一种车用燃料电池系统健康状态评价方法、系统、电子设备和存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种车用燃料电池系统健康状态评价方法、系统、电子设备和存储介质，具体包括：基于燃料电池系统敏感性测试数据，形成数据模型，设置评价条件；将最低单体电压与单位电压最小阈值进行比较；将燃料电池堆老化系数与电堆老化阈值进行比较；将电堆电流与电堆最大工作电流进行比较；将燃料电池的发热量与电堆产热最大阈值进行比较；依据上述评价条件中的至少一个评价结果，判定系统寿命是否终止。本发明专利技术面向实际道路动态工况条件，对燃料电池系统健康状态进行评价，应用燃料电池系统数据模型，充分考虑系统实际操作条件，计算基准电流下的燃料电池电堆与附件的性能与老化特性，对燃料电池系统健康状态进行评价。对燃料电池系统健康状态进行评价。对燃料电池系统健康状态进行评价。

【技术实现步骤摘要】
一种车用燃料电池系统健康状态评价方法、系统、电子设备和存储介质


[0001]本专利技术涉及一种评价方法、系统、电子设备和存储介质，尤其涉及一种车用燃料电池系统健康状态评价方法、系统、电子设备和存储介质。

技术介绍

[0002]燃料电池电堆在实际道路工况的使用寿命，是制约燃料电池汽车产业化发展的重要瓶颈。由于燃料电池电堆内部机理复杂、耦合性强，其实际应用的性能衰减与健康评价，一直是行业关注的热点。车用燃料电池系统，包括燃料电池电堆与空气压缩机、供氢回氢总成等附件组成，输出特性与工作条件相互耦合，且受使用环境的影响，实际操作条件与预标定条件存在差异；单纯通过评价燃料电池电堆性能退化，也不能直接反应燃料电池系统的健康状态，已经不能满足人们的要求，亟需得到改进。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种车用燃料电池系统健康状态评价方法、系统、电子设备和存储介质，面向实际道路动态工况条件下的燃料电池系统健康状态评价方法，应用燃料电池系统数据模型，充分考虑系统实际操作条件，计算基准电流下的燃料电池电堆与附件的性能与老化特性，并推算当前状态下的系统额定电功率、热功率特性，对燃料电池系统健康状态进行评价，解决现有技术存在的缺憾。
[0004]本专利技术提供了下述方案：
[0005]一种车用燃料电池系统健康状态评价方法，具体包括：
[0006]基于燃料电池系统敏感性测试数据，形成数据模型，设置评价条件；
[0007]将最低单体电压与单位电压最小阈值进行比较；
[0008]将燃料电池堆老化系数与电堆老化阈值进行比较；
[0009]迭代增加电堆电流，与电堆最大工作电流进行比较；
[0010]将燃料电池的发热量与电堆产热最大阈值进行比较；
[0011]结合所述数据模型，依据上述评价条件中的至少一个评价结果，判定系统寿命是否终止。
[0012]进一步的，所述将最低单体电压与单位电压最小阈值进行比较，具体为：
[0013]在整车正常使用条件下，记录燃料电池系统在燃料电池电堆的当前基准电流下的操作条件与电堆巡检信息，记录电堆当前平均电压与最低单体电压，判断最低单体电压是否小于单体电压最小阈值，如果最低单体电压小于单体电压最小阈值，则判定系统寿命终止。
[0014]进一步的，所述将燃料电池堆老化系数与电堆老化阈值进行比较，具体为：
[0015]基于当前基准电流操作条件，通过数据模型，进行多次循环计算，计算出燃料电池电堆初始电压，通过电堆当前平均电压与燃料电池电堆初始电压作比，得出当前时刻燃料
电池电堆老化系数；计算得出基于当前操作条件的初始附件功耗，通过当前附件功耗与初始附件功耗作比，得出当前时刻附件的老化系数；判断燃料电池电堆老化系数是否小于电堆老化阈值，如果燃料电池电堆老化系数小于电堆老化阈值，则判定系统寿命终止。
[0016]进一步的，所述迭代增加电堆电流，与电堆最大工作电流进行比较，具体为：
[0017]根据系统预标定操作条件，通过数据模型，结合电堆、附件衰减老化情况，进行多次循环计算，迭代增加电流，将每次循环计算中得到的燃料电池系统在电堆额定电流下的系统输出功率与系统额定输出功率进行对比，直到系统输出功率大于系统额定输出功率，记录当前电压，判断电堆电流是否大于电堆最大工作电流，如果电堆电流大于电堆最大工作电流，则判定系统寿命终止。
[0018]进一步的，所述将燃料电池的发热量与电堆产热最大阈值进行比较，具体为：
[0019]计算燃料电池在当前系统额定功率下的发热量，判断发热量是否大于电堆产生热量的最大阈值，如果燃料电池在当前系统额定功率下的发热量大于电堆产生热量的最大阈值，则判定系统寿命终止。
[0020]进一步的，计算燃料电池堆在当前系统额定功率下发热量的公式具体为：
[0021]发热量＝(1.368
‑
当前状态电堆平均单体电压)/当前状态电堆平均单体电压
×
当前状态下系统电功率。
[0022]一种车用燃料电池系统健康状态评价系统，具体包括：
[0023]数据模型单元，基于燃料电池系统敏感性测试数据形成的拟合对象；
[0024]评价条件设置单元，用于将燃料电池电堆与附件性能与其最大/最小阈值进行比较；
