【技术实现步骤摘要】
本申请涉及燃料电池电化学阻抗分析领域，尤其涉及一种燃料电池阻抗值多目标优化方法及系统。
技术介绍
1、氢燃料电池是一种可以在一定催化条件下发生化学反应，将化学能转换为电能的供电装置，具有低温、高效、零排放等特点。然而氢燃料电池内部的电化学、传输机理的不明确限制了其发展，其内阻是影响质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuelcell. pemfc）性能、效率与使用寿命的重要因素之一。交流阻抗技术是一种暂态电化学测量技术，属于交流信号测量范畴，具有测量速度快，干扰小的特点。
2、目前，电池的电化学阻抗的测试方式可以采用根据拟合结果反推阻抗谱的等效电路图，通过电路基础元件及物理意义，分析电池的工作状态。阻抗谱的拟合可获取燃料电池的欧姆阻抗、电荷转移阻抗以及传质阻抗。欧姆阻抗由质子膜、催化层、气体扩散层和双极板的体电阻以及各自的接触电阻组成，当燃料电池内部水管理发生变化时仅质子膜电阻发生变化，因此可以通过监测欧姆阻抗来监测膜的干湿状态。活化阻抗可用于监测催化剂的活性，扩散阻抗可用于监测是否发生过湿即水淹现象。
3、阻抗值反映了燃料电池对电流所起的阻碍作用，阻抗值越小说明电流的损耗越小。现有技术集中在优化燃料电池电化学阻抗在线测试方法和阻抗频谱拟合等效电路模型，然而，运行工况对阻抗值和燃料电池性能影响也较大，目前缺乏运行工况的优化以提高电化学性能。
技术实现思路
1、本申请提供一种燃料电池阻抗值多目标优化方法及系统，以至少解决现有技
2、本申请第一方面实施例提出一种燃料电池阻抗值多目标优化方法，所述方法包括：
3、获取待优化燃料电池在注入电流扰动信号后的幅值和相位角；
4、根据所述幅值和相位角确定所述待优化燃料电池在各预设功率下的各冷却水入堆温度对应的阻抗值和各空气流量对应的阻抗值；
5、根据所述待优化燃料电池在各预设功率下的各冷却水入堆温度对应的阻抗值和各空气流量对应的阻抗值，并采用逼近理想排序法分别确定各预设功率下使得所述待优化燃料电池电流损耗值最小时对应的最优冷却水入堆温度和最优空气流量；
6、基于各预设功率对应的所述最优冷却水入堆温度和所述最优空气流量对所述待优化燃料电池进行优化。
7、优选的，所述根据所述幅值和相位角确定所述待优化燃料电池在各预设功率下的各冷却水入堆温度对应的阻抗值和各空气流量对应的阻抗值，包括：
8、根据所述幅值和相位角确定所述待优化燃料电池的nyquist图，并基于所述nyquist图拟合得到所述待优化燃料电池在各预设功率下的各冷却水入堆温度对应的等效电路模型和在各预设功率下的各空气流量对应的等效电路模型；
9、基于所述各预设功率下的各冷却水入堆温度对应的等效电路模型确定所述待优化燃料电池在各预设功率下的各冷却水入堆温度对应的阻抗值，基于所述各预设功率下的各空气流量对应的等效电路模型确定所述待优化燃料电池在各预设功率下的各空气流量对应的阻抗值；
10、其中，所述阻抗值包括：欧姆阻抗、活化阻抗和扩散阻抗。
11、进一步的，所述根据所述幅值和相位角确定所述待优化燃料电池的nyquist图，包括：
12、基于所述幅值和相位角确定实部和虚部；
13、以实部的相反数为横坐标，以虚部为纵坐标绘制所述nyquist图。
14、进一步的，所述实部的计算式如下：
15、
16、式中，为实部，为幅值，为相位角；
17、所述虚部的计算式如下：
18、
19、式中，为虚部。
20、进一步的，所述根据所述待优化燃料电池在各预设功率下的各冷却水入堆温度对应的阻抗值和各空气流量对应的阻抗值，并采用逼近理想排序法分别确定各预设功率下使得所述待优化燃料电池电流损耗值最小时对应的最优冷却水入堆温度和最优空气流量，包括：
21、根据所述待优化燃料电池在各预设功率下的各冷却水入堆温度对应的阻抗值确定各预设功率下的各冷却水入堆温度对应的第一指标值，根据所述待优化燃料电池在各预设功率下的各空气流量对应的阻抗值确定各预设功率下的各空气流量对应的第二指标值；
22、基于所述第一指标值分别确定各预设功率下使得所述待优化燃料电池电流损耗值最小时对应的最优冷却水入堆温度，基于所述第二指标值分别确定各预设功率下使得所述待优化燃料电池电流损耗值最小时对应的最优空气流量。
23、进一步的，所述根据所述待优化燃料电池在各预设功率下的各冷却水入堆温度对应的阻抗值确定各预设功率下的各冷却水入堆温度对应的第一指标值，根据所述待优化燃料电池在各预设功率下的各空气流量对应的阻抗值确定各预设功率下的各空气流量对应的第二指标值，包括：
24、分别确定所述待优化燃料电池在各预设功率下的各冷却水入堆温度对应的各阻抗值与其理想值的接近程度之和、与其非理想值的接近程度之和，所述待优化燃料电池在各预设功率下的各空气流量对应的各阻抗值与其理想值的接近程度之和、与其非理想值的接近程度之和；
25、基于各预设功率下的各冷却水入堆温度对应的各阻抗值与其理想值的接近程度之和、与其非理想值的接近程度之和确定各预设功率下的各冷却水入堆温度对应的第一指标值；
26、基于各预设功率下的各空气流量对应的各阻抗值与其理想值的接近程度之和、与其非理想值的接近程度之和确定各预设功率下的各空气流量对应的第二指标值。
