CN114420981B - 一种燃料电池耐久性测评的预检测方法和装置 - Google Patents

一种燃料电池耐久性测评的预检测方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种燃料电池耐久性测评的预检测方法和装置，其中，该方法包括：对待测燃料电池进行活化，获取活化后待测燃料电池的初始极化曲线中的第一目标点对应的第一电流；根据第一目标点，获取活化后待测燃料电池的初始极化曲线中的第二目标点对应的第二电流；将待测燃料电池运行预设时长时间，获取待测燃料电池的当前极化曲线中的第三目标点对应的第三电流；根据第一电流、第二电流和第三电流以及燃料电池老化过程中电压、电流和时间之间的特性公式，判断待测燃料电池能否通过燃料电池的耐久性测评。本发明可快速判断燃料电池是否能通过耐久性测评，实施方便简洁，能够实现燃料电池的耐久性评价的预检测。

Description

一种燃料电池耐久性测评的预检测方法和装置
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耐久性测评的预检测方法和装置。
背景技术
燃料电池的快速耐久性评价，可通过分工况的方式进行，燃料电池的典型工况可分为变载、启停、大负荷和怠速四种，每个工况需要达到一定的目标时长才能实现较好的评测效果，国家标准《车用质子交换膜燃料电池堆使用寿命测试评价方法》中，各分工况均设定了最低测试时长，故电堆耐久性测评有最低的时长要求。然而，目前尚无快速判定燃料电池能否通过预定时长耐久性测试的方法。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的目的在于提出一种燃料电池耐久性测评的预检测方法，运用燃料电池老化过程中电压、电流和时间之间所具有的特性公式，通过在燃料电池活化后获取两次不同时间的燃料电池的极化曲线，即可快速判断燃料电池是否能通过耐久性测评。
本发明的另一个目的在于提出一种燃料电池耐久性测评的预检测装置。
为达上述目的，本发明一方面提出了一种燃料电池耐久性测评的预检测方法，包括：对待测燃料电池进行活化，获取活化后待测燃料电池的初始极化曲线中的第一目标点对应的第一电流；根据所述第一目标点，获取活化后待测燃料电池的初始极化曲线中的第二目标点对应的第二电流；将所述待测燃料电池运行预设时长时间，获取所述待测燃料电池的当前极化曲线中的第三目标点对应的第三电流；根据所述第一电流、第二电流和第三电流以及燃料电池老化过程中电压、电流和时间之间的特性公式，判断所述待测燃料电池能否通过燃料电池的耐久性测评。
另外，根据本发明上述实施例的燃料电池耐久性测评的预检测方法还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第一目标点对应的电压为第一电压。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据所述第一目标点，获取活化后待测燃料电池的初始极化曲线中的第二目标点对应的第二电流，包括：根据所述第一电压和电压衰减百分比确定第二电压，并根据所述第二电压获取活化后待测燃料电池的初始极化曲线中的第二目标点；所述第二目标点对应的电压为所述第二电压。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第三目标点对应的第三电流为对应所述第二电压的电流。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述燃料电池老化过程中电压、电流和时间之间的特性公式为：
其中，t1为从燃料电池活化完成到获取初始极化曲线所经历的时间，t2为从燃料电池活化完成到获取当前极化曲线所经历的时间，tL为从燃料电池活化完成到燃料电池达到老化目标所经历的时间，t*为从燃料电池活化完成并进行预设时长时间运行获取当前极化曲线后再经历t0h耐久性测评之后的时间点，其中，t*＝t2+t0，I1为初始极化曲线中的第一电流，I2为初始极化曲线中的第二电流，I3为当前极化曲线中的第三电流，It*为从燃料电池活化完成并进行预设时长时间运行获取当前极化曲线后再经历t0h耐久性测评之后的极化曲线上对应第二电压的电流值，k为电流的指数衰减常数；若
