燃料电池的老化预测方法及装置与流程

本技术涉及燃料电池，特别涉及一种燃料电池的老化预测方法及装置。

背景技术：

1、随着燃料电池整车示范运行规模的增加，大数据监测已成为示范运行安全监测、运行评估的重要手段，燃料电池的使用寿命是制约其商业化的重要问题，相关技术中，主要通过定期测试电堆的稳态性能，来确定燃料电池的老化情况。

2、然而，相关技术中，由于环境的复杂与工况的多样性，难以获得电堆的稳态性能，相较于试验阶段在整车应用层面一些操作条件信号难以采集，可能影响稳态性能测试的准确性，降低预测的效率和可靠性，亟待改进。

技术实现思路

1、本技术提供一种燃料电池的老化预测方法及装置，以解决相关技术中，由于环境的复杂与工况的多样性，难以获得电堆的稳态性能，相较于试验阶段在整车应用层面一些操作条件信号难以采集，可能影响稳态性能测试的准确性，降低预测的效率和可靠性等问题。

2、本技术第一方面实施例提供一种燃料电池的老化预测方法，包括以下步骤：获取用户的实际驾驶数据，所述实际驾驶数据包含燃料电池的累积运行时间、发动机输出功率和电池状态位信号中的至少之一；基于预设时长，对所述实际驾驶数据按照时间进行切分，得到处理后的驾驶数据；将所述处理后的驾驶数据输入至预先构建的老化预测模型中，以获取目标车辆的燃料电池的老化状态。

3、通过上述技术方案，能够将处理后的驾驶数据输入至预先构建的老化预测模型中，以获取目标车辆的燃料电池的老化状态，有助于提前规划维护活动，避免突发故障，能够提高车辆的维护效率和性能。

4、可选地，在本技术的一个实施例中，所述将所述处理后的驾驶数据输入至预先构建的老化预测模型中，以获取目标车辆的燃料电池的老化状态，包括：根据所述累积运行时间计算燃料电池发动机的小功率区间占比、中功率区间占比和高功率区间占比；根据所述发动机输出功率计算所述预设时长内的燃料电池发动机的运行时间和燃料电池大幅度变载次数；根据所述电池状态位信号获取所述燃料电池发动机在所述预设时长内的启停机次数和冷启动次数；将所述小功率区间占比、所述中功率区间占比、所述高功率区间占比、所述运行时间、所述燃料电池大幅度变载次数、所述启停机次数和所述冷启动次数输入至所述老化预测模型，以得到所述燃料电池在目标功率下的性能衰减率。

5、通过上述技术方案，能够将累积运行时间、发动机输出功率、电池状态位信号等参数输入至老化预测模型，综合考虑多种运行参数，有助于提供更为精确的燃料电池老化评估，反映出电池在不同工作条件下的实际衰减情况，进而提高燃料电池的维护效率和性能。

6、可选地，在本技术的一个实施例中，所述性能衰减率的计算公式为：

7、

8、其中，为燃料电池性能衰减率，v0为指定功率点下的初始电压，vt为燃料电池电堆电压。

9、通过上述技术方案，能够通过监测性能衰减率，有利于实时了解电池的性能退化情况，且通过分析性能衰减率，可以避免突发故障，减少停机时间，有效延长电池的使用寿命。

10、可选地，在本技术的一个实施例中，还包括：判断所述目标车辆的燃料电池的老化状态是否达到预设报警条件；如果达到所述预设报警条件，则发送报警信号至所述用户，以对所述用户进行老化报警。

11、通过上述技术方案，能够通过判断目标车辆的燃料电池的老化状态是否达到预设报警条件，在达到预设报警条件时，发送报警信号至用户，有利于及时了解燃料电池的健康状况，并能够及时采取相应的维护措施，以确保车辆的安全运行和延长燃料电池的使用寿命。

12、可选地，在本技术的一个实施例中，所述发送报警信号至所述用户，包括：根据所述目标车辆的燃料电池的老化状态匹配报警类型和报警方式；根据所述报警类型和所述报警方式生成所述报警信号，并发送至所述用户的移动终端和/或车辆终端。

13、通过上述技术方案，能够根据报警类型和报警方式生成报警信号，并发送至用户的移动终端和/或车辆终端，有利于实时监测燃料电池的状态，可以及时发现潜在的安全隐患，有效地提高燃料电池车辆的安全性。

