一种PEMFC的参数调控方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本申请公开了一种PEMFC的参数调控方法、装置、设备及介质，属于新能源技术领域，该方法包括：获取PEMFC在运行过程中的实际运行参数；根据PEMFC的工作机理、实际运行参数和PEMFC的交换电流密度创建PEMFC的活化极化过电压模型，并根据PEMFC的工作机理、实际运行参数和PEMFC的极限电流密度创建PEMFC的浓度极化过电压模型；根据活化极化过电压模型、浓度极化过电压模型和PEMFC的欧姆极化过电压模型创建PEMFC的电压模型，并利用电压模型对PEMFC的运行参数进行调控。通过该方法不仅可以对PEMFC的运行参数进行准确调控，而且，也可以使其所输出的电压能够更好的与实际应用场景相适配。输出的电压能够更好的与实际应用场景相适配。输出的电压能够更好的与实际应用场景相适配。

【技术实现步骤摘要】
一种PEMFC的参数调控方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术涉及新能源
，特别涉及一种PEMFC的参数调控方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]PEMFC（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，质子交换膜燃料电池）因其具有零污染、能量转换效率高以及低噪声低辐射等优点，所以，PEMFC在交通、发电站、储能以及移动装备等
有广泛的应用前景。
[0003]为了使PEMFC所输出的电压能够更好的与实际应用场景相适配，通常需要对PEMFC的运行参数进行调节。在现有技术中，一般都是基于PEMFC的电压模型来对PEMFC的运行参数进行调节，但是，现有PEMFC的电压模型大部分都是根据人工经验而创建的模型，不仅不能准确表征PEMFC的工作机理，而且，在电压模型的创建过程中引入了众多的理论假设与经验参数，这样就使得创建所得的PEMFC电压模型无法准确、可靠的表征不同参数配置的PEMFC实际运行状态，导致人们无法对PEMFC的运行参数进行准确调节与控制。目前，针对这一技术问题，还没有较为有效的解决办法。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种PEMFC的参数调控方法、装置、设备及介质，以对PEMFC的运行参数进行准确调控，并使PEMFC所输出的电压能够更好的与实际应用场景相适配。其具体方案如下：一种PEMFC的参数调控方法，包括：获取PEMFC在运行过程中的实际运行参数；根据所述PEMFC的工作机理、所述实际运行参数和所述PEMFC的交换电流密度创建所述PEMFC的活化极化过电压模型，并根据所述PEMFC的工作机理、所述实际运行参数和所述PEMFC的极限电流密度创建所述PEMFC的浓度极化过电压模型；根据所述活化极化过电压模型、所述浓度极化过电压模型和所述PEMFC的欧姆极化过电压模型创建所述PEMFC的电压模型，并利用所述电压模型对所述PEMFC的运行参数进行调控。
[0005]优选的，所述PEMFC具体为氢燃料电池。
[0006]优选的，所述欧姆极化过电压模型的表达式为：；式中，为所述欧姆极化过电压模型，为膜电阻率，为所述氢燃料电池的电流，为膜厚度，为燃料电池活性面积。
[0007]优选的，所述根据所述PEMFC的工作机理、所述实际运行参数和所述PEMFC的交换电流密度创建所述PEMFC的活化极化过电压模型的过程，包括：
根据所述氢燃料电池的工作机理创建所述氢燃料电池的初始活化极化过电压模型，并获取所述氢燃料电池在阴极的交换电流密度；根据所述初始活化极化过电压模型、所述氢燃料电池在阴极的交换电流密度和所述实际运行参数创建所述活化极化过电压模型；其中，所述初始活化极化过电压模型的表达式为：；所述氢燃料电池在阴极的交换电流密度的表达式为：；所述活化极化过电压模型的表达式为：；式中，为所述初始活化极化过电压模型，为理想气体常数，为燃料电池工作温度，为电荷转移系数，为阿伏伽德罗常数，为电流密度，为所述氢燃料电池在阴极的交换电流密度，为所述氢燃料电池在反应中传输的电子数，为阴极催化剂界面上氧气的浓度，为玻尔兹曼常数，为普朗克常数，为吉布斯自由能，为所述活化极化过电压模型，、、为由所述实际运行参数下得到的实验数据所拟合得到的系数。
[0008]优选的，还包括：根据亨利定律确定所述参数。
[0009]优选的，所述根据所述PEMFC的工作机理、所述实际运行参数和所述PEMFC的极限电流密度创建所述PEMFC的浓度极化过电压模型的过程，包括：根据所述氢燃料电池的工作机理创建所述氢燃料电池的初始浓度极化过电压模型，并获取所述氢燃料电池的极限电流密度；根据所述初始浓度极化过电压模型、所述氢燃料电池的极限电流密度和所述实际运行参数创建所述浓度极化过电压模型；其中，所述初始浓度极化过电压模型的表达式为：；所述氢燃料电池的极限电流密度的表达式为：
；所述浓度极化过电压模型的表达式为：；式中，为所述初始浓度极化过电压模型，为理想气体常数，为燃料电池工作温度，为所述氢燃料电池在反应中传输的电子数，为阿伏伽德罗常数，为所述氢燃料电池的极限电流密度，为电流密度，为反应物在流道中的浓度，为传质系数，为气体扩散层的厚度，为气体扩散层的有效扩散系数，为所述浓度极化过电压模型，为物质和的二元等温扩散系数，和为二元等温扩散系数所对应的压力和温度，为燃料电池工作压力，为初始孔隙率，为阴极水达到平衡时气体扩散层的水量，为气体扩散层完全淹没时相对应的水量，、、、为由所述实际运行参数下得到的实验数据所拟合得到的系数。