27、进一步的，所述基于所述第一指标值分别确定各预设功率下使得所述待优化燃料电池电流损耗值最小时对应的最优冷却水入堆温度，基于所述第二指标值分别确定各预设功率下使得所述待优化燃料电池电流损耗值最小时对应的最优空气流量，包括：
28、将第个预设功率下的各冷却水入堆温度对应的第一指标值中的最大值对应的冷却水入堆温度作为所述第个预设功率下使得所述待优化燃料电池电流损耗值最小时对应的最优冷却水入堆温度；
29、将第个预设功率下的各空气流量对应的第二指标值中的最大值对应的空气流量作为所述第个预设功率下使得所述待优化燃料电池电流损耗值最小时对应的最优空气流量；
30、其中，,为预设功率的总数。
31、本申请第二方面实施例提出一种燃料电池阻抗值多目标优化系统，包括：
32、获取模块，用于获取待优化燃料电池在注入电流扰动信号后的幅值和相位角；
33、第一确定模块，用于根据所述幅值和相位角确定所述待优化燃料电池在各预设功率下的各冷却水入堆温度对应的阻抗值和各空气流量对应的阻抗值；
34、第二确定模块，用于根据所述待优化燃料电池在各预设功率下的各冷却水入堆温度对应的阻抗值和各空气流量对应的阻抗值，并采用逼近理想排序法分别确定各预设功率下使得所述待优化燃料电池电流损耗值最小时对应的最优冷却水入堆温度和最优空气流量；<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种燃料电池阻抗值多目标优化方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述幅值和相位角确定所述待优化燃料电池在各预设功率下的各冷却水入堆温度对应的阻抗值和各空气流量对应的阻抗值，包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述幅值和相位角确定所述待优化燃料电池的Nyquist图，包括：
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述实部的计算式如下：
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述待优化燃料电池在各预设功率下的各冷却水入堆温度对应的阻抗值和各空气流量对应的阻抗值，并采用逼近理想排序法分别确定各预设功率下使得所述待优化燃料电池电流损耗值最小时对应的最优冷却水入堆温度和最优空气流量，包括：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述待优化燃料电池在各预设功率下的各冷却水入堆温度对应的阻抗值确定各预设功率下的各冷却水入堆温度对应的第一指标值，根据所述待优化燃料电池在各预设功率下的各空气流量对应的阻抗值确定各预设功率下的各空气流量对应的第二指标
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一指标值分别确定各预设功率下使得所述待优化燃料电池电流损耗值最小时对应的最优冷却水入堆温度，基于所述第二指标值分别确定各预设功率下使得所述待优化燃料电池电流损耗值最小时对应的最优空气流量，包括：
8.一种燃料电池阻抗值多目标优化系统，其特征在于，所述系统包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1-7任一所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种燃料电池阻抗值多目标优化方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述幅值和相位角确定所述待优化燃料电池在各预设功率下的各冷却水入堆温度对应的阻抗值和各空气流量对应的阻抗值，包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述幅值和相位角确定所述待优化燃料电池的nyquist图，包括：
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述实部的计算式如下：
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述待优化燃料电池在各预设功率下的各冷却水入堆温度对应的阻抗值和各空气流量对应的阻抗值，并采用逼近理想排序法分别确定各预设功率下使得所述待优化燃料电池电流损耗值最小时对应的最优冷却水入堆温度和最优空气流量，包括：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述待优化燃料电池在各预设功率下的各冷却水入堆温...
【专利技术属性】
技术研发人员：严晗，韩立勇，吴迎亚，曹旸，
申请(专利权)人：国家电投集团氢能科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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