燃料电池寿命评估和在线预测的非线性方法-陈东方

摘要

重点: ·提出了评价和预测燃料电池使用寿命的非线性公式。 ·非线性降解主要归因于氢气交叉的变化。 ·确定线性和非线性公式之间的线段点。 ·通过实验和实际的车辆运行结果来验证计算公式。 ·提出了实验室寿命评估和车辆在线预测的方法。 摘要:寿命评价和预测是质子交换膜(PEM)燃料电池的一个关键课题,它有助于延长燃料电池的耐久性,加速燃料电池的商业化。本文给出了一种评价汽车用燃料电池最大使用寿命的线性公式和几种预测燃料电池使用寿命的非线性公式。燃料电池在额定条件下的终端电压是指在额定条件下,电池平均电压从起始额定电压下降约 10%。基于氢交叉点变化推导了一个非线性公式,公式表明氢交叉点的变化是燃料电池非线性寿命退化的主要因素。提出了基于一阶控制系统(FOCS)时间响应的整个过程的非线性公式,并通过该公式定义了线性和非线性退化之间的段点。在此基础上,基于局部过程的时间响应,导出了一个更精确的线性寿命公式和非线性寿命公式。最后,通过单电池和燃料电池堆的实验结果和燃料电池汽车的实际运行结果,验证了分段公式的有效性。此外,还提出了实验室寿命评估和车辆在线预测的方法。