[发明专利]一种燃料电池的剩余寿命预测方法及装置

说明书

本发明公开了一种燃料电池的剩余寿命预测方法及装置，其中，燃料电池由多个单体组成，燃料电池的剩余寿命预测方法包括：获取燃料电池在运行工况期间的参数数据；参数数据至少包括电压、电流、单体电压、空气进气流量、空气进气压力和冷却水入口温度；根据参数数据获取融合健康指标；并根据融合健康指标获取燃料电池的健康状态值；获取燃料电池在运行工况期间内的行为；行为至少包括启动、停止、变载和故障急停；根据时间、健康状态值和行为训练长短期记忆神经网络模型；并根据长短期记忆神经网络模型预测燃料电池的剩余寿命。本发明提供的技术方案，可实现在行车工况下对燃料电池的剩余寿命的精准预测。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其涉及一种燃料电池的剩余寿命预测方法及装置。

背景技术

燃料电池具备温室气体排放少、能源转换效率高等优点，然而车载燃料电池系统启停频繁、工况复杂，严重影响了燃料电池系统的使用寿命。因此，有效的预测燃料电池的剩余使用寿命，对延长其使用寿命、促进燃料电池商业化发展具有重要的意义。

现有技术基于稳态实验条件下的燃料电池的耐久实验，采用数据驱动的方法对其剩余使用寿命进行预测，未考虑到实际运行工况中启停、变载、故障急停等行为对燃料电池性能衰减的影响，而燃料电池在启停过程中会产生移动的氢氧界面，多次启停后阴极会发生Pt催化剂颗粒的流失与碳载体的腐蚀，变载与故障急停会对质子膜造成物理损伤，瞬时的操作条件变化会造成单体阻值分布不均，加剧催化剂的腐蚀，同时单一健康指标并不能完整反映燃料电池的健康状态值，燃料单体电压长时间处于不均衡状态下会出现某一节或几节反极的情况，严重影响燃料电池的耐久性。

发明内容

本发明实施例提供了一种燃料电池的剩余寿命预测方法及装置，以实现在行车工况下对燃料电池的剩余寿命的精准预测。

第一方面，本发明实施例提供了一种燃料电池的剩余寿命预测方法，所述燃料电池由多个单体组成，所述燃料电池的剩余寿命预测方法包括：

获取所述燃料电池在运行工况期间的参数数据；所述参数数据至少包括电压、电流、单体电压、空气进气流量、空气进气压力和冷却水入口温度；

根据所述参数数据获取融合健康指标；并根据所述融合健康指标获取燃料电池的健康状态值；

获取所述燃料电池在所述运行工况期间内的行为；所述行为至少包括启动、停止、变载和故障急停；

根据时间、所述健康状态值和所述行为训练长短期记忆神经网络模型；并根据所述长短期记忆神经网络模型预测所述燃料电池的剩余寿命。

可选的，提取所述燃料电池在所述运行工况期间的所述参数数据，包括：

提取所述燃料电池在所述运行工况期间的电压的稳定区间；

获取所述稳定区间内的所述参数数据。

可选的，根据所述参数数据获取所述融合健康指标，包括：

根据所述参数数据获取所述燃料电池在所述运行工况期间内不同时刻的标准电压V_ek；并计算当前时刻所述燃料电池的标准电压V_ek与实际电压V_real之间的差值ΔV＝V_ek-V_real；

根据所述单体电压和所述燃料电池中的单体个数获取单体电压波动率C_v；

统计所述燃料电池不同时刻的最低单体电压的单体数据n；

根据所述燃料电池的标准电压与实际电压之间的差值ΔV、所述单体电压波动率C_v和所述最低单体电压的单体数据n建立所述融合健康指标HI＝f(ΔV,n,C_v)。