It*>I1
或t*<tL，
则待测燃料电池能够通过t0h的耐久性测评实验。
本发明实施例的燃料电池耐久性测评的预检测方法，对待测燃料电池进行活化，获取活化后待测燃料电池的初始极化曲线中的第一目标点对应的第一电流；根据第一目标点，获取活化后待测燃料电池的初始极化曲线中的第二目标点对应的第二电流；将待测燃料电池运行预设时长时间，获取待测燃料电池的当前极化曲线中的第三目标点对应的第三电流；根据第一电流、第二电流和第三电流以及燃料电池老化过程中电压、电流和时间之间的特性公式，判断待测燃料电池能否通过燃料电池的耐久性测评。本发明可快速判断燃料电池是否能通过耐久性测评，实施方便简洁，能够实现燃料电池的耐久性评价的预检测。
为达到上述目的，本发明另一方面提出了一种燃料电池耐久性测评的预检测装置，包括：
第一获取模块，用于对待测燃料电池进行活化，获取活化后待测燃料电池的初始极化曲线中的第一目标点对应的第一电流；
第一确定模块，用于根据所述第一目标点，确定活化后待测燃料电池的初始极化曲线中的第二目标点对应的第二电流；
第二获取模块，用于将所述待测燃料电池运行预设时长时间，获取待测燃料电池的当前极化曲线中的第三目标点对应的第三电流；
判断模块，用于根据所述第一电流、第二电流和第三电流以及燃料电池老化过程中电压、电流和时间之间的特性公式，判断所述待测燃料电池能否通过燃料电池的耐久性测评。
本发明实施例的燃料电池耐久性测评的预检测装置，运用燃料电池老化过程中电压、电流和时间之间所具有的特性公式，通过在燃料电池活化后获取两次不同时间的燃料电池的极化曲线，即可快速判断燃料电池是否能通过耐久性测评。本发明方便简洁，能够实现燃料电池的耐久性评价的预检测。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明实施例的燃料电池耐久性测评的预检测方法的流程图；
图2为根据本发明实施例的燃料电池耐久性测评的预检测方法示意图；
图3为根据本发明实施例的燃料电池耐久性测评的预检测装置的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的燃料电池耐久性测评的预检测方法及装置。
图1是本发明一个实施例的燃料电池耐久性测评的预检测方法的流程图。
如图1所示，该燃料电池耐久性测评的预检测方法包括以下步骤：
S1，对待测燃料电池进行活化，获取活化后待测燃料电池的初始极化曲线中的第一目标点对应的第一电流。
具体地，如图2所示，为图中实线，确定第一目标点。首先对待测燃料电池进行活化，活化完成后获取待测燃料电池的初始状态的极化曲线，在初始极化曲线中选定点P1(I1，V1)，V1为该点的第一电压，该点的电流I1为第一电流，t1为从燃料电池活化完成到获取初始极化曲线所经历的时间。
需要说明的是，在对待测燃料电池进行活化时，如果活化期间出现性能下降等非正常现象，则需更换新的燃料电池并重新进行活化。
S2，根据第一目标点，获取活化后待测燃料电池的初始极化曲线中的第二目标点对应的第二电流。
具体地，如图2所示，在初始极化曲线上确定第二目标点P2(I2，V2)。在初始极化曲线上确定的第二目标点P2(I2，V2)，其电压值V2由第一电压V1和电压的衰减百分比确定，衰减百分比通常取10-20％，第二目标点的电压值V2为第二电压，电流值I2为第二电流。
S3，将待测燃料电池运行预设时长时间，获取待测燃料电池的当前极化曲线中的第三目标点对应的第三电流。
具体地，将待测燃料电池运行预设时长时间，获取待测燃料电池的当前极化曲线，为图2中的虚线，并获取第三目标点。
进一步地，以对应第二电压V2的电流为第三电流I3并确定第三目标点P3(I3，V2)。
