[发明专利]基于燃料电池极化曲线变化规律的寿命预测方法和装置

权利要求书

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的寿命预测装置，其特征在于，包括：

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；

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；

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；

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；

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。

7.根据权利要求6所述的基于燃料电池极化曲线变化规律的寿命预测装置，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。