[发明专利]燃料电池电堆健康的评估方法、装置、系统和电子设备

说明书

本发明提供一种燃料电池电堆健康的评估方法、装置、系统和电子设备，上述方法包括：基于预设的第一时间间隔，采集燃料电池电堆的实时伏安参数；根据实时伏安参数或预设的工况状态，确定燃料电池电堆在工作过程中的工况种类、工况种类的个数和每个工况种类的采样次数；根据实时伏安参数、采样次数、工况种类和工况种类的个数，确定燃料电池电堆的单一健康度；若单一健康度出现变化的个数与工况种类的个数之间的比值大于预设的计算阈值，则根据单一健康度更新综合健康度。本申请能够综合评估一段时间内的燃料电池电堆的伏安数据的变化情况，可以避免燃料电池电堆不同运行工况瞬态变化（比如水淹、欠氢、欠氧）等问题对电堆健康度评估的干扰。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，尤其是涉及一种燃料电池电堆健康的评估方法、装置、系统和电子设备。

背景技术

随着质子交换膜燃料电池的兴起，越来越多的人投入到其研究当中，但发展至今，仍然没有一个准确的、实时的判定质子交换膜燃料电池寿命的方法。

目前基本上是通过检测电堆额定电流下的输出电压来判定电堆性能，或者针对质子交换膜燃料电池内部的质子膜、催化剂、气体扩散层等关键材料的水传输进行分析，从而确定电堆的寿命；然而第一种方案无法实时检测电堆性能，且操作步骤繁琐，第二种方案测得的寿命误差较大。

发明内容

基于此，本申请提供一种燃料电池电堆健康的评估方法、装置、系统和电子设备，本申请利用实时的伏安特性曲线对燃料电池电池进行评估，以实时评估电池的健康度，本方案可以避免电堆不同运行工况瞬态变化（比如水淹、欠氢、欠氧）等问题对电堆寿命预测的干扰。

第一方面，本发明提供一种燃料电池电堆健康的评估方法，上述方法包括：基于预设的第一时间间隔，采集燃料电池电堆的实时伏安参数；根据实时伏安参数或预设的工况状态，确定燃料电池电堆在工作过程中的工况种类、工况种类的个数和每个工况种类的采样次数；根据实时伏安参数、采样次数、工况种类和工况种类的个数，确定燃料电池电堆的单一健康度；若单一健康度出现变化的个数与工况种类的个数之间的比值大于预设的计算阈值，则根据单一健康度更新综合健康度。

在可选的实施方式中，基于预设的第一时间间隔，采集燃料电池电堆的实时伏安参数的步骤之前，上述方法还包括：若燃料电池电堆为出厂后初次运行，则在预设的第二时间间隔内采集燃料电池电堆的初始伏安参数；其中，第二时间间隔大于第一时间间隔；根据初始伏安参数，校正预先采集的出厂伏安参数，得到校正伏安参数和校正健康度。

在可选的实施方式中，根据实时伏安参数或预设的工况状态，确定燃料电池电堆在工作过程中的工况种类、工况种类的个数和每个工况种类的采样次数的步骤，包括：根据实时伏安参数或预设的工况状态，确定燃料电池电堆的输出功率；根据输出功率确定工况种类、工况种类的个数和采样次数，其中，燃料电池电堆的输出功率相同的状态为同一种类的工况。

在可选的实施方式中，根据实时伏安参数、采样次数、工况种类和工况种类的个数，确定燃料电池电堆的单一健康度的步骤，包括：根据采样次数和第一时间间隔，确定单一工况的持续采样时间；若持续采样时间大于或者等于预设的第三时间间隔，则计算在单一工况下的单一健康度。

在可选的实施方式中，基于下述算式计算在单一工况下的单一健康度：；其中，为单一健康度，为实时伏安参数中的实时电压值，为出厂时的单一工况下的额定电压值，为单一工况下的采样次数。

在可选的实施方式中，基于下述算式确定综合健康度：；其中，为综合健康度，为工况种类的个数。

在可选的实施方式中，上述方法还包括：根据燃料电池电堆的历史异常情况和测试人员相应的历史修正操作，确定当前的异常情况所对应的当前的修正操作。