[0025]燃料电池系统寿命判定单元，用于依据评价条件，判定燃料电池系统寿命是否终止。
[0026]进一步的，具体包括：
[0027]所述评价条件设置单元具体包括：
[0028]最低单体电压与单位电压最小阈值比较单元，用于将最低单体电压与单位电压最小阈值进行比较，如果最低单体电压小于单体电压最小阈值，则判定系统寿命终止；
[0029]燃料电池堆老化系数与电堆老化阈值比较单元，用于将燃料电池堆老化系数与电堆老化阈值进行比较，如果燃料电池电堆老化系数小于电堆老化阈值，则判定系统寿命终止；
[0030]电堆电流与电堆最大工作电流比较单元，用于迭代增加电堆电流，与电堆最大工作电流进行比较，判断电堆电流是否大于电堆最大工作电流，如果电堆电流大于电堆最大工作电流，则判定系统寿命终止；
[0031]燃料电池发热量与电堆产热最大阈值比较单元，用于将燃料电池的发热量与电堆产热最大阈值进行比较，如果燃料电池在当前系统额定功率下的发热量大于电堆产生热量的最大阈值，则判定系统寿命终止。
[0032]一种电子设备，包括：处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；所述存储器中存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行车用燃料电池系统健康状态评价方法的步骤。
[0033]一种计算机可读存储介质，其存储有可由电子设备执行的计算机程序，当所述计算机程序在所述电子设备上运行时，使得所述电子设备执行车用燃料电池系统健康状态评价方法的步骤。
[0034]本专利技术与现有技术相比具有以下的优点：
[0035]本专利技术通过比较最低单体电压与单位电压最小阈值、燃料电池堆老化系数与电堆老化阈值、电堆电流与电堆最大工作电流、燃料电池的发热量与电堆产热最大阈值，满足条件之一，即可判定燃料电池系统的寿命是否终止。
[0036]本专利技术面向实际道路动态工况条件，对燃料电池系统健康状态进行评价，应用燃料电池系统数据模型，充分考虑系统实际操作条件，计算基准电流下的燃料电池电堆与附件的性能与老化特性，并推算当前状态下的系统额定电功率、热功率特性，对燃料电池系统健康状态进行评价。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0038]图1是本专利技术车用燃料电池系统健康状态评本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车用燃料电池系统健康状态评价方法，其特征在于，具体包括：基于燃料电池系统敏感性测试数据，形成数据模型，设置评价条件；将最低单体电压与单位电压最小阈值进行比较；将燃料电池堆老化系数与电堆老化阈值进行比较；迭代增加电堆电流，与电堆最大工作电流进行比较；将燃料电池的发热量与电堆产热最大阈值进行比较；结合所述数据模型，依据上述评价条件中的至少一个评价结果，判定系统寿命是否终止。2.根据权利要求1所述的车用燃料电池系统健康状态评价方法，其特征在于，所述将最低单体电压与单位电压最小阈值进行比较，具体为：在整车正常使用条件下，记录燃料电池系统在燃料电池电堆的当前基准电流下的操作条件与电堆巡检信息，记录电堆当前平均电压与最低单体电压，判断最低单体电压是否小于单体电压最小阈值，如果最低单体电压小于单体电压最小阈值，则判定系统寿命终止。3.根据权利要求1所述的车用燃料电池系统健康状态评价方法，其特征在于，所述将燃料电池堆老化系数与电堆老化阈值进行比较，具体为：基于当前基准电流操作条件，通过数据模型，进行多次循环计算，计算出燃料电池电堆初始电压，通过电堆当前平均电压与燃料电池电堆初始电压作比，得出当前时刻燃料电池电堆老化系数；计算得出基于当前操作条件的初始附件功耗，通过当前附件功耗与初始附件功耗作比，得出当前时刻附件的老化系数；判断燃料电池电堆老化系数是否小于电堆老化阈值，如果燃料电池电堆老化系数小于电堆老化阈值，则判定系统寿命终止。4.根据权利要求1所述的车用燃料电池系统健康状态评价方法，其特征在于，所述迭代增加电堆电流，与电堆最大工作电流进行比较，具体为：根据系统预标定操作条件，通过数据模型，结合电堆、附件衰减老化情况，进行多次循环计算，迭代增加电流，将每次循环计算中得到的燃料电池系统在电堆额定电流下的系统输出功率与系统额定输出功率进行对比，直到系统输出功率大于系统额定输出功率，记录当前电压，判断电堆电流是否大于电堆最大工作电流，如果电堆电流大于电堆最大工作电流，则判定系统寿命终止。5.根据权利要求1所述的车用燃料电池系统健康状态评价方法，其特征在于，所述将燃料电池的发热量与电堆产热最大阈值进行比较，具体为：计算燃料电池在当前系统额定功率下的发热量，判断发热量是否大...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇鹏，李金成，赵洪辉，王恺，魏凯，都京，丁天威，黄兴，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：