【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及氢燃料电池，特别涉及一种燃料电池系统故障处理方法及装置。
技术介绍
1、质子交换膜燃料电池是车用燃料电池动力系统的核心部件，维持质子交换膜燃料电池内部水平衡是提高燃料电池输出性能和延长燃料电池及系统寿命的重要前提。燃料电池的水管理状态可分为正常、水淹和膜干三种，水管理故障包括水淹故障和膜干故障。空气饥饿会降低电化学反应速率，导致阳极产生氧气，阴极产生氢气，影响燃料电池和系统的使用寿命。此外，由水淹或空气供应系统故障导致的空气饥饿会对电池产生不可逆的破坏，严重情况下有发生爆炸的可能。
2、目前经常使用的燃料电池诊断方法，主要包括基于模型的故障诊断和基于数据驱动的故障诊断两大类。基于模型的故障诊断方法首先建立一个燃料电池系统的数学模型，然后通过实际系统输出与模型输出之间的偏差分析检测故障，由于燃料电池系统的复杂性，这种方法建立准确可靠的模型非常困难，使得故障诊断缺乏准确性。基于数据驱动的故障诊断方法使用监测的历史数据信息来检测故障，常见的算法包括机器学习、深度学习等，这种方法需要大量的故障数据来训练诊断模型，而在实际应用中，故障数据难以收集，且数据驱动方法可能在处理大量数据时存在延迟，影响实时故障诊断的效果。
3、因此，开发一种能准确、全面地诊断燃料电池故障的燃料电池系统故障处理方法，显得尤为重要。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本申请提供了一种燃料电池系统故障处理方法及装置，利用电化学交流阻抗测试并进行等效电路拟合，根据拟合得到的阻抗值与
2、本申请提供的技术方案如下：
3、一方面，本申请提供了一种燃料电池系统故障处理方法，所述燃料电池系统故障处理方法包括：
4、对燃料电池进行交流阻抗谱测试得到交流阻抗谱；对所述燃料电池的反应过程建立等效电路模型，根据所述交流阻抗谱对所述等效电路模型进行拟合，得到所述燃料电池各反应过程对应的阻抗数据；
5、确定所述燃料电池各反应过程对应的阻抗数据，与各自对应的理论数据之间的残差数据；
6、根据所述残差数据确定所述燃料电池各反应过程对应的阻抗数据的数据变化趋势；
7、根据所述数据变化趋势进行故障诊断，得到所述燃料电池的故障诊断结果。
8、在一些可选的实施方式中，所述对燃料电池进行交流阻抗谱测试得到交流阻抗谱，对所述燃料电池的反应过程建立等效电路模型，根据所述交流阻抗谱对所述等效电路模型进行拟合，得到所述燃料电池各反应过程对应的阻抗数据，包括：
9、获取燃料电池的实测电压数据和理论电压数据；
10、基于第一预设映射信息获取所述实测电压数据对应的预设的第一残差阈值；所述第一预设映射信息表征所述实测电压数据和第一残差阈值之间的映射关系；
11、确定所述实测电压数据和所述理论电压数据的第一残差；
12、在所述第一残差大于所述第一残差阈值的情况下，对所述燃料电池进行交流阻抗谱测试得到交流阻抗谱；
13、对所述燃料电池的反应过程建立等效电路模型，根据所述交流阻抗谱对所述等效电路模型进行拟合，得到所述燃料电池各反应过程对应的阻抗数据。
14、在一些可选的实施方式中，燃料电池各反应过程包括质子跨膜传输反应过程、电荷传输反应过程、气体扩散反应过程；所述对所述燃料电池的反应过程建立等效电路模型，根据所述交流阻抗谱对所述等效电路模型进行拟合，包括：
15、获取等效电路模型；
16、根据所述交流阻抗谱对所述等效电路模型进行拟合，得到所述等效电路模型中的第一阻抗数据、第二阻抗数据、第三阻抗数据；
17、所述第一阻抗数据为所述质子跨膜传输反应对应的高频欧姆阻抗数据；所述第二阻抗数据为所述电荷传输反应对应的阴极活化和电荷传输阻抗数据；所述第三阻抗数据为所述气体扩散反应对应的传质阻抗数据。
18、在一些可选的实施方式中，所述确定所述燃料电池各反应过程对应的阻抗数据与各自对应的理论数据之间的残差数据，包括：
19、获取所述第一阻抗数据对应的第一理论阻抗数据、所述第二阻抗数据对应的第二理论阻抗数据、所述第三阻抗数据对应的第三理论阻抗数据；
20、根据所述第一阻抗数据和所述第一理论阻抗数据确定第二残差；根据所述第二阻抗数据和所述第二理论阻抗数据确定第三残差；根据所述第三阻抗数据和所述第三理论阻抗数据确定第四残差。
21、在一些可选的实施方式中，所述根据所述残差数据确定所述燃料电池各反应过程对应的阻抗数据的数据变化趋势，包括：
22、根据所述第二残差确定所述第一阻抗数据的数据变化趋势，根据所述第三残差确定所述第二阻抗数据的数据变化趋势；根据所述第四残差确定所述第一阻抗数据的数据变化趋势。
23、在一些可选的实施方式中，所述根据所述第二残差确定所述第一阻抗数据的数据变化趋势，包括：
