吉林大学于远彬获国家专利权
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龙图腾网获悉吉林大学申请的专利一种步进应力式的车用燃料电池系统耐久性评价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:CN115840140B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-27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:202211641346.0,技术领域涉及:G01R31/36;该发明授权一种步进应力式的车用燃料电池系统耐久性评价方法是由于远彬;罗春麒;蒋俊宇;曹起铭;王丹;闫煜坤;曹建强设计研发完成,并于2022-12-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种步进应力式的车用燃料电池系统耐久性评价方法在说明书摘要公布了: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。
本发明授权一种步进应力式的车用燃料电池系统耐久性评价方法在权利要求书中公布了: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; 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; 所述步骤八的具体方法如下: 81分三阶段依次运行三种应力条件下的加速老化工况,应力条件为由低到高,每阶段运行时间为100h,三个阶段分别对应配置大电池容量低电附件功耗的燃料电池系统、配置中等电池容量中等电附件功耗的燃料电池系统和配置低电池容量高电附件功耗的燃料电池系统情况下燃料电池系统耐久性测试;三个耐久性测试阶段用的是同一个燃料电池,在不同阶段加载不同的加速老化工况; 82在每个阶段的耐久性测试中,根据工作时间安排耐久性测试,保证累计的加速老化工况时间达到100h的测试要求即可,但需保证加速老化工况的完整性;在单日测试开始和结束时,需对燃料电池系统的起停操作进行记录; 所述步骤九的具体方法如下: 91利用三个阶段的耐久测试数据,通过拟合的方法对步骤三中的燃料电池理论寿命衰退模型进行修正,得到配置大电池容量低电附件功耗的燃料电池系统、配置中等电池容量中等电附件功耗的燃料电池系统和配置低电池容量高电附件功耗的燃料电池系统的燃料电池实际寿命衰退模型,修正后的燃料电池实际寿命衰退模型如下: ; 式中,为燃料电池系统中燃料电池的实际性能衰减;为燃料电池理论性能衰减;为环境加速系数;为衰退偏移量; 92将每个基本加速耐久测试工况结束时的燃料电池在额定工况下的输出电压数据绘制在横坐标为时间,纵坐标为燃料电池输出电压的直角坐标系中,得到三个阶段耐久性工况测试下的燃料电池电压变化轨迹; 93设定燃料电池在寿命初始状态的输出电压为,燃料电池衰退至规定的最低程度即输出电压衰退10%时的输出电压为;利用配置大电池容量低电附件功耗的燃料电池系统中的燃料电池输出电压衰退曲线的数据,通过拟合的方法,得到在配置大电池容量低电附件功耗的燃料电池系统中的燃料电池在初始输出电压为时的实际寿命衰退模型,利用燃料电池实际衰退模型得到燃料电池衰退到时在加速老化工况下的预期全生命周期工作时间; 94利用配置中等电池容量中等电附件功耗的燃料电池系统中的燃料电池输出电压衰退曲线求得燃料电池在起始电压为时的实际衰退模型,衰退模型曲线与电压交点的横坐标为,为配置中等电池容量中等电附件功耗的燃料电池系统中燃料电池在加速老化工况下的预期使用时间,将配置中等电池容量中等电附件功耗的燃料电池系统中的燃料电池输出电压衰退曲线段燃料电池实际衰退模型曲线进行平移,使得曲线与纵轴的交点为,即得到配置中等电池容量中等电附件功耗的燃料电池系统中燃料电池在初始输出电压为时的等效全生命周期实际衰退模型,等效全生命周期实际衰退模型与电压曲线交点的横坐标为配置中等电池容量中等电附件功耗的燃料电池系统中燃料电池系统在加速老化工况下的预期全生命周期工作时间; 95利用配置低电池容量高电附件功耗的燃料电池系统中的燃料电池输出电压衰退曲线的数据,求得燃料电池在起始电压为时的实际衰退模型,衰退模型曲线与电压交点的横坐标为,为配置低电池容量高电附件功耗的燃料电池系统中燃料电池在加速老化工况下的预期使用时间,将配置低电池容量高电附件功耗的燃料电池系统中的燃料电池输出电压衰退曲线段燃料电池实际衰退模型曲线进行平移,使得曲线与纵轴的交点为,即得到配置低电池容量高电附件功耗的燃料电池系统中燃料电池在初始输出电压为时的等效全生命周期实际衰退模型,等效全生命周期实际衰退模型与电压曲线交点的横坐标为配置低电池容量高电附件功耗的燃料电池系统中燃料电池系统在加速老化工况下的预期全生命周期工作时间; 96用符号T代表单个目标工况的时间,代表单个加速老化工况时间,定义加速老化因子如下: ; 通过获得的单个加速老化工况时间和预期全生命周期工作时间、加速老化因子、单个目标工况的形式里程,计算得到燃料电池系统在目标工况下,整车使用时的预估寿命和预估总行驶里程; 97将配置大电池容量低电附件功耗的燃料电池系统、配置中等电池容量中等电附件功耗的燃料电池系统和配置低电池容量高电附件功耗的燃料电池系统的整车使用预估寿命与燃料电池系统的设计寿命指标进行对比,进而实现对于燃料电池混合动力系统选型匹配的评价。
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