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申请/专利权人：江苏耀扬新能源科技有限公司

摘要：本发明公开了一种船用燃料电池电堆的寿命评估和预测方法，属于燃料电池的健康诊断及寿命预测技术。该方法基于电动船舶的运行功率谱，通过分解不同功率下的运行频率，转化成恒电流下燃料电池电堆电压的演变，建立适用于评价船用燃料电池电堆的快速寿命测试循环曲线。此外，本发明通过各恒载电流下的平均电压，计算出电堆恒载权重寿命。最后，本发明根据变载性能和展开状态的演变，通过神经网络的自学习功能，预测电堆在变载工况下的寿命。最后，承载LSTM预测程序的燃料电池控制器可用于实时预测船舶工况下船舶电堆的寿命，具有实际的应用意义。本发明将实验室寿命测试结果映射到实船工况下的寿命评估，并通过自学习预测方法对实船变载情况下的电堆寿命进行预测。

主权项：1.一种船用燃料电池电堆的寿命评估和预测方法，其特征在于，该方法包括：S1、测定船舶燃料电池电堆在固定运行航路上的循环工况采集该船舶在固定航路之间的运行功率谱，按照船舶运行的实际工况，将功率谱分解成若干个恒流部分，测量该恒流部分下电堆的输出功率对应的电压，各个恒流部分对应待机电流、怠速电流、基准电流、额定电流和峰值电流；根据船舶的运行功率谱，统计实际各种工况下的运行频率，并转化成恒电流和动态变载下的运行时长；根据燃料电池电堆的活性面积，计算各个恒电流下的电堆电流密度，用以评估该燃料电池中不同电堆的寿命，并建立适用于不同船型、谱系化的燃料电堆快速寿命测试的循环工况；S2、燃料电池电堆的恒载寿命测试采集电堆稳定运行时在待机电流、怠速电流、基准电流、额定电流和峰值电流下的平均电压，并通过这些电压值随循环而衰减的拟合，得出不同电流下的平均衰减速度；按照船舶实际运行中在这些工况下的频率分布，通过线性累积计算出恒载下电堆的权重寿命；S3、燃料电池电堆的变载寿命测试统计待机、怠速、基准、额定和峰值各工况之间的变载过程的电压变化，包括计算各点之间的电压差值和电压变化速率随循环的变化；S4、燃料电池电堆的健康状态监测所述的健康状态监测是指通过监测电压滞留和内阻增长情况，所述的电压滞留是指每个循环工况在停载后，切断电堆阴极的供氧并维持阳极氢气压力稳定，记录电堆从OCV下降到0.1V所需要的时间，下降时间的缩短对应于膜电极寿命的减少；所述的内阻增长是指监测电堆在步骤S1中的电堆电流密度下内阻随循环的增长情况，内阻的增长对应于电堆寿命的减少；S5、燃料电池电堆的寿命预测将变载性能和健康状态随时间变化的数据输入神经网络模型进行训练，通过LSTM网络预测电堆在短期和长期的变载性能和健康状态的变化，并推算燃料电堆的综合寿命。

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