24、基于第二预设映射信息获取所述第一阻抗数据对应的预设的第二残差阈值；所述第二预设映射信息表征所述第一阻抗数据、第二残差阈值之间的映射关系；
25、在所述第二残差小于或等于所述第二残差阈值的情况下，确定所述第一阻抗数据的数据变化趋势为稳定状态；在所述第二残差大于所述第二残差阈值、且所述第一阻抗数据大于所述第一理论阻抗数据的情况下，确定所述第一阻抗数据的数据变化趋势为增大状态；在所述第二残差大于所述第二残差阈值、且所述第一阻抗数据小于所述第一理论阻抗数据的情况下，确定所述第一阻抗数据的数据变化趋势为减小状态。
26、在一些可选的实施方式中，所述根据所述第三残差确定所述第二阻抗数据的数据变化趋势，包括：
27、基于第三预设映射信息获取所述第二阻抗数据对应的预设的第三残差阈值；所述第三预设映射信息表征所述第二阻抗数据、第三残差阈值之间的映射关系；
28、在所述第三残差小于或等于所述第三残差阈值的情况下，确定所述第二阻抗数据的数据变化趋势为稳定状态；在所述第三残差大于所述第三残差阈值、且所述第二阻抗数据大于所述理论第二阻抗数据的情况下，确定所述第二阻抗数据的数据变化趋势为增大状态；在所述第三残差大于所述第三残差阈值、且所述第二阻抗数据小于所述理论第二阻抗数据的情况下，确定所述第二阻抗数据的数据变化趋势为减小状态。
29、在一些可选的实施方式中，所述根据所述第四残差确定所述第一阻抗数据的数据变化趋势，包括：
30、基于第四预设映射信息获取所述第三阻抗数据对应的预设的第四残差阈值；所述第四预设映射信息表征所述第三阻抗数据、第四残差阈值之间的映射关本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种燃料电池系统故障处理方法，其特征在于，所述燃料电池系统故障处理方法包括：
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统故障处理方法，其特征在于，所述对燃料电池进行交流阻抗谱测试得到交流阻抗谱，对所述燃料电池的反应过程建立等效电路模型，根据所述交流阻抗谱对所述等效电路模型进行拟合，得到所述燃料电池各反应过程对应的阻抗数据，包括：
3.根据权利要求1所述的燃料电池系统故障处理方法，其特征在于，所述燃料电池各反应过程包括质子跨膜传输反应过程、电荷传输反应过程、气体扩散反应过程；所述对所述燃料电池的反应过程建立等效电路模型，根据所述交流阻抗谱对所述等效电路模型进行拟合，得到所述燃料电池各反应过程对应的阻抗数据，包括：
4.根据权利要求3所述的燃料电池系统故障处理方法，其特征在于，所述确定所述燃料电池各反应过程对应的阻抗数据与各自对应的理论数据之间的残差数据，包括：
5.根据权利要求4所述的燃料电池系统故障处理方法，其特征在于，所述根据所述残差数据确定所述燃料电池各反应过程对应的阻抗数据的数据变化趋势，包括：
6.根据权利要求5所
7.根据权利要求5所述的燃料电池系统故障处理方法，其特征在于，所述根据所述第三残差确定所述第二阻抗数据的数据变化趋势，包括：
8.根据权利要求5所述的燃料电池系统故障处理方法，其特征在于，所述根据所述第四残差确定所述第一阻抗数据的数据变化趋势，包括：
9.根据权利要求8所述的燃料电池系统故障处理方法，其特征在于，所述根据所述数据变化趋势进行故障诊断，得到所述燃料电池的故障诊断结果，包括：
10.根据权利要求9所述的燃料电池系统故障处理方法，其特征在于，在所述根据所述数据变化趋势进行故障诊断，得到所述燃料电池的故障诊断结果之后，所述方法还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统故障处理方法，其特征在于，所述燃料电池系统故障处理方法包括：
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统故障处理方法，其特征在于，所述对燃料电池进行交流阻抗谱测试得到交流阻抗谱，对所述燃料电池的反应过程建立等效电路模型，根据所述交流阻抗谱对所述等效电路模型进行拟合，得到所述燃料电池各反应过程对应的阻抗数据，包括：
3.根据权利要求1所述的燃料电池系统故障处理方法，其特征在于，所述燃料电池各反应过程包括质子跨膜传输反应过程、电荷传输反应过程、气体扩散反应过程；所述对所述燃料电池的反应过程建立等效电路模型，根据所述交流阻抗谱对所述等效电路模型进行拟合，得到所述燃料电池各反应过程对应的阻抗数据，包括：
4.根据权利要求3所述的燃料电池系统故障处理方法，其特征在于，所述确定所述燃料电池各反应过程对应的阻抗数据与各自对应的理论数据之间的残差数据，包括：
5.根据权利要求4所述的燃料电池...
【专利技术属性】
技术研发人员：周俊杰，高晨晔，刘通，
申请(专利权)人：中汽创智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。