[发明专利]一种燃料电池电堆交流阻抗测试方法和装置

权利要求书

1.一种燃料电池电堆交流阻抗测试方法，其特征在于，包括：

获取m序列激励电流；

将所述m序列激励电流作为激励信号注入到燃料电池电堆中；

获取燃料电池系统基于所述m序列激励电流生成的响应电压序列；

对所述m序列激励电流进行自相关计算，得到所述m序列激励电流的自相关函数；

对所述m序列激励电流和响应电压序列进行互相关计算，得到所述m序列激励电流和响应电压序列的互相关函数；

对所述自相关函数和互相关函数进行傅里叶变换；

基于公式计算得到燃料电池的阻抗谱Z_x(w)，其中所述Φ_xy(w)表示所述互相关函数的傅里叶变换，所述Φ_xx(w)表示所述自相关函数的傅里叶变换。

2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆交流阻抗测试方法，其特征在于，所述对所述m序列激励电流和响应电压序列进行互相关计算，得到所述m序列激励电流和响应电压序列的互相关函数，包括：

依据公式X(k)＝DFT[x(n)]和Y(k)＝DFT[y(n)]处理x(n)和y(n)，得到X(k)和Y(k)，其中x(n)为m序列激励电流，所述y(n)为响应电压序列；

计算X(k)的共轭得到X^*(k)；

基于公式R_xy(τ)＝DFT^-1[X(k)^*·Y(k)]，计算得到m序列激励电流和响应电压序列的互相关函数R_xy(τ)。

3.根据权利要求2所述的燃料电池电堆交流阻抗测试方法，其特征在于，依据公式X(k)＝DFT[x(n)]和Y(k)＝DFT[y(n)]处理x(n)和y(n)具体为：

对x(n)和y(n)各补2ⁿ+1个零，让两序列的长度都为2ⁿ⁺¹，x(n)为m序列激励电流，所述y(n)为响应电压序列；

依据公式X(k)＝DFT[x(n)]和Y(k)＝DFT[y(n)]对补零后的x(n)和y(n)进行计算，得到X(k)和Y(k)。

4.根据权利要求2所述的燃料电池电堆交流阻抗测试方法，其特征在于，对所述自相关函数和互相关函数进行傅里叶变换，包括：

采用全相FFT法对所述自相关函数和互相关函数进行傅里叶变换。

5.一种燃料电池电堆交流阻抗测试装置，其特征在于，包括：

M序列采集单元，用于获取m序列激励电流；

响应电压序列采集单元，用于将所述m序列激励电流作为激励信号注入到燃料电池电堆中；获取燃料电池系统基于所述m序列激励电流生成的响应电压序列；

阻抗谱计算单元，用于对所述m序列激励电流进行自相关计算，得到所述m序列激励电流的自相关函数；对所述m序列激励电流和响应电压序列进行互相关计算，得到所述m序列激励电流和响应电压序列的互相关函数；对所述自相关函数和互相关函数进行傅里叶变换；基于公式计算得到燃料电池的阻抗谱Zx(w)，其中所述Φxy(w)表示所述互相关函数的傅里叶变换，所述Φxx(w)表示所述自相关函数的傅里叶变换。

6.根据权利要求5所述的燃料电池电堆交流阻抗测试装置，其特征在于，所述阻抗谱计算单元在对所述m序列激励电流和响应电压序列进行互相关计算，得到所述m序列激励电流和响应电压序列的互相关函数时，具体用于：

依据公式X(k)＝DFT[x(n)]和Y(k)＝DFT[y(n)]处理x(n)和y(n)，得到X(k)和Y(k)，其中x(n)为m序列激励电流，所述y(n)为响应电压序列；

计算X(k)的共轭得到X^*(k)；

基于公式R_xy(τ)＝DFT^-1[X(k)^*·Y(k)]，计算得到m序列激励电流和响应电压序列的互相关函数R_xy(τ)。