(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211175172.3 (22)申请日 2022.09.26 (71)申请人 中国第一汽车股份有限公司 地址 130011 吉林省长 春市汽车 经济技术 开发区新红旗大街1号 (72)发明人 王恺　韩令海　赵洪辉　王宇鹏　 都京　魏凯　盛夏　马秋玉　 (74)专利代理 机构 北京远智汇知识产权代理有 限公司 1 1659 专利代理师 鲁艳萍 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06N 3/00(2006.01) H01M 8/04298(2016.01) G06F 111/10(2020.01)G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 燃料电池的老化建模方法、 装置、 设备和介 质 (57)摘要 本申请涉及一种燃料电池的老化建模 方法、 装置、 设备和存储介质。 该方法包括： 获取燃 料电 池的开路电压模型、 欧姆损失模型、 浓差损失模 型、 活化损失模 型以及基于可逆衰减 特性建立的 催化剂有效反应面积模型； 根据所述开路电压模 型、 欧姆损失模型、 浓差损失模型、 活化损失模型 以及催化剂有效反应面积模型， 构建所述燃料电 池的老化模 型； 使用粒子群算法对 所述老化模型 中的参数进行优化， 从而 得到所述燃料电池的目 标老化模型。 该方法能够精准地模拟燃料电池的 老化过程， 从而预测燃料电池的老化程度， 以便 及时对燃料电池进行维护， 提升电池的寿命， 降 低维护成本 。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 115422846 A 2022.12.02 CN 115422846 A 1.一种燃料电池的老化建模方法， 其特 征在于， 包括： 获取燃料电池的开路电压模型、 欧姆损失模型、 浓差损失模型、 活化损失模型以及基于 可逆衰减特性建立的催化剂有效反应面积模型； 根据所述开路电压模型、 欧姆损失模型、 浓差损失模型、 活化损失模型以及催化剂有效 反应面积模型， 构建所述燃料电池的老化模型； 使用粒子群算法对所述老化模型中的参数进行优化， 从而得到所述燃料电池的目标老 化模型。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述获取燃料电池的开路电压模型， 包括： 基于燃料电池的阳极侧氢气压力、 阴极侧氧气压力以及燃料电池的工作温度， 构建所 述燃料电池的开路电压模型。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述获取燃料电池的欧姆损失模型， 包括： 基于燃料电池的工作电流、 初始内阻、 内阻的老化系数以及累积运行时间， 构建所述燃 料电池的欧姆损失模型。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述获取燃料电池的浓差损失模型， 包括： 基于气体常数、 法拉第常数、 燃料电池的电流密度、 初始极限电流密度、 极限电流密度 老化系数以及累积运行时间， 构建所述浓差损失模型。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述获取燃料电池的活化损失模型， 包括： 基于燃料电池的工作电流、 阴极电化学反应常数以及催化剂有效反应面积， 构建所述 燃料电池的阴极活化损失模型； 基于燃料电池的工作电流、 阳极电化学反应常数以及催化剂有效反应面积， 构建所述 燃料电池的阳极活化损失模型。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述获取燃料电池的催化剂有 效反应面积 模型， 包括： 基于燃料电池的催化剂初始有 效反应面积、 催化剂有 效反应面积衰减趋势系数以及燃 料电池的累积运行时间， 构建燃料电池的催化剂有效反应面积的不可逆衰减 模型； 基于燃料电池的催化剂有 效反应面积停机后的恢 复系数、 催化剂有 效反应面积衰减趋 势系数、 燃料电池运行中的停机时刻以及对应的停机时间， 构建燃料电池的催化剂有效反 应面积的可逆衰减 模型。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述 参数包括以下至少之一： 初始内阻、 内阻的老化系数、 初始极限电流密度、 浓差老化系数、 浓差修正系数、 阳极电 化学反应常数、 阴极电化学反应常数、 催化剂有效反应面积衰减趋势系 数以及催化剂有效 反应面积停机后的恢复系数； 所述使用粒子群算法对所述老化模型中的参数进行优化， 包括： 建立适应度函 数， 并初始化 粒子群信息； 其中， 所述适应度函数为 Vout为通过老化模型得到的燃料电池的输出电压， 为实验测量得到的燃料电池的输出电 压， c为老化模型中待标定的参数； 基于所述适应度函数确定每个粒子的适应度值， 并基于适应度值确定每个粒子的历史 最优位置和粒子群的历史全局最优位置；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115422846 A 2根据所述历史最优位置和所述历史全局最优位置， 更新每个粒子的速度和位置， 并重 复执行所述基于所述适应度函数确定每个粒子的适应度值的步骤， 直至达到 收敛条件， 从 而得到所述老化模型中参数的参数值。 8.一种燃料电池的老化建模 装置， 其特 征在于， 包括： 获取模块， 用于获取燃料电池的开路电压模型、 欧姆损失模型、 浓差损 失模型、 活化损 失模型以及基于可逆衰减特性建立的催化剂有效反应面积模型； 处理模块， 用于根据所述开路电压模型、 欧姆损失模型、 浓差损失模型、 活化损失模型 以及催化剂有效反应面积模型， 构建所述燃料电池的老化模型； 优化模块， 用于使用粒子群算法对所述老化模型中的参数进行优化， 从而得到所述燃 料电池的目标老化模型。 9.一种电子设备， 包括存储器和 处理器， 所述存储器存储有计算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。 10.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 该计算机程序被 处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115422846 A 3