[0010]优选的，还包括：根据所述氢燃料电池阴阳极的水平衡关系确定所述参数。
[0011]相应的，本专利技术还公开了一种PEMFC的参数调控装置，包括：参数获取模块，用于获取PEMFC在运行过程中的实际运行参数；模型创建模块，用于根据所述PEMFC的工作机理、所述实际运行参数和所述PEMFC的交换电流密度创建所述PEMFC的活化极化过电压模型，并根据所述PEMFC的工作机理、所述实际运行参数和所述PEMFC的极限电流密度创建所述PEMFC的浓度极化过电压模型；参数调控模块，用于根据所述活化极化过电压模型、所述浓度极化过电压模型和所述PEMFC的欧姆极化过电压模型创建所述PEMFC的电压模型，并利用所述电压模型对所述PEMFC的运行参数进行调控。
[0012]相应的，本专利技术还公开了一种PEMFC的参数调控设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如前述所公开的一种PEMFC的参数调控方法的步骤。
[0013]相应的，本专利技术还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述所公开的一种PEMFC的参数调控方法的步骤。
[0014]可见，在本专利技术所提供的PEMFC参数调控方法中，首先是获取PEMFC在运行过程中的实际运行参数，然后，再根据PEMFC的工作机理、PEMFC的实际运行参数以及PEMFC的交换电流密度创建PEMFC的活化极化过电压模型，并根据PEMFC的工作机理、PEMFC的实际运行参数以及PEMFC的极限电流密度创建PEMFC的浓度极化过电压模型；最后，根据活化极化过电压模型、浓度极化过电压模型以及PEMFC的欧姆极化过电压模型来创建PEMFC的电压模型，并根据PEMFC的电压模型来对PEMFC的运行参数进行调控。相较于现有技术而言，因为本专利技术在构建PEMFC电压模型的过程中，是基于PEMFC的工作机理，尽量将PEMFC的交换电流密度以及PEMFC的极限电流密度与更多的实际运行参数相关联。因此，构建所得的PEMFC电压模型不仅准确性高，而且，还能反映更多运行参数对PEMFC性能的影响。显然，当PEMFC电压模型更加准确、可靠，并能反映更多运行参数对PEMFC电压性能的影响时，就可以更为准确地对PEMFC的运行参数进行调控，并使得PEMFC所输出的电压能够更好的与实际应用场景相适配。相应的，本专利技术所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PEMFC的参数调控方法，其特征在于，包括：获取PEMFC在运行过程中的实际运行参数；根据所述PEMFC的工作机理、所述实际运行参数和所述PEMFC的交换电流密度创建所述PEMFC的活化极化过电压模型，并根据所述PEMFC的工作机理、所述实际运行参数和所述PEMFC的极限电流密度创建所述PEMFC的浓度极化过电压模型；根据所述活化极化过电压模型、所述浓度极化过电压模型和所述PEMFC的欧姆极化过电压模型创建所述PEMFC的电压模型，并利用所述电压模型对所述PEMFC的运行参数进行调控。2.根据权利要求1所述的参数调控方法，其特征在于，所述PEMFC具体为氢燃料电池。3.根据权利要求2所述的参数调控方法，其特征在于，所述欧姆极化过电压模型的表达式为：；式中，为所述欧姆极化过电压模型，为膜电阻率，为所述氢燃料电池的电流，为膜厚度，为燃料电池活性面积。4.根据权利要求2所述的参数调控方法，其特征在于，所述根据所述PEMFC的工作机理、所述实际运行参数和所述PEMFC的交换电流密度创建所述PEMFC的活化极化过电压模型的过程，包括：根据所述氢燃料电池的工作机理创建所述氢燃料电池的初始活化极化过电压模型，并获取所述氢燃料电池在阴极的交换电流密度；根据所述初始活化极化过电压模型、所述氢燃料电池在阴极的交换电流密度和所述实际运行参数创建所述活化极化过电压模型；其中，所述初始活化极化过电压模型的表达式为：；所述氢燃料电池在阴极的交换电流密度的表达式为：；所述活化极化过电压模型的表达式为：；式中，为所述初始活化极化过电压模型，为理想气体常数，为燃料电池工作温度，为电荷转移系数，为阿伏伽德罗常数，为电流密度，为所述氢燃料电池在阴极的交换电流密度，为所述氢燃料电池在反应中传输的电子数，为阴极催化剂界面
上氧气的浓度，为玻尔兹曼常数，为普朗克常数，为吉布斯自由能，为所述活化极化过电压模型，、、为由所述实际运行参数下得到的实验数据所拟合得到的系数。5.根据权利要求4所述的参数调控方法，其特征在于，还包括：根据亨利定律确定所述参数。6.根据权利要求2所述的参数调控方法，其特征在于，所述根据所述PEMFC的工作机理、所述实际运行参数和所述PEMFC的极限电流密度创建所述PEMFC的浓度极化过电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：金大鹏，杨则云，刘轩，王旭，张振，
申请(专利权)人：中车工业研究院青岛有限公司，
类型：发明
国别省市：