[发明专利]一种基于模型求解的燃料电池极化内阻分离方法

摘要

一种基于模型求解的燃料电池极化内阻分离方法，包括：建立极化内阻、浓差内阻、极化内阻与电流密度之间的经验模型，这是基于模型求解的极化内阻分离方法的基础和前提；在活化段，实测的极化内阻与真实的活化内阻近似相等；在浓差段，实测的极化内阻与真实的浓差内阻近似相等为依据，将优化的参数结合到建立的模型中，引入修正系数，完成活化内阻和浓差内阻从极化内阻中的分离；这种极化内阻分离方法既考虑了活化内阻和浓差内阻随电流密度存在的规律性变化趋势，又考虑到了极化内阻与活化内阻和浓差内阻之间的特性规律和关系，是有效可行的。

主权项

1.一种基于模型求解的燃料电池极化内阻分离方法，其特征在于：通过对极化内阻、活化内阻、浓差内阻的特性分析，分别建立极化内阻Rf、浓差内阻Rd、极化内阻Ra的经验模型如下： （1） 式中：、、、均为待优化参数；值为和之和；根据活化内阻Rf、浓差内阻Rd随电流密度的变化规律，现提出一种极化内阻Ra的分离方法，实现的具体步骤如下：步骤一：根据获得的不同电流下极化内阻实验，数据由频率正割角法得到，该方法是传统阻抗谱方法的基础上改进而来，实验过程更加简单快捷，数据得到后，利用仿真软件MATLAB，对极化内阻的四个参数进行优化；步骤二：在活化段，实测的极化内阻与真实的活化内阻近似相等；在浓差段，实测的极化内阻与真实的浓差内阻近似相等，故将活化段和浓差段测得的极化内阻分别近似为活化内阻和浓差内阻；步骤三：将优化后的和、分别代入活化内阻和浓差内阻的模型中，再将活化段和浓差段的实测的极化内阻的数据分别代入活化内阻和浓差内阻的模型中，由式（1），分别计算出对应的多组的和；步骤四：步骤五：使用加权平均法计算出和的均值和，如式（2）所示： （2）若直接用和替代式（2）中的和，会造成分离后的曲线在活化段和浓差段与极化内阻Ra的曲线最为接近，在欧姆段差异较大，极化内阻分离结果不理想；于是引入一个修正系数 δ ]]>，对和进行修正，使得修正后参数之和与优化所得参数 β ]]>相等： （3）步骤五：计算得到 δ ]]>后，用、代替式（1）中活化内阻Rf和浓差内阻Rd中的和参数，则最终分离后的活化内阻Rf和浓差内阻Rd的经验模型如式（4）： （4）通过上述五个步骤实现了活化内阻和浓差内阻从极化内阻中的分离，方便后续燃料电池的各段内阻的规律性分析和研究。