S4，根据第一电流、第二电流和第三电流以及燃料电池老化过程中电压、电流和时间之间的特性公式，判断待测燃料电池能否通过燃料电池的耐久性测评。
具体地，根据第一电流I1、第二电流I2和第三电流I3及燃料电池老化过程中电压、电流和时间之间的特性公式判断待测燃料电池能否通过燃料电池的耐久性测评。
进一步地，燃料电池老化过程中电压、电流和时间的特性公式包括：
其中，t1为从燃料电池活化完成到获取初始极化曲线所经历的时间，t2为从燃料电池活化完成到获取当前极化曲线所经历的时间，tL为从燃料电池活化完成到燃料电池达到老化目标(由第一电压及电压衰减百分比确定)所经历的时间，t*为从燃料电池活化完成并进行预设时长时间运行获取当前极化曲线后再经历t0h耐久性测评之后的时间点(其中，t*＝t2+t0)，I1为初始极化曲线中的第一电流(即燃料电池达到老化目标时极化曲线上对应第二电压的电流值)，I2为初始极化曲线中的第二电流，I3为当前极化曲线中的第三电流，It*为从燃料电池活化完成并进行预设时长时间运行获取当前极化曲线后再经历t0h耐久性测评之后的极化曲线上对应第二电压的电流值，k为电流的指数衰减常数。若
It*>I1
或t*<tL，
则可认为待测燃料电池能够通过t0h的耐久性测评实验。
根据本发明实施例提出的燃料电池耐久性测评的预检测方法，运用燃料电池老化过程中电压、电流和时间之间所具有的特性公式，通过在燃料电池活化后获取两次不同时间的燃料电池的极化曲线，即可快速判断燃料电池是否能通过耐久性测评。本发明方便简洁，能够实现燃料电池的耐久性评价的预检测。
为了实现上述实施例，如图3所示，本实施例中还提供了燃料电池耐久性测评的预检测装置10，该装置10包括：第一获取模块100、第一确定模块200、第二获取模块300和判断模块400。
第一获取模块100，用于对待测燃料电池进行活化，获取活化后待测燃料电池的初始极化曲线中的第一目标点对应的第一电流；
第一确定模块200，用于根据第一目标点，确定活化后待测燃料电池的初始极化曲线中的第二目标点对应的第二电流；
第二获取模块300，用于将待测燃料电池运行预设时长时间，获取待测燃料电池的当前极化曲线中的第三目标点对应的第三电流；
判断模块400，用于根据第一电流、第二电流和第三电流以及燃料电池老化过程中电压、电流和时间之间的特性公式，判断待测燃料电池能否通过燃料电池的耐久性测评。
进一步地，第一目标点对应的电压为第一电压。
进一步地，上述第一确定模块200，还用于：根据第一电压和电压衰减百分比确定第二电压，并根据第二电压获取活化后待测燃料电池的初始极化曲线中的第二目标点；第二目标点对应的电压为第二电压。
进一步地，第三目标点对应的第三电流为对应第二电压的电流。
进一步地，燃料电池老化过程中电压、电流和时间之间的特性公式为：
其中，t1为从燃料电池活化完成到获取初始极化曲线所经历的时间，t2为从燃料电池活化完成到获取当前极化曲线所经历的时间，tL为从燃料电池活化完成到燃料电池达到老化目标所经历的时间，t*为从燃料电池活化完成并进行预设时长时间运行获取当前极化曲线后再经历t0h耐久性测评之后的时间点，其中，t*＝t2+t0，I1为初始极化曲线中的第一电流，I2为初始极化曲线中的第二电流，I3为当前极化曲线中的第三电流，It*为从燃料电池活化完成并进行预设时长时间运行获取当前极化曲线后再经历t0h耐久性测评之后的极化曲线上对应第二电压的电流值，k为电流的指数衰减常数；若
It*>I1
或t*<tL，
则待测燃料电池能够通过t0h的耐久性测评实验。
根据本发明实施例提出的燃料电池耐久性测评的预检测装置，运用燃料电池老化过程中电压、电流和时间之间所具有的特性公式，通过在燃料电池活化后获取两次不同时间的燃料电池的极化曲线，即可快速判断燃料电池是否能通过耐久性测评。本发明方便简洁，能够实现燃料电池的耐久性评价的预检测。
需要说明的是，前述对燃料电池耐久性测评的预检测方法实施例的解释说明也适用于该实施例的燃料电池耐久性测评的预检测装置，此处不再赘述。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (2)

