[发明专利]一种质子交换膜燃料电池系统的提效增寿方法

权利要求书

1.一种质子交换膜燃料电池系统的提效增寿方法，其特征在于，包括步骤：

S10，基于质子交换膜燃料电池系统的能效和寿命，建立质子交换膜燃料电池系统综合评价模型；

S20，开展恒流恒压实验，获取质子交换膜燃料电池系统的关键运行参数对于综合评价模型的特征映射关系；

S30，加入氧饥饿以及氧饱和惩罚因子作为系统最优运行区域求解的约束条件加快最优运行区域求解速率；

S40，根据约束下的全局优化策略实现系统实时最优运行区域划分，同时考虑系统运行过程中存在的不确定性，根据系统运行状态动态调整综合评价模型中加权系数比值；

S50，基于数据驱动多模型满意切换的自适应预测控制方法，实现对最优运行区域快速追踪。

2.根据权利要求1所述的一种质子交换膜燃料电池系统的提效增寿方法，其特征在于，在所述步骤S10中，基于质子交换膜燃料电池系统的能效和寿命，建立质子交换膜燃料电池系统综合评价模型：

w₁,w₂,w₃分别为系统归一化系统能效性能评价指标、寿命评价指标以及以安全约束性能指标的加权因子；h₁,h₂,h₃为系统能效评价指标中系统净功率、效率与氢耗的权重，h₄,h₅为系统寿命评价指标中电压降与膜内阻的权重，h₆,h₇为氧饥饿和氧饱和的惩罚因子，P^*_net、η^*_sys、ΔV^*_fc和R^*_internal为归一化系统净功率、效率、氢耗、电压降和膜内阻；Δλ^*_O2,star和Δλ^*_O2,satu为归一化的氧饥饿指标和氧饱和指标。

3.根据权利要求2所述的一种质子交换膜燃料电池系统的提效增寿方法，其特征在于，在所述步骤S20中，通过恒流恒压实验，在可变负载电流和过氧比下获得系统性能综合评价模型中系统净功率、效率、氢耗、电压降和膜内阻特性数据，通过基于QR分解的多项式拟合，获取质子交换膜燃料电池系统的关键运行参数对于综合评价模型的特征映射关系：

其中，P_net、η_sys、C_fc、ΔV_fc、R_internal分别为系统净功率、效率、氢耗、电压降和膜内阻，g₁-g₅为相应的拟合多项式，为系统过氧比，I_net为输出电流。

4.根据权利要求3所述的一种质子交换膜燃料电池系统的提效增寿方法，其特征在于，在所述步骤S30中，氧饥饿和氧饱和的惩罚因子的确定方法为：

其中，h₆为氧饥饿，h₇为氧饱和的惩罚因子；p，q为正常数，λ_O2,star和λ_O2,satu为氧饥饿和氧饱和边界。