【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃料电池，尤其涉及一种燃料电池膜电极筛选方法。
技术介绍
1、质子交换膜燃料电池具备效率高、功率密度高、零排放、无污染等优点，在固定式发电与移动式动力源等领域地应用前景广阔。实际应用场景的功率需求促使着燃料电池堆功率不断向上突破，堆叠单电池片数不断增加，与此同时，电堆“短板效应”愈加凸显，即电堆中性能状态最差的单片制约着整堆的稳定与长寿命运行，因此，电堆一致性的保障具有重要意义。
2、由于生产制备过程中的差异，膜电极的不一致性是固有存在的，难以消除，目前膜电极的一致性提升多聚焦于制备工艺改进与结构优化等方面，但作用效果有限，投入成本高，且应用场景的局限性较强。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：目前膜电极的一致性提升多聚焦于制备工艺改进与结构优化等方面，但作用效果有限，投入成本高，且应用场景的局限性较强。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种燃料电池膜电极筛选方法，包括对待筛选膜电极进行组装，形成待筛选电堆；采集各片膜电极的发电性能；获取各片膜电极的参数信息；基于所述发电性能和参数信息对所述膜电极进行初步筛选；对经过初步筛选的膜电极进行一致性筛选；将经过s4与s5步骤筛选得到的膜电极重新组堆。
3、作为本专利技术所述的燃料电池膜电极筛选方法的一种优选方案，其中：对待筛选膜电极进行组装，形成待筛选电堆，包括：组装方式为直接组装为成品堆或通过夹具快速组装，参与筛选的膜电极片数为组堆需求片数×λ，其中λ为裕
4、作为本专利技术所述的燃料电池膜电极筛选方法的一种优选方案，其中：采集各片膜电极的发电性能包括：
5、对所述电堆阳极侧供给氢气，阴极侧供给空气，所述电堆在第一预设温湿条件下运行，获取各片膜电极的发电性能。
6、作为本专利技术所述的燃料电池膜电极筛选方法的一种优选方案，其中：获取各片膜电极的参数信息包括：
7、对所述电堆阳极侧供给氢气，阴极侧供给惰性气体，所述电堆在第二预设温湿条件下运行，采用预设测试获取各片膜电极的参数信息：
8、所述各片膜电极的参数信息包括氢渗透电流密度、催化剂活性面积、欧姆阻抗、双电层电容、短路电阻、各节电池氧传输阻力和各节电池反应物分配量；
9、其中，预设测试为微电流激励法，对组成的电堆施加电流激励，根据激励过程电压响应信号解析膜电极参数。
10、作为本专利技术所述的燃料电池膜电极筛选方法的一种优选方案，其中：基于所述发电性能和参数信息对所述膜电极进行初步筛选包括：
11、所述初步筛选包括第一初筛标准和第二初筛标准，所述发电性能和参数信息需要满足第一初筛标准或第二初筛标准其中一条。
12、作为本专利技术所述的燃料电池膜电极筛选方法的一种优选方案，其中：所述第一初筛标准的数学表达式为：
13、uj∈[umax-δu，umax]
14、ih,j∈[ih,min，ih,min+δih]
15、δj∈[δmax-δδ，δmax]
16、rohm,j∈[rohm,min，rohm,min+δrohm]
17、cdl,j∈[cdl,max-δcdl，cdl,max]
18、re,j∈[re,max-δre，re,max]
19、其中，uj表示各片膜电极在预设电流密度下的电压值，umax表示电压值最大值，δu表示电压偏差控制范围，ih,j表示各片膜电极氢渗透电流密度，ih,min表示氢渗透电流密度最小值，δih表示氢渗透电流密度控制范围，δj表示各片膜电极催化剂活性面积，δmax表示催化剂活性面积最大值，δδ表示催化剂活性面积控制范围，rohm,j表示各片膜电极欧姆阻抗，rohm,min表示欧姆阻抗最小值，δrohm表示欧姆阻抗控制范围，cdl,j表示各片膜电极双电层电容，cdl,max表示双电层电容最大值，δcdl表示双电层电容控制控制范围，re,j表示各片膜电极短路电阻，re,max表示短路电阻最大值，δre表示短路电阻控制范围。
20、作为本专利技术所述的燃料电池膜电极筛选方法的一种优选方案，其中：所述第二初筛标准的数学表达式为：
21、uj∈[uavg-δu1，uavg+δu2]
22、ih,j∈[ih,avg-δih,1，ih,avg+δih,2]
23、δj∈[δavg-δδ1，δavg+δδ2]
