[发明专利]随燃料电池衰减变化的电化学交流阻抗谱预测方法及系统

说明书

本发明涉及一种随燃料电池衰减变化的电化学交流阻抗谱预测方法及系统，包括数据记录步骤：在燃料电池衰减实验中，以T为时间周期，记录待测数据的数值变化；方程建立步骤：建立待测数据与衰减测试时间的方程；参数计算验证步骤：基于建立的方程计算验证方程的参数；待测数据预估步骤：根据计算得到参数的估计值，预估待测数据随测试时间的变化；燃料电池电化学交流阻抗谱预估步骤：基于预估的待测数据，预估燃料电池电化学交流阻抗谱。本方法通过燃料电池衰减过程中累积的高频、低频测试结果，基于贝叶斯原理及等效电路模型预估交流阻抗谱变化。与现有技术相比，本发明精度高、计算结果可靠性高、同时可以降低燃料电池寿命测试所需时间。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，具体地，涉及随燃料电池衰减变化的电化学交流阻抗谱预测方法及系统。

背景技术

燃料电池在运行过程中类似一个黑盒，电化学交流阻抗谱作为一种有效的电化学测试手段，可以为燃料电池运行状态提供多维的数据，用于评估燃料电池当前运行状态以及剩余寿命预测。

电化学交流阻抗谱在测试过程中需要消耗额外的能源用于提供交流信号的输入，并且长时间的测试会对燃料电池造成一定的不可逆损伤。有效的电化学交流阻抗谱模型对于燃料电池的电化学交流阻抗谱测试至关重要，可以有效地减少测试时间，减低对燃料电池的损伤，提高燃料电池寿命。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种随燃料电池衰减变化的电化学交流阻抗谱预测方法及系统。

根据本发明提供的一种随燃料电池衰减变化的电化学交流阻抗谱预测方法，包括如下步骤：

数据记录步骤：在燃料电池衰减实验中，以T为时间周期，记录待测数据的数值变化；

方程建立步骤：建立待测数据与衰减测试时间的方程；

参数计算验证步骤：基于建立的方程计算验证方程的参数；

待测数据预估步骤：根据计算得到参数的估计值，预估待测数据随测试时间的变化；

燃料电池电化学交流阻抗谱预估步骤：基于预估的待测数据，预估燃料电池电化学交流阻抗谱。

优选地，还包括偏差预估步骤：基于高斯分布的累积分布函数，计算预估值在设定的置信程度下的取值区间，得到概率函数。

优选地，所述待测数据包括高频内阻r_ohm、高频阻抗弧半径R_hf以及低频阻抗弧半径R_lf。

优选地，待测数据与衰减测试时间的方程为：r＝a₂x²+a₁x+a₀+ε，其中ε为噪声均方差，a₂,a₁,a₀为多项式系数，仪器噪声满足高斯分布N(0,ε²)，取a＝(a₂,a₁,a₀)^T，x＝(x²,x,1)^T，则r＝a^T*x+ε。

优选地，所述参数计算验证步骤包括：

多项式系数a先验分布P(a)满足高斯概率分布其中和σ²分别为先验分布均值和方差；

在系数下，似然函数P(r|a)满足高斯概率分布

多项式系数a后验分布P(a|r)满足高斯概率分布

后验分布、先验分布、似然函数间满足：

均值计算公式为：