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龙图腾网获悉浙江大学申请的专利一种氢燃料电池系统自适应氧气过量比设置方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115312814B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-04发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210954754.5，技术领域涉及：H01M8/04992；该发明授权一种氢燃料电池系统自适应氧气过量比设置方法是由陈剑;刘浩设计研发完成，并于2022-08-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种氢燃料电池系统自适应氧气过量比设置方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种氢燃料电池系统自适应氧气过量比设置方法。包括：首先离线测量全新燃料电池系统的经济性最优氧气过量比曲线和单片燃料电池在老化阶段k时的极化曲线，辨识获得燃料电池的电化学表面积、欧姆电阻和限制电流密度参数；接着实时计算燃料电池在吹扫间隔期间的总电压降和电化学表面积下降导致的电压降，再实时计算阳极氮气浓度积累导致的电压降，从而计算获得由于阴极氧气传输受阻导致的电压降；进而计算阴极所需要增加的压力；最终确定燃料电池在老化阶段k时的阴极自适应氧气过量比；当燃料电池进入新老化阶段，则对处于新老化阶段的燃料电池重新设置自适应氧气过量比。本发明提升了燃料电池运行的稳定性、耐久性、可靠性和安全性。

本发明授权一种氢燃料电池系统自适应氧气过量比设置方法在权利要求书中公布了：1.一种氢燃料电池系统自适应氧气过量比设置方法，其特征在于，包括以下步骤： 1离线测量全新质子交换膜燃料电池系统的最优氧气过量比曲线； 2离线测量质子交换膜燃料电池在老化阶段k时的极化曲线，基于燃料电池电压模型，利用极化曲线分段辨识方法对老化阶段k时的极化曲线进行拟合，估计获得燃料电池的电化学表面积ECSA、欧姆电阻Rohmic和限制电流密度ilim； 3在线监测燃料电池运行过程中的电压和电流，并基于老化阶段k时燃料电池的电化学表面积ECSA、欧姆电阻Rohmic和限制电流密度ilim以及最优氧气过量比曲线，实时计算燃料电池在吹扫间隔期间的总电压降ΔVcell和电化学表面积ECSA下降导致的电压降ΔVECSA，再根据阳极氮气浓度观测器实时计算阳极氮气浓度积累导致的电压降ΔVN2,an，通过燃料电池在吹扫间隔期间的总电压降ΔVcell减去电化学表面积ECSA下降导致的电压降ΔVECSA和阳极氮气浓度积累导致的电压降ΔVN2,an后，计算获得由于阴极氧气传输受阻导致的电压降ΔVw； 4根据电化学表面积ECSA下降导致的电压降ΔVECSA和阴极氧气传输受阻导致的电压降ΔVw计算阴极所需要增加的氧气偏分压ΔPO2,c； 5基于阴极需要增加的氧气偏分压ΔPO2,c，确定燃料电池在老化阶段k时的自适应氧气过量比λO2,k； 6当燃料电池运行时间不超过预设老化时长时，重复步骤3-5；当燃料电池运行时间超过预设老化时长时，则燃料电池进入新的老化阶段，接着判断燃料电池是否已经达到最大使用寿命，如果是，则结束；如果不是，则重复步骤2-5，对处于新老化阶段的燃料电池设置新的自适应氧气过量比； 所述步骤4中，阴极所需要增加的氧气偏分压ΔPO2,c的计算公式如下： ΔVECSA+ΔVw＝ΔEner+Δηact+cross+Δηcon 其中，PO2,c表示阴极的氧气偏分压，ΔEner表示ΔPO2,c导致的单片燃料电池能斯特电压变化值，Δηact+cross表示ΔPO2,c导致的单片燃料电池活化损耗与渗透损耗之和的变化值，Δηcon表示ΔPO2,c导致的单片燃料电池总浓度损耗变化值，R表示理想气体常数；T表示燃料电池运行温度；F是法拉第常数；A表示阴极的活化常数，i0,c表示阴极交换电流密度；Δi0,c表示ΔPO2,c导致的阴极交换电流密度变化值，表示标准运行条件下阴极氧气的参考偏分压，Tref表示燃料电池的参考运行温度，表示在和Tref运行条件下阴极交换电流密度的参考值；Eact,c表示氧气还原反应的活化能量；Bc表示阴极的浓度常数，ilim表示限制电流密度；i表示燃料电池的负载电流密度，Δilim表示ΔPO2,c导致的限制电流密度变化值，ne,c表示阴极氧化还原反应的电子数目，表示阴极氧气的有效扩散系数，Lc表示阴极催化层的厚度，xO2,ch表示阴极流道中的氧气质量分数； 所述步骤5中，燃料电池在老化阶段k时阴极自适应氧气过量比λO2,k的计算公式为： 其中，Psm表示供气歧管内的气压，Pout表示燃料电池阴极出口的压力，I表示燃料电池的负载电流，c1和c2分别是第一和第二简化系数，PO2,c表示阴极的氧气偏分压。

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