14、本技术第二方面实施例提供一种燃料电池的老化预测装置，包括：获取模块，用于获取用户的实际驾驶数据，所述实际驾驶数据包含燃料电池的累积运行时间、发动机输出功率和电池状态位信号中的至少之一；切分模块，用于基于预设时长，对所述实际驾驶数据按照时间进行切分，得到处理后的驾驶数据；预测模块，用于将所述处理后的驾驶数据输入至预先构建的老化预测模型中，以获取目标车辆的燃料电池的老化状态。

15、通过上述技术方案，燃料电池的老化预测装置能够将处理后的驾驶数据输入至预先构建的老化预测模型中，以获取目标车辆的燃料电池的老化状态，有助于提前规划维护活动，避免突发故障，能够提高车辆的维护效率和性能。

16、可选地，在本技术的一个实施例中，所述预测模块包括：第一计算单元，用于根据所述累积运行时间计算燃料电池发动机的小功率区间占比、中功率区间占比和高功率区间占比；第二计算单元，用于根据所述发动机输出功率计算所述预设时长内的燃料电池发动机的运行时间和燃料电池大幅度变载次数；获取单元，用于根据所述电池状态位信号获取所述燃料电池发动机在所述预设时长内的启停机次数和冷启动次数；预测单元，用于将所述小功率区间占比、所述中功率区间占比、所述高功率区间占比、所述运行时间、所述燃料电池大幅度变载次数、所述启停机次数和所述冷启动次数输入至所述老化预测模型，以得到所述燃料电池在目标功率下的性能衰减率。

17、通过上述技术方案，预测单元能够将累积运行时间、发动机输出功率、电池状态位信号等参数输入至老化预测模型，综合考虑多种运行参数，有助于提供更为精确的燃料电池老化评估，反映出电池在不同工作条件下的实际衰减情况，进而提高燃料电池的维护效率和性能。

18、可选地，在本技术的一个实施例中，所述性能衰减率的计算公式为：

19、

20、其中，为燃料电池性能衰减率，v0为指定功率点下的初始电压，vt为燃料电池电堆电压。

21、通过上述技术方案，能够通过监测性能衰减率，有利于实时了解电池的性能退化情况，且通过分析性能衰减率，可以避免突发故障，减少停机时间，有效延长电池的使用寿命。

22、可选地，在本技术的一个实施例中，还包括：判断模块，用于判断所述目标车辆的燃料电池的老化状态是否达到预设报警条件；报警模块，用于当达到所述预设报警条件时，发送报警信号至所述用户，以对所述用户进行老化报警。

23、通过上述技术方案，报警模块能够通过判断目标车辆的燃料电池的老化状态是否达到预设报警条件，在达到预设报警条件时，发送报警信号至用户，有利于及时了解燃料电池的健康状况，并能够及时采取相应的维护措施，以确保车辆的安全运行和延长燃料电池的使用寿命。

24、可选地，在本技术的一个实施例中，所述报警模块包括：匹配单元，用于根据所述目标车辆的燃料电池的老化状态匹配报警类型和报警方式；发送单元，用于根据所述报警类型和所述报警方式生成所述报警信号，并发送至所述用户的移动终端和/或车辆终端。

25、通过上述技术方案，发送单元能够根据报警类型和报警方式生成报警信号，并发送至用户的移动终端和/或车辆终端，有利于实时监测燃料电池的状态，可以及时发现潜在的安全隐患，有效地提高燃料电池车辆的安全性。

26、本技术第三方面实施例提供一种车辆，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的燃料电池的老化预测方法。

27、本技术第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的燃料电池的老化预测方法。

28、本技术第五方面实施例提供一种计算机程序产品，所述计算机程序被执行时，以用于实现如上的燃料电池的老化预测方法。

29、本技术实施例可以获取用户的实际驾驶数据，基于预设时长对实际驾驶数据按照时间进行切分，得到处理后的驾驶数据，从而将处理后的驾驶数据输入至预先构建的老化预测模型中，以获取目标车辆的燃料电池的老化状态，有利于分析实际驾驶中的数据，提高预测准确性，有助于预防潜在的安全风险，提高整体安全性。由此，解决了相关技术中，由于环境的复杂与工况的多样性，难以获得电堆的稳态性能，相较于试验阶段在整车应用层面一些操作条件信号难以采集，可能影响稳态性能测试的准确性，降低预测的效率和可靠性等问题。

30、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。