CN115312814B 一种氢燃料电池系统自适应氧气过量比设置方法 （浙江大学）

一种氢燃料电池系统自适应氧气过量比设本发明公开了一种氢燃料电池系统自适应燃料电池系统的经济性最优氧气过量比曲线和单片燃料电池在老化阶段k时的极化曲线，辨识隔期间的总电压降和电化学表面积下降导致的终确定燃料电池在老化阶段k时的阴极自适应氧于新老化阶段的燃料电池重新设置自适应氧气2利用极化曲线分段辨识方法对老化阶段k时的极化曲线进行拟合，估计获得燃料电池的电3)在线监测燃料电池运行过程中的电压和电流，并基于老化阶段k时燃料电池的电化在吹扫间隔期间的总电压降ΔVcell减去电化学表氮气浓度积累导致的电压降ΔVN2,an后，计算获得由于阴极氧气传输受阻导致的电压降Δ4)根据电化学表面积ECSA下降导致的电压降ΔVECSA和阴极氧气传输受阻导致的电压降O2,c表示阴极的氧气偏分压，ΔEner表示ΔPO2,c导致的单片燃料电池能斯特电压3ref表示燃料电池的参考运行温度，表示在和Tref运行条件下阴极交换电流密流密度；i表示燃料电池的负载电流密度，Δilim表示ΔPO2,c导致的限制电流2.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池系统自适应氧气过量比设置方法，其特征在单片燃料电池的活化损耗与渗透损耗之和ηact所述单片燃料电池的总欧姆损耗ηohmic43.根据权利要求1所述的一种氢燃料电池系统自适应氧气过量比设置方法，其特征在cell,0表示全新燃料电池的单片电压，Vcell表示实际运行过程5[0001]本发明属于燃料电池系统应用的领域的一种质子交换膜燃料电池阴极氧气过量比设置方法，涉及一种考虑耐久性和可靠性的氢燃料电池系统自适应氧气过量比设置方[0007]2)离线测量质子交换膜燃料电池在老化阶段k时的极化曲线，基于燃料电池电压[0008]3)在线监测燃料电池运行过程中的电压和电流，并基于老化阶段k时燃料电池的6燃料电池在吹扫间隔期间的总电压降ΔVcell和电化学表面积ECSA下降导致的电压降Δ燃料电池在吹扫间隔期间的总电压降ΔVcell减去电化学表面积ECSA下降导致的电压降Δ[0009]4)根据电化学表面积ECSA下降导致的电压降ΔVECSA和阴极氧气传输受阻导致的[0014]其中，Ecell表示单片燃料电池的电压，Ener表示单片燃料电池的能斯特电压，ηact+cross表示单片燃料电池的活化损耗与渗透损耗之和，ηohmic表示单片燃料电池的总欧姆7电压变化值，Δηact+cross表示ΔPO2，c导致的单片燃料电池活化损耗8[0045]所述步骤5)中，燃料电池在老化阶段k时阴极自适应氧气过量比λO2，[0056]实施例中使用的质子交换膜燃料电池阴极进气系统结构如图2所示。氧气过量比定义为提供给燃料电池系统的氧气量和系统消9电池阴极的平均压力，Pout表示燃料电池阴极出口的压力，I表示燃料电池的负载电流，[0069]最优过量比曲线的测量就是在不同的负载电流下，寻找[0070]2)离线测量质子交换膜燃料电池在老化阶段k时的极化曲线，基于燃料电池电压[0074]其中，Ecell表示单片燃料电池的电压，Ener表示单片燃料电池的能斯特电压，ηact+cross表示单片燃料电池的活化损耗与渗透损耗之和，ηohmic表示单片燃料电池的总欧姆[0087]3)在线监测燃料电池运行过程中的电压和电流，并基于老化阶段k时燃料电池的燃料电池在吹扫间隔期间的总电压降ΔVcell和电化学表面积ECSA下降导致的电压降Δ燃料电池在吹扫间隔期间的总电压降ΔVcell减去电化学表面积ECSA下降导致的电压降Δ[0099]4)根据电化学表面积ECSA下降导致的电压降ΔVECSA和阴极氧气传输受阻导致的[0100]燃料电池阴极压力提升会导致损耗电压的变化，包括了Ener、ηact+cross和ηcon的变电压变化值，Δηact+cross表示ΔPO2，c导致的单片燃料电池活化损耗与渗透损耗之和的变化流密