申请/专利权人：安徽农业大学

申请日：2023-12-20

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN117457094B

主分类号：G16C20/10

分类号：G16C20/10;G16C20/30;G16C20/70

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.29#授权;2024.02.13#实质审查的生效;2024.01.26#公开

摘要：本发明涉及能源化工技术领域，是一种基于AP算法的氢氧燃料电池能效表现评估方法和系统，具体方法包括：采集氢氧燃料电池运行工作时的状态数据，并提取电池内部不同的化学反应阶段的阶段状态数据；将阶段状态数据进行类簇划分，构建AP算法模型，计算阶段状态数据中不同数据类簇之间的相似度；确定不同类簇的化学反应速率系数；根据热动力分析模型，计算不同化学反应阶段的氢氧燃料电池内部的热力学能效系数；计算氢氧燃料电池的化学反应的能效表现率。本发明解决了现有技术中，对氢氧燃料电池内部的化学反应能效计算时，未考虑到化学反应阶各个阶段反应能效不同且反应条件复杂导致的能效计算误差较大的问题。

主权项：1.一种基于AP算法的氢氧燃料电池能效表现评估方法，其特征在于：所述方法包括如下具体步骤：S1：采集氢氧燃料电池运行工作时的状态数据，并提取电池内部不同的化学反应阶段的阶段状态数据；S2：将阶段状态数据进行类簇划分，构建AP算法模型，计算阶段状态数据中不同数据类簇之间的相似度，并构建反应数据中数据类簇的相似度矩阵；S3：根据AP算法模型对S1中提取到的电池内部不同的化学反应阶段的阶段状态数据进行数据聚类处理，并确定不同类簇的化学反应速率系数；S4：根据热动力分析模型，计算不同化学反应阶段的氢氧燃料电池内部的热力学能效系数；S5：计算氢氧燃料电池的化学反应的能效表现率；所述阶段状态数据进行类簇划分包括如下具体步骤：S201：根据氢气供应量和氧气供应量的配比参数进行划分，其中，的计算公式为：；其中，为单位能效计算时间内，对氢氧燃料电池供应的氢气供应流速； 为单位能效计算时间内，对氢氧燃料电池供应的氧气供应流速； 为不同化学反应阶段的标号；单位能效计算时间为对氢氧燃料电池进行氢气和氧气供应到氢氧燃料电池电能输出结束的时间间隔；S202：提取并存储阶段状态数据进行类簇划分结果；所述阶段状态数据进行类簇划分结果包括：当时，阶段状态数据为类一，标号记为；当时，阶段状态数据为类二，标号记为；当时，阶段状态数据为类三，标号记为；当时，阶段状态数据为类四，标号记为；当时，阶段状态数据为类五，标号记为；所述S2中，所述阶段状态数据中不同数据类簇之间的相似度的计算策略如下： ；其中，；，为类簇总数； 为阶段状态数据为类i时的标号；阶段状态数据为类j时的标号； 为标号为的阶段状态数据和标号为的阶段状态数据的相似度； 为标号为的阶段状态数据构成的数据向量； 为标号为的阶段状态数据构成的数据向量； 为数据向量和数据向量之间的点乘； 为数据向量的模；为数据向量的模；所述不同类簇的化学反应速率系数的确定包括：当阶段状态数据为类一，标号记为时，化学反应速率系数，记为；当阶段状态数据为类二，标号记为时，化学反应速率系数，记为；当阶段状态数据为类三，标号记为时，化学反应速率系数，记为；当阶段状态数据为类四，标号记为时，化学反应速率系数，记为；当阶段状态数据为类五，标号记为时，化学反应速率系数，记为；所述不同化学反应阶段的氢氧燃料电池内部的热力学能效系数的计算包括如下具体步骤：S401：采集并提取氢气供应阶段对氢氧燃料电池供应的氢气摩尔总量、氧气供应阶段对氢氧燃料电池供应的氧气摩尔总量和化学反应所得的副产物水的摩尔总量；测量并提取电子流动阶段燃料电池产生的实际电能；S402：在氢氧燃料电池的工作温度均值和氢氧燃料电池的工作环境压力均值下，对氢氧燃料电池内部化学反应在氢气供应阶段、氧气供应阶段和电子流动阶段中的反应焓变和反应熵变进行测量，提取化学反应焓变集为；化学反应熵变集为；S403：计算不同化学反应阶段的氢氧燃料电池内部的热力学能效系数，热力学能效系数的计算公式为： ；其中，为标号为n的反应阶段的热力学能效系数； 为标号为n的反应阶段的化学反应焓变； 为标号为n的反应阶段的化学反应熵变； 为氢氧燃料电池运行工作环境中的大气压力； 为氢氧燃料电池运行工作时内置催化剂的活性参数；所述氢氧燃料电池的化学反应的能效表现率的计算策略如下： ；其中，； 为电化学能效占比系数；为热动力能效占比系数。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 安徽农业大学 一种基于AP算法的氢氧燃料电池能效表现评估方法和系统

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