[发明专利]燃料电池阻抗标定方法

说明书

本申请涉及一种燃料电池阻抗标定方法。所述方法包括S10,在不同温度下，通过不同湿度的气体吹扫燃料电池，并获得所述燃料电池的多个平衡内阻；S20,建立所述平衡内阻和所述气体的湿度的内阻湿度关系模型；S30,基于所述内阻湿度关系模型，所述气体的湿度和所述燃料电池内部水含量的湿度水含量关系模型，通过拟合方法，得到所述平衡内阻和所述燃料电池内部水含量的内阻水含量关系模型。根据所述湿度水含量关系模型可以建立所述湿度和所述燃料电池内部水含量的湿度水含量关系模型，通过拟合方法可以得到准确的内阻水含量关系模型。因而根据所述平衡内阻和所述内阻水含量关系模型就可以准确得到所述燃料电池内部水含量。

技术领域

本申请涉及电池领域，特别是涉及一种燃料电池阻抗标定方法。

背景技术

质子交换膜氢燃料电池是一种清洁、高效的能源转化装置。对于质子交换膜燃料电池来说，反应需要水的参与，只有在膜充分润湿的状态下才能实现质子的有效传导，当膜处在缺水的状态时，质子交换膜的电导率将出现显著下降。同时，燃料电池内部水含量过高，可能导致液态水在内部积累，产生水淹现象。因此湿度估计与控制对于燃料电池系统的效率和性能来说至关重要。对于燃料电池湿度估计来说，交流阻抗是十分重要的测试方法。使用交流阻抗法，可以最方便的获得燃料电池的内部湿度状态。其中，高频阻抗代表了燃料电池的膜内阻，可以用于评价燃料电池的膜的含水量。

传统方法中，交流阻抗与湿度的关系式都是建立在经验模型上，通过交流阻抗确定膜水含量误差较大。

发明内容

基于此，有必要针对通过交流阻抗估计膜水含量误差较大问题，提供一种燃料电池阻抗标定方法。

一种燃料电池阻抗标定方法，包括：

S10,在不同温度下，依次选取多个不同湿度的气体吹扫燃料电池，并获得所述燃料电池的多个平衡内阻；

S20,建立所述平衡内阻和所述气体的湿度的内阻湿度关系模型；

S30,基于所述内阻湿度关系模型，所述气体的湿度和所述燃料电池内部水含量的湿度水含量关系模型，通过拟合方法，得到所述平衡内阻和所述燃料电池内部水含量的内阻水含量关系模型。

在一个实施例中，所述步骤S10包括：

S110，维持所述燃料电池的温度在常规工作时的温度；

S120，在每一个所述测量温度条件下，依次选取多个不同湿度的气体吹扫所述燃料电池，并实时测量每次实验中所述燃料电池的高频阻抗；

S130，当所述高频阻抗与所述气体达到平衡状态时，通过所述高频阻抗获得多个所述平衡内阻。

在一个实施例中，所述步骤S120中，吹扫所述燃料电池的气体湿度在不同的测量中逐渐增大。

在一个实施例中，所述步骤S130包括：

S131,通过所述气体吹扫所述燃料电池一定时间后，停止吹扫；

S132，当所述高频阻抗在吹扫停止稳定后确定所述高频阻抗的稳定值，并继续通过所述气体吹扫所述燃料电池；

S133，重复步骤S131-S132，根据所述稳定值确定一个所述平衡内阻。

S134，选取不同的温度和所述气体的湿度，重复步骤S131-S132，获得多个所述平衡内阻。

在一个实施例中，所述步骤S110中，维持所述燃料电池的温度在常规工作时的温度大于半个小时。

在一个实施例中，所述步骤S133中，所述根据所述稳定值确定一个所述平衡内阻包括：

当相邻两次吹扫停止平衡时测量得到的所述稳定值的差异不大于预设值时，选取后测量的所述稳定值作为一个所述平衡内阻；