基于频率正割角计算的燃料电池堆水热管理状态诊断方法

摘要

水热状态管理对提高燃料电池堆输出性能具有重要意义.本文基于电化学阻抗谱法原理,结合等效电路模型,通过获取两个阻抗谱特征频率点响应,计算出频率响应点连线与实轴夹角(频率正割角),提出了一种频率正割角计算方法.理论证明该角度与电堆内阻变化具有唯一性对应关系.仿真和实验结果表明,频率正割角计算结果能够很好地描述堆内水热管理状态变化,以及操作条件变化对电堆输出性能的影响.该方法避免了交流阻抗试验测试步骤繁复、时间周期长、参数拟合困难等不足,给出一种特征明显、直接简便的诊断方法,为电堆操作条件优化和输出性能故障预警奠定了基础,具有良好的应用前景.