[发明专利]一种燃料电池电堆的耐久性评价方法和装置

说明书

本发明涉及一种燃料电池电堆的耐久性评价方法和装置，方法包括将燃料电池电堆在耐久性循环工况下进行测试，采集燃料电池的运行参数；获取采集参数随时间的变化趋势；根据测试耐久性循环工况的曲线获得加载电流密度点；利用秩和比法计算各个加载电流密度点的加权秩和比值，选取出特征电流密度点；使用客观权重赋值法计算特征电流密度点所占权重；获取燃料电池电堆在各个特征电流密度点下的某一运行参数作为评价指标；将评价指标乘以所在特征电流密度点的权重后再进行求和，得到综合评价值。与现有技术相比，本发明具有替代了传统方法中采用单个固定电流点工况进行耐久性评价，使评价精度更加贴合实际使用，准确度更高等优点。

技术领域

本发明涉及燃料电池检测领域，尤其是涉及一种燃料电池电堆的耐久性评价方法和装置。

背景技术

国内外有多种方法对燃料电池的耐久性性能进行评价。例如Sudarshan L.等开发了PEMFC的数学模型，通过控制氢气流速、氢气湿度和氢气偏压等输入参数分析不同参数对燃料电池堆性能的影响，并对不同情况下的极化曲线进行了评价。唐建均等结合质子交换膜燃料电池汽车的实际运行情况及各工况对膜电极耐久性的影响，采用单电池性能衰减、催化剂电化学活性面积下降和和氢渗透率增加作为评价膜电极耐久性的依据，从而制定了评价膜电极耐久性的模拟工况耐久性测试方法。

目前对于燃料电池的耐久性评价通常是针对额定工况下的某一点进行测试，即通过检测燃料电池某一参数在额定工况下的衰减程度在判断耐久度。但是，这种方式和实际工作状态差异较大，燃料电池在实际使用中在较长时间内处于非额定工况。由此，传统评价方法的精确度较低，往往导致燃料电池的提前报废，提高生产成本且降低使用体验。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种燃料电池电堆的耐久性评价方法和装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种燃料电池电堆的耐久性评价方法，包括：

S1、将燃料电池电堆在耐久性循环工况下进行测试，采集燃料电池的运行参数；

S2、获取采集参数随时间的变化趋势；

S3、根据测试耐久性循环工况的曲线获得加载电流密度点；

S4、利用秩和比法计算各个加载电流密度点的加权秩和比值，选取加权秩和比值最高的多个加载电流密度点作为特征电流密度点；

S5、使用客观权重赋值法计算特征电流密度点所占权重；

S6、获取燃料电池电堆在各个特征电流密度点下的某一运行参数作为评价指标；

S7、将评价指标乘以所在特征电流密度点的权重后再进行求和，得到综合评价值；

S8、根据综合评价值的衰减程度评价燃料电池电堆的耐久性。

进一步地，所述步骤S4中，各个加载电流密度点的加权秩和比值计算步骤包括：

S41、建立运行参数x，即原始评价指标数据矩阵，其表达式为：

式中，n表示采集参数变化的时间段数，p表示加载电流密度点，X_ij表示第i个样本的第j项评价指标的数值；

S42、通过非整次法计算高优指标R_ij，其表达式为：

式中，X_max＝max(X_1j,X_2j,...,X_nj)，X_min＝min(X_1j,X_2j,...,X_nj)；