[发明专利]一种质子交换膜燃料电池电堆冷启动能力评估方法

权利要求书

1.一种燃料电池电堆冷启动能力评估方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)设定燃料电池电堆允许的最大单体电压偏差δ_max和阴极计量比SR_c，在单体电压偏差δ不超过最大电压偏差δ_max的条件下，运转电堆，得到所述电堆的最低允许输出总电压值V_SRc和对应的电流值I_SRc；

(2)利用V_SRc和I_SRc，计算得到所述阴极计量比SR_c下电堆的发热功率P_SRc和产水速率R_WSRc；

(3)利用发热功率P_SRc和产水速率R_WSRc，以及如式(1)所示的公式，计算得到所述阴极计量比SR_c下电堆的水伴热值Q_SRc；

Q_SRc＝P_SRc/R_WSRc (1)

(4)利用水伴热值Q_SRc，以及如式(2)所示的公式，计算得到所述电堆的冷启动能力指数Per_cs值；

其中，N_cell是电堆中单体的数量，N_cell≥1；A是单体的活性面积；C_stack是电堆的平均热容；

所述Per_cs值越大，所述电堆冷启动能力越强。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述单体电压偏差δ利用如式(3)所述的公式计算得到；

δ＝V_mean-V_min (3)

其中，V_mean是电堆中所有单体电压的平均值；V_min是电堆中所有单体电压的最低值。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述阴极计量比SR_c为1-2.5，优选为1.05-1.8；

优选地，步骤(1)所述设定阴极计量比SR_c的组数n≥2，优选为3-10，进一步优选为4-8。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述发热功率P_SRc利用如式(4)所示的公式计算得到；

P_SRc＝(V_HHV-V_SRc)×I_SRc (4)

其中，V_SRc和I_SRc分别是阴极计量比SR_c下，电堆的最低允许输出总电压值和对应的电流值；V_HHV是电堆的高热值电位。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述产水速率R_WSRc利用如式(5)所述的公式计算得到；

其中，是水的摩尔质量；F为法拉第常数。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)获取至少两组不同阴极计量比SR_c下的水伴热值Q_SRc，将最大值定义为所述电堆的特征水伴热值

优选地，步骤(3)获取3-10组不同阴极计量比SR_c下的水伴热值Q_SRc，优选为获取4-8组不同阴极计量比SR_c下的水伴热值Q_SRc。