考虑燃料电池老化的多堆自适应功率分配方法

摘要

为延长多堆燃料电池系统(multi-stack fuel cell system,MFCS)使用寿命,保证运行过程中各电堆总体退化性能逐渐趋于一致,针对大功率质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)系统,提出了一种考虑电堆老化的MFCS自适应功率分配方法.在MFCS运行过程中,由于燃料电池输出功率会随不同运行条件而动态变化,导致每个电堆老化程度通常不一致,因此提出量化指标电压退化程度(voltage degradation degree,VDD)来表征燃料电池在运行过程中电堆的老化程度;还采用燃料电池半经验模型来模拟老化对电堆性能的影响;最后,通过RT-LAB搭建硬件在环(hardware-in-the-loop,HIL)测试平台,与原有的功率分配方法做比较.结果表明:该方法能协调各燃料电池出力,减缓电堆老化速率;相较于平均功率分配方法和链式功率分配方法在MFCS的氢耗量上分别降低了13.59%和8.04%.