24、rohm,j∈[rohm,avg-δrohm,1，rohm,avg+δrohm,2]
25、cdl,j∈[cdl,avg-δcdl,1，cdl,avg+δcdl,2]
26、re,j∈[re,avg-δre,1，re,avg+δre,2]
27、其中，uavg表示预设电流密度下的平均电压值，δu1表示电压值下限控制范围，δu2表示电压值上限控制范围，ih,avg表示氢渗透电流密度平均值，δih,1表示氢渗透电流密度下限控制范围，δih,2表示氢渗透电流密度上限控制范围，δavg表示催化剂活性面积平均值，δδ1表示催化剂活性面积下限控制范围，δδ2表示催化剂活性面积上限控制范围，rohm,avg表示欧姆阻抗平均值，，δrohm,1表示欧姆阻抗下限控制范围，δrohm,2表示欧姆阻抗上限控制范围，cdl,avg表示双电层电容平均值，δcdl,1表示双电层电容下限控制范围，δcdl,2表示双电层电容上限控制范围，re,avg表示短路电阻平均值，δre,1表示短路电阻下限控制范围，δre,2表示短路电阻上限控制范围。
28、作为本专利技术所述的燃料电池膜电极筛选方法的一种优选方案，其中：对经过初步筛选的膜电极进行一致性筛选包括：
29、基于各片膜电极的发电性能和膜电极参数，计算获取各片膜电极一致性指标，其计算表达式为：
30、qj＝γ1er,j+γ2eth,j+(1-γ1-γ2)deth,j
31、其中，qj表示各片膜电极一致性指标，γ1和γ2表示加权因子，er,j表示预设电流密度下的实测发电性能，eth,j表示基于膜电极参数模型的理论发电性能，deth,j表示理论发电性能关于各个膜电极参数的全微分。
32、作为本专利技术所述的燃料电池膜电极筛选方法的一种优选方案，其中：满足膜电极一致性指标的膜电极符合正式组堆标准，其数学表达式为：
33、qj∈[qavg-δq1，qavg+δq2]
34、其中，其中，qavg表示一致性指标平均值，δq1表示一致性指标下限控制范围，δq2表示一致性指标上限控制范围。
35、本专利技术的有益效果：基于各片膜电极的发电性能和参数信息，对各片膜电极进行初步筛选，初步筛选有利于，剔除明显不合格的膜电极，减少进行一致性筛选时的数量，降低分析量，各片膜电极的发电性能和参数信息更能真实全面地反映出各片膜电极的健康状态及理化性质，结合此计算结果对膜电极进行一致性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种燃料电池膜电极筛选方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的燃料电池膜电极筛选方法，其特征在于：对待筛选膜电极进行组装，形成待筛选电堆，包括：
3.如权利要求2所述的燃料电池膜电极筛选方法，其特征在于：采集各片膜电极的发电性能包括：
4.如权利要求3所述的燃料电池膜电极筛选方法，其特征在于：获取各片膜电极的参数信息包括：
5.如权利要求4所述的燃料电池膜电极筛选方法，其特征在于：基于所述发电性能和参数信息对待筛选膜电极进行初步筛选包括：
6.如权利要求5所述的燃料电池膜电极筛选方法，其特征在于：
7.如权利要求5所述的燃料电池膜电极筛选方法，其特征在于：
8.如权利要求7所述的燃料电池膜电极筛选方法，其特征在于：对经过初步筛选的膜电极进行一致性筛选包括：
9.如权利要求8所述的燃料电池膜电极筛选方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池膜电极筛选方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的燃料电池膜电极筛选方法，其特征在于：对待筛选膜电极进行组装，形成待筛选电堆，包括：
3.如权利要求2所述的燃料电池膜电极筛选方法，其特征在于：采集各片膜电极的发电性能包括：
4.如权利要求3所述的燃料电池膜电极筛选方法，其特征在于：获取各片膜电极的参数信息包括：
5.如权利要求4所述的燃料电池...
【专利技术属性】
技术研发人员：王鹤，
申请(专利权)人：北京氢华新源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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