[发明专利]一种燃料电池变载方法、电子设备及介质

说明书

本发明涉及一种燃料电池变载方法，包括以下步骤：S1：基于统计分析，通过计算燃料电池的气体浓度分布的标准差，表征电极表面反应气体浓度分布均匀度；采用动态过程中的气体浓度分布的标准差的最大值表征变载过程中气体分布均匀度；S2：确定变载幅度，绘制在该变载幅度下，气体分布均匀度随变载速度的变化曲线；S3：根据气体分布均匀度随变载速度的变化曲线，以及变载幅度和变载速度与气体分布均匀度之间的关系，进一步绘制该燃料电池容许的变载幅度‑速度曲线，根据该变载幅度‑速度曲线制定变载策略。与现有技术相比，本发明能够有效控制电池内部缺气现象的产生，进而提高电池寿命。

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变载方法、电子设备及介质。

背景技术

随着能源危机与环境保护问题日趋严重，世界各国和各主要汽车整车厂、零部件供应商都在致力于新能源汽车的研发与推广，纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车发展迅速。其中，燃料电池汽车具有补充能量迅速、续航里程长、清洁高效等优点，其发展前景受到广泛地肯定。

质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)具有零排放、无污染、高效率、工作温度低等优势，被用作燃料电池汽车动力源。PEMFC作为固定能源时寿命可达30000小时，作为车用动力源时寿命仅为2500-3000小时，燃料电池寿命问题严重制约了燃料电池汽车的大规模商业化。

由于车辆运行工况复杂多变而引发的反应气体供应不足、内部气体分布不均匀问题是燃料电池寿命衰减的重要原因之一。缺气现象指燃料电池在氢气或空气的化学计量比小于1时的工作状态，主要由工作条件、结构参数、大幅度变载等引起，会导致碳载体的腐蚀和催化剂的流失，使燃料电池寿命和性能严重衰退。在燃料电池的结构设计、工作条件选择和控制策略制定中应尽量避免燃料电池缺气现象的产生。

现有技术在制定燃料电池的变载策略时主要考虑变载过程中电池输出性能的变化，但实际上电池内部的气体分布对电池寿命有着更为直接的影响，当发生局部缺气以及气体的不均匀分布时，电池的输出性能可能不会产生到明显的变化，这意味着现有技术目前根据输出性能制定的变载策略不能有效控制电池内部缺气现象的产生，进而无法限制缺气对电池寿命的衰减。

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变载方法、电子设备及介质，该发明能够有效控制电池内部缺气现象的产生，进而提高电池寿命。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

根据本发明的第一个方面，本发明提供一种燃料电池变载方法，包括以下步骤：

S1：基于统计分析，通过计算燃料电池在动态过程中的气体浓度分布的标准差，表征电极表面反应气体浓度分布均匀度；

S2：确定变载幅度，绘制在该变载幅度下，气体分布均匀度随变载速度的变化曲线；

S3：根据气体分布均匀度随变载速度的变化曲线，以及变载幅度和变载速度与气体分布均匀度之间的关系，进一步绘制该燃料电池容许的变载幅度-速度曲线，根据该变载幅度-速度曲线制定变载策略。

优选地，所述S1中，采用动态过程中的气体浓度分布的标准差的最大值表征变载过程中气体分布均匀度。

优选地，通过描述气体浓度分布的标准差的最大值与变载幅度和变载速度之间的关系，进而描述气体分布均匀度与变载幅度和变载速度之间的关系。

优选地，描述气体浓度分布的标准差的最大值与变载幅度和变载速度之间的关系的公式如下所示：

δ＝f(u，v)

式中，u为变载幅度，v为变载速度，δ为对应的气体浓度标准差最大值，f为自变量u、v的增函数。