[发明专利]一种统计负载功率变化预测燃料电池剩余寿命的方法

权利要求书

1.一种统计负载功率变化预测燃料电池剩余寿命的方法，该方法是将实时雨流计数法与燃料电池寿命预测相结合，该方法基于疲劳寿命预测系统实现，该系统的传感器模块、信号采集系统、滤波模块与信号采集系统顺次连接，用以对采集信号中的无效波进行有效滤波；雨流计数模块与滤波模块连接，用以对采集的有效信号进行循环提取与计数，输出当前统计次数，并计算出当前寿命损耗；

以燃料电池的开路电压为评价指标；

其特征在于：该方法的包括以下步骤：

首先，完好的燃料电池的开路电压为U₀，燃料电池寿命终止时燃料电池的电压为U₁，当燃料电池由开路电压U₀开始工作到开路电压为U₁时，则确定燃料电池寿命终止；基于燃料电池寿命终止的过程，确定燃料电池的功率变化P_i与使用寿命N_i的关系曲线，P_i为燃料电池输出功率变化；燃料电池的输出电流的额定值为1kW，则此时需要测试的燃料电池的功率变化P_i为0W、200W、400W、600W、800W和1kW，N_i表示对应的放电功率幅值变化下的最大使用次数，根据绘制的曲线图得到N_i与P_i之间的函数关系；i表示功率变动事件的次数；

然后，针对选定的燃料电池，采用实时雨流计数法对实际运行中的燃料电池变化次数n与功率变化幅值P_i进行顺序统计，得到燃料电池在不同功率变化下真实的变化次数n(P_i)；

最后，根据不同放电电流变化幅值P_i与使用寿命N_i的关系曲线，以及用实时雨流计数法得到的数据先求出不同功率变动下的寿命损耗，根据所得数据求出燃料电池的剩余使用寿命。

2.根据权利要求1所述的一种统计负载功率变化预测燃料电池剩余寿命的方法，首先，绘制出不同放电电流变化幅值P_i与使用寿命N_i的关系曲线，得到二者之间的函数关系：

N_i＝N(P_i)

在此，定义第i个功率变动事件中P_i影响下的燃料电池的寿命损耗为LoL_i，在P_i影响下，n(P_i)表示雨流计数法统计的燃料电池实际的使用寿命，N(P_i)表示燃料电池失效时对应的最大放电次数；计算公式如下：

LoLi=n(Pi)N(Pi)]]>

然后，针对选定的燃料电池，在燃料电池运行的过程中，通过电压传感器与电流传感器对燃料电池的输出电压和输出电流进行采集，求出当前燃料电池的输出功率，然后对采集的功率数据进行滤波，将滤波后的数据读入实时雨流计数系统中，采用实时雨流计数法对实际运行中的燃料电池变化次数n_i与功率变化幅值P_i进行顺序统计，得到燃料电池在不同功率变化下真实的变化次数n(P_i)；

燃料电池寿命的总损失LoL，定义如下：

LoL=ΣIi=0Ii=Imaxn(Pi)N(Pi)]]>

在不同的P_i水平下，燃料电池寿命终止的标准如下：

n(P1)N(P1)+n(P2)N(P2)+...+n(Pi)N(Pi)=1]]>

即，当LoL等于1时，燃料电池寿命终止，需要更换燃料电池；

LoL=ΣIi=0Ii=Imaxn(Pi)N(Pi)=1]]>

最后，在一系列特定的P_i下，如果燃料电池测试所用时间为N_d小时，则在燃料电池寿命终止前，预期的最长使用时长为：

LT=NdLoL.]]>