CN119438919A 一种燃料电池阻抗谱快速测量系统及测量方法 （华中科技大学）

一种燃料电池阻抗谱快速测量系统及测量及一种燃料电池阻抗谱快速测量系统及测量方号控制电子负载产生用于阻抗测试的电流激励2所述第一电子负载与待测燃料电池堆串联构成主回路，其用于工作在所述数据采集单元用于采集待测燃料电池堆对所述电流激励波形的响AR模型的最佳阶数是基于AIC准则所确定得到，且AR模型的阶数以外的参数是通过Burg算法提取得到。所述上位机还用于根据分压电阻两端的电压，解析待测燃料电池堆两端9.一种燃料电池阻抗谱快速测量方法，其特征在3[0002]电化学阻抗谱(EIS)测量技术能够以非侵入的方式来表征燃料电池内部状态和电抗谱的测量范围。Fortin等[P.Fortin,M.R.Gerhardt,0.Ulleberg,F.Zenith,T.Holm.Multi_sineEISforearlydetectionofPEMFCfailuremodes.FrontiersinEnergyResearch,2022,10:855985]利用多正弦信号作为测试激励，在50秒内收集和分析[0004]中国专利CN109459465A分别利用两段最长线性移位寄存器序列(M序列)信号对4电子负载时，根据设计的多频激励信号通过可编程仪器标准命令集控制所述第二电子负集卡用于读取分压电阻两端的电压并采样所述第二电子负载[0014]所述上位机还用于根据分压电阻两端的电压，解析待测进一步减去其中的直流成分得到所述电流激励波形的响[0021]3.本发明还提出上位机在生成多频激励信号时是采用AR模型执行电压噪声功率5[0023]图2是本发明实施例提供的燃料电池堆输出电压的波动及针对噪声的功率谱估同阶次下的AIC指标，(d)为采用周期图法和不同阶次的AR模型估计(b)中电压噪声获得的[0027]图6是使用图5对应的阻抗数据处理方法获得的2阶R_CPE等效电路拟合模型的阻将其注入到待测燃料电池堆的输出电流中；多频激励信号为宽频离散区间二进制序列信述第二电子负载所产生的激励电流；上位机还用于根据响应电压以及所采样的激励电流，6[0035]本实施例的多频激励信号采用具有出色峰值抑制能力和灵活幅频设计能力的宽频离散区间二进制序列(Discrete_intervalbinarysequence,DIB信噪比(SNR)降低，难以区分噪声带来的干扰，而幅值过高可能破坏对于系统的准线性要[0040](1)AR模型的阶数选择对于功率谱估计的准确性具有重要影响。AR模型阶数过低假设检验法及信息准则法等。AIC(赤池信息量准则)确定AR模型7负载等设备运行时引入的噪声。在设计阻抗测试激励信号的幅频分布时应避开这些频点。号对应控制指令下，产生期望的电流激励波形并将其注入到待测燃料电池堆的输出电流的电压并采样DL3021电子负载所产生的激励电流；上位机还用于根据分压电阻两端的电册，采用可编程仪器标准命令集(StandardCommandsforProgrammableInstruments，SCPI)(即SCPI指令)控制DL3021型8[0055]为验证本实施例搭建的阻抗测试系统的可行性和EIS测量的准确性，设计了重复号的傅里叶变换中提取对应谐波分量的幅值与相位，进行阻抗谱的计算。在10A和8A工况示燃料电池在该工作点下的阻抗谱。平均值曲线显示阻抗谱的形状主要由260Hz以下的频9燃料电池工作状态的完全稳定是不可能的，另外测量使用的仪器仪表也会引入随机噪声，数据点的不连续性被定义为与平滑插值点的差值：[0070]2)偏离点矫正是通过为数据点赋予不同的权重值而实现的。由K_K检验可以得到qqs)))_1DRT方法将电化学系统视作欧姆电阻与无穷多个极化过程的串联，避免了模型先验假设引[0085]进一步地，将上述阻抗数据处理方法应用于稳态条件下的PEMFC阻抗谱重复多次[0090](2)上位机通过实时监测燃料电池堆的电压判断系统是否处于可以实施阻抗测试点，燃料电池堆为空冷自增湿型，其运行所需的氢气由高压氢气瓶经过减压阀降压到约采集卡的电压采样通道持续监测燃料电池的电压，通过对电压噪声的功率谱估计判断EIS