述的性能检测系统，其特征在于，所述单元格划分模块，具体用于根据以下步骤将待检测燃料电池内部划分成多个检测单元格：按照所述待检测燃料电池的二维结构，沿平行于双极板气体流动方向划分成m行，沿垂直于膜表面方向划分成n列，共得到m*n个检测单元格；其中，m、n为正整数；其中，每一行内的检测单元格之间互相连接，除了第1列和第n列外，其余列内的检测单元格之间不互相连接。4.根据权利要求1所述的性能检测系统，其特征在于，所述温度计算模块具体用于根据以下步骤确定出每个检测单元格的温度值：基于每一行检测单元格的电池电势以及电流密度进行电化学反应热计算，计算出所述待检测燃料电池的每一行检测单元格的热量；基于每一行检测单元格的热量，对每一行内每个检测单元格沿垂直于膜表面方向进行热量传递计算，确定出每个检测单元格的温度值。5.根据权利要求1所述的性能检测系统，其特征在于，所述膜内水含量计算模块具体用于，根据以下步骤确定每个检测单元格的水传输量：将每个相邻检测单元格的历史水浓度、历史水传质阻力以及历史水通量进行联立计算，确定出每个检测单元格的当前水浓度值；若当前水浓度值与历史水浓度值之间的差值小于预设水浓度阈值时，则确定所述当前水浓度值收敛，基于每个检测单元格收敛的当前水浓度值计算...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲍不平，沈伟达，
申请(专利权)人：宁波赛轲动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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