1.一种燃料电池耐久性测评的预检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
对待测燃料电池进行活化，获取活化后待测燃料电池的初始极化曲线中的第一目标点对应的第一电流；
根据所述第一目标点，获取活化后待测燃料电池的初始极化曲线中的第二目标点对应的第二电流；
将所述待测燃料电池运行预设时长时间，获取所述待测燃料电池的当前极化曲线中的第三目标点对应的第三电流；
根据所述第一电流、第二电流和第三电流以及燃料电池老化过程中电压、电流和时间之间的特性公式，判断所述待测燃料电池能否通过燃料电池的耐久性测评；
所述第一目标点对应的电压为第一电压；
所述根据所述第一目标点，获取活化后待测燃料电池的初始极化曲线中的第二目标点对应的第二电流，包括：
根据所述第一电压和电压衰减百分比确定第二电压，并根据所述第二电压获取活化后待测燃料电池的初始极化曲线中的第二目标点；所述第二目标点对应的电压为所述第二电压；
所述第三目标点对应的第三电流为对应所述第二电压的电流；
所述燃料电池老化过程中电压、电流和时间之间的特性公式为：
其中，t1为从燃料电池活化完成到获取初始极化曲线所经历的时间，t2为从燃料电池活化完成到获取当前极化曲线所经历的时间，tL为从燃料电池活化完成到燃料电池达到老化目标所经历的时间，t*为从燃料电池活化完成并进行预设时长时间运行获取当前极化曲线后再经历t0 h耐久性测评之后的时间点，其中，t*＝t2+t0，I1为初始极化曲线中的第一电流，I2为初始极化曲线中的第二电流，I3为当前极化曲线中的第三电流，It*为从燃料电池活化完成并进行预设时长时间运行获取当前极化曲线后再经历t0 h耐久性测评之后的极化曲线上对应第二电压的电流值，k为电流的指数衰减常数；若
It*>I1
或t*<tL，
则待测燃料电池能够通过t0 h的耐久性测评实验。
2.一种燃料电池耐久性测评的预检测装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于对待测燃料电池进行活化，获取活化后待测燃料电池的初始极化曲线中的第一目标点对应的第一电流；
第一确定模块，用于根据所述第一目标点，确定活化后待测燃料电池的初始极化曲线中的第二目标点对应的第二电流；
第二获取模块，用于将所述待测燃料电池运行预设时长时间，获取所述待测燃料电池的当前极化曲线中的第三目标点对应的第三电流；
判断模块，用于根据所述第一电流、第二电流和第三电流以及燃料电池老化过程中电压、电流和时间之间的特性公式，判断所述待测燃料电池能否通过燃料电池的耐久性测评；
所述第一目标点对应的电压为第一电压；
所述第一确定模块，还用于：
根据所述第一电压和电压衰减百分比确定第二电压，并根据所述第二电压获取活化后待测燃料电池的初始极化曲线中的第二目标点；所述第二目标点对应的电压为所述第二电压；
所述第三目标点对应的第三电流为对应所述第二电压的电流；
所述燃料电池老化过程中电压、电流和时间之间的特性公式为：
其中，t1为从燃料电池活化完成到获取初始极化曲线所经历的时间，t2为从燃料电池活化完成到获取当前极化曲线所经历的时间，tL为从燃料电池活化完成到燃料电池达到老化目标所经历的时间，t*为从燃料电池活化完成并进行预设时长时间运行获取当前极化曲线后再经历t0 h耐久性测评之后的时间点，其中，t*＝t2+t0，I1为初始极化曲线中的第一电流，I2为初始极化曲线中的第二电流，I3为当前极化曲线中的第三电流，It*为从燃料电池活化完成并进行预设时长时间运行获取当前极化曲线后再经历t0 h耐久性测评之后的极化曲线上对应第二电压的电流值，k为电流的指数衰减常数；若
It*>I1
或t*<tL，则待测燃料电池能够通过t0 h的耐久性测评实验。
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