一种步进应力式的车用燃料电池系统耐久性评价方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115840140A(43)申请公布日2023.03.24(21)申请号202211641346.0G01R31/385(2019.01)(22)申请日2022.12.20G01R31/396(2019.01)G01M17/007(2006.01)(71)申请人吉林大学地址130012吉林省长春市长春高新技术产业开发区前进大街2699号(72)发明人于远彬罗春麒蒋俊宇曹起铭王丹闫煜坤曹建强(74)专利代理机构长春吉大专利代理有限责任公司22201专利代理师崔斌(51)Int.Cl.G01R31/36(2020.01)G01R31/367(2019.01)G01R31/374(2019.01)G01R31/378(2019.01)权利要求书5页说明书12页附图2页(54)发明名称一种步进应力式的车用燃料电池系统耐久性评价方法(57)摘要本发明是一种步进应力式的车用燃料电池系统耐久性评价方法。包括：一、获取燃料电池与动力电池所组成的电‑电混合动力目标车型及整车基本参数；二、选取电池容量参数匹配及整车电附件功率范围；三、确定燃料电池参数并获得燃料电池理论寿命衰退模型；四、计算目标工况下的最优功率分配结果；五、统计不同组合配置情况下，燃料电池系统各衰退因素占比及衰退率累加值；六、构建加速老化工况；七、进行等效加速耐久测试；八、对步进应力式燃料电池系统进行耐久性测试；九、每种应力测试结束后进行系统耐久性评价。本发明能够利用较短时间对车用燃料电池系统的稳定性及耐久性进行评价，解决了现有技术中耐久性测试耗时、耗力、预测结果不准确的问题。CN115840140ACN115840140A权利要求书1/5页1.一种步进应力式的车用燃料电池系统耐久性评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、获取燃料电池与动力电池所组成的电‑电混合动力目标车型及整车基本参数；步骤二、选取电池容量参数匹配及整车电附件功率范围；步骤三、确定燃料电池参数并获得燃料电池理论寿命衰退模型；步骤四、计算目标工况下的最优功率分配结果；步骤五、统计不同组合配置情况下，燃料电池系统各衰退因素占比及衰退率累加值；步骤六、构建加速老化工况；步骤七、进行等效加速耐久测试；步骤八、对步进应力式燃料电池系统进行耐久性测试；步骤九、每种应力测试结束后进行系统耐久性评价。2.根据权利要求1所述的一种步进应力式的车用燃料电池系统耐久性评价方法，其特征在于，所述步骤一中，目标车型及整车基本参数包括：整车整备质量、电机功率、电池容量配置、整车电附件功耗范围和明确目标车型所针对的典型行驶工况即目标工况；所述目标工况按车速特点划分为市区行驶工况片段和市郊行驶工况片段，并打上相应的标签即市区行驶工况和市郊行驶工况。3.根据权利要求1所述的一种步进应力式的车用燃料电池系统耐久性评价方法，其特征在于，所述步骤二的具体方法如下：对整车电附件功率消耗及拟与被测系统相匹配的动力电池组容量进行参数范围划分，划分为：低电池容量/高电附件功耗、中等电池容量/中等电附件功耗以及大电池容量/低电附件功耗。4.根据权利要求1所述的一种步进应力式的车用燃料电池系统耐久性评价方法，其特征在于，所述步骤三的具体方法如下：31)确定燃料电池参数；所述燃料电池参数包括燃料电池系统额定输出功率、最大输出功率、效率分布曲线、燃料电池系统效率及单一因素性能衰退率；其中，燃料电池系统效率是指燃料电池效率随燃料电池输出功率变化的曲线，横坐标是燃料电池输出功率，纵坐标是燃料电池效率；燃料电池系统在单一因素下的衰退率是指通过搭建台架试验获取的燃料电池在各种单一衰退因素下的燃料电池电压衰减率；所述单一衰退因素包括启停工况衰退因素、怠速工况衰退因素、变载工况衰退因素、额定工况衰退因素、过载工况衰退因素；32)通过燃料电池在单一因素下的衰退率得到燃料电池理论寿命衰退模型，具体如下：A＝k1n1+k2n2ΔP+k3t1+k43t2+k5t3式中，A为在额定工况下的燃料电池输出电压衰退量；n1为启停次数；n2为变载次数；ΔP为功率变载幅度；t1为怠速时间；t2为过载工况持续时间；t3为额定工况持续时间；k1为每次启停的电压衰退率；k2为每次变载的电压衰减率；k3为怠速工况所导致的燃料电池电压衰减率；k4为过载工况所导致的燃料电池电压衰减率；k5为额定工况所导致的燃料电池电压衰减率。2CN115840140A权利要求书2/5页5.根据权利要求4所述的一种步进应力式的车用燃料电池系统耐久性评价方法，其特征在于，所述步骤四的具体方法如下：41)通过动态规划算法获取多种参数匹配与电附件功耗下燃料电池系统，在目标工况下的最优功率分配曲线，具体如下：选取电池SOC作为燃料电池系统状态量，燃料电池输出功率作为控制