[发明专利]基于极化曲线估计的燃料电池系统最大净功率计算方法

权利要求书

1.一种在燃料电池堆的操作期间估计来自该燃料电池堆的最大堆功率的方 法，所述方法包括：

选择该燃料电池堆中的平均燃料电池的平均电池电压极限；

选择该燃料电池堆中的最小性能(performing)燃料电池的最小电池电压极 限；

对于平均电池电压和最小电池电压两者估计所述燃料电池堆的分开的极化 曲线；

以升序将该燃料电池堆的电流密度范围分成预定数目的样本区域；

选择第一样本区域；

在所选择的样本区域的电流密度处确定平均电池电压和最小电池电压；

确定所述平均电池电压是否小于预定的平均电池电压极限和所述最小电池 电压是否小于预定的最小电池电压极限；

如果所述平均电池电压不小于所述平均电池电压极限或所述最小电池电压 不小于所述最小电池电压极限，则在电流密度范围内选择下一样本区域；

如果所述平均电池电压小于所述平均电池电压极限且所述最小电池电压小 于所述最小电池电压极限，则对所述平均电池电压和所述最小电池电压计算最 大净功率；以及

选择所述平均电池电压最大净功率和所述最小电池电压最大净功率中的较 小者作为最大堆功率。

2.根据权利要求1所述的方法，其中计算净功率包括将所述净功率计算为最 大电池电压乘以总电流密度乘以燃料电池数目乘以燃料电池堆的燃料电池面积 减去在运行该燃料电池堆时使用的预定寄生功率。

3.根据权利要求2的方法，进一步包括将校正加到计算的最大净功率。

4.根据权利要求1的方法，其中确定平均电池电压和最小电池电压包括使用 以下公式：

Ecell=Erev-(j+a)*RHFR-(0.07*log10(j+aj0)+clog10(1-jj∞))]]>

其中，E_cell是电池电压，j是电流密度，R_HFR是电池HFR电阻，E_rev是热力 学可逆电池电势，a是来自电池短路/电池渗透的背景电流密度，j⁰是交换电流密 度，j^∞是极限电流密度，以及c是传质系数。

5.根据权利要求1的方法，其中所述平均电池电压极限大约为0.525V以及 最小电池电压极限大约为0.3V。

6.根据权利要求1的方法，其中将燃料电池堆的电流密度范围分成预定数目 的样本区域包括将电流密度范围0.1-2.0A/cm²分成0.1A/cm²的样本区域。

7.根据权利要求1的方法，其中在电流密度范围内选择下一样本区域包括按 照从所述范围中的低电流密度至所述范围中的高电流密度的顺序选择该下一样 本区域。