一种燃料电池故障诊断方法、装置、设备和存储介质与流程

本发明实施例涉及燃料电池，尤其涉及一种燃料电池故障诊断方法、装置、设备和存储介质。

背景技术：

1、近年来，环境污染、能源危机日益严重，燃料电池由于其高转化效率、高能量密度、无排放等优点受到了广泛的关注，其在储能电源、新能源汽车、分布式发电等领域都有较好的应用前景。燃料电池运行过程中，由于功率状况复杂以及水热管理不足等问题，容易发生膜干、水淹、空气饥饿等故障。这些故障会对电池内部的性能和结构产生恶劣的影响，导致燃料电池寿命短、耐久性不足。为了明确燃料电池的故障类型，需要对燃料电池进行故障诊断。

2、现有技术中，可以根据燃料电池的高频阻抗明显提升确定故障类型为膜干故障，根据燃料电池的高频阻抗未发生明显变化确定故障类型为水淹故障或者空气饥饿故障，进而可以通过对低频区电荷传输阻抗和传质阻抗的分析确定故障类型为水淹故障或者空气饥饿故障。

3、但是，全频eis阻抗测试分析耗时长，而且，仅能进行稳态监测，不适应燃料电池负载瞬态变化的特点，不适用瞬态故障诊断，工程应用实用性较低。

技术实现思路

1、本发明提供一种燃料电池故障诊断方法、装置、设备和存储介质，以实现对燃料电池的瞬态故障诊断。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种燃料电池故障诊断方法，包括：

3、获取燃料电池的当前电压、当前高频阻抗、当前压强以及当前氧气浓度；

4、确定所述燃料电池的当前负载后，确定所述燃料电池在所述当前负载下的电压标定值、高频阻抗标定值、压强标定值以及氧气浓度标定值；

5、根据所述当前电压和所述电压标定值确定电压偏离程度，在确定所述电压偏离程度处于故障程度范围的情况下，确定所述燃料电池处于故障状态；

6、根据所述当前高频阻抗和所述高频阻抗标定值确定高频阻抗偏离程度、根据所述当前压强和所述压强标定值确定压强偏离程度、根据所述当前氧气浓度和所述氧气浓度标定值确定氧气浓度偏离程度，根据所述高频阻抗偏离程度、所述压强偏离程度和所述氧气浓度偏离程度中的至少一个确定所述燃料电池的故障类型。

7、本发明实施例的技术方案，提供一种燃料电池故障诊断方法，包括：获取燃料电池的当前电压、当前高频阻抗、当前压强以及当前氧气浓度；确定所述燃料电池的当前负载后，确定所述燃料电池在所述当前负载下的电压标定值、高频阻抗标定值、压强标定值以及氧气浓度标定值；根据所述当前电压和所述电压标定值确定电压偏离程度，在确定所述电压偏离程度处于故障程度范围的情况下，确定所述燃料电池处于故障状态；根据所述当前高频阻抗和所述高频阻抗标定值确定高频阻抗偏离程度、根据所述当前压强和所述压强标定值确定压强偏离程度、根据所述当前氧气浓度和所述氧气浓度标定值确定氧气浓度偏离程度，根据所述高频阻抗偏离程度、所述压强偏离程度和所述氧气浓度偏离程度中的至少一个确定所述燃料电池的故障类型。上述技术方案，首先可以实时获取燃料电池的当前电压、当前高频阻抗、当前压强以及当前氧气浓度，实时获取到的燃料电池的当前电压、当前高频阻抗、当前压强以及当前氧气浓度可以用于对燃料电池进行瞬态故障诊断，其次可以根据燃料电池实时运行时的当前负载确定对应的电压标定值、高频阻抗标定值、压强标定值以及氧气浓度标定值，为燃料电池故障诊断提供数据基础，为确定燃料电池故障诊断提供数据基础，进而可以根据燃料电池在当前负载下的当前电压和电压标定值所确定的电压偏离程度确定燃料电池是否处于故障状态，并在确定燃料电池处于故障状态后，继续根据高频阻抗偏离程度实现确定燃料电池的故障类型是否为膜干故障，根据高频阻抗偏离程度和压强偏离程度实现确定燃料电池的故障类型是否为水淹故障，根据高频阻抗偏离程度、压强偏离程度和氧气浓度偏离程度实现确定燃料电池的故障类型是否为空气饥饿故障，实现燃料电池故障类型的确定，因此，实现燃料电池故障状态以及故障类型的瞬态确定，进而实现对燃料电池的瞬态故障诊断。

8、进一步地，根据所述当前电压和所述电压标定值确定电压偏离程度，包括：

9、根据所述电压标定值和所述当前电压确定电压偏离值，根据所述电压偏离值和所述电压标定值确定所述电压偏离程度。

10、进一步地，所述当前压强包括当前空气路压强和当前氢气路压强，所述压强标定值包括空气路压强标定值和氢气路压强标定值。

11、进一步地，根据所述当前压强和所述压强标定值确定压强偏离程度，包括：

12、根据所述当前空气路压强和所述空气路压强标定值确定空气路压强偏离程度；

13、根据所述当前氢气路压强和所述氢气路压强标定值确定氢气路压强偏离程度。

14、进一步地，根据所述当前高频阻抗和所述高频阻抗标定值确定高频阻抗偏离程度，包括：

15、根据所述当前高频阻抗和所述高频阻抗标定值确定高频阻抗偏离值，根据所述高频阻抗偏离值和所述高频阻抗标定值确定所述高频阻抗偏离程度；

16、根据所述当前空气路压强和所述空气路压强标定值确定空气路压强偏离程度，包括：

17、根据所述当前空气路压强和所述空气路压强标定值确定空气路压强偏离值，根据所述空气路压强偏离值确定所述空气路压强偏离程度；

18、根据所述当前氢气路压强和所述氢气路压强标定值确定氢气路压强偏离程度，包括：

19、根据所述当前氢气路压强和所述氢气路压强标定值确定氢气路压强偏离值，根据所述氢气路压强偏离值确定所述氢气路压强偏离程度；

20、根据所述当前氧气浓度和所述氧气浓度标定值确定氧气浓度偏离程度，包括：

21、根据所述氧气浓度标定值和所述当前氧气浓度确定氧气浓度偏离值，根据所述氧气浓度偏离值和所述氧气浓度标定值确定所述氧气浓度偏离程度。

22、进一步地，根据所述高频阻抗偏离程度、所述压强偏离程度和所述氧气浓度偏离程度中的至少一个确定所述燃料电池的故障类型，包括：

23、在确定所述高频阻抗偏离程度处于第一程度范围的情况下，确定所述燃料电池的故障类型为膜干故障；

24、在确定所述空气路压强偏离程度和/或所述氢气路压强偏离程度处于第二程度范围的情况下，确定所述燃料电池的故障类型为水淹故障；

25、在确定所述氧气浓度偏离程度处于第三程度范围的情况下，确定所述燃料电池的故障类型为空气饥饿故障。

26、进一步地，在根据所述高频阻抗偏离程度、所述压强偏离程度和所述氧气浓度偏离程度中的至少一个确定所述燃料电池的故障类型之后，还包括：

27、根据所述故障类型确定故障原因，根据所述故障原因确定故障解决方式；

28、基于所述故障解决方式调整所述燃料电池所处运行环境，直至所述电压偏离程度不处于故障程度范围。

29、第二方面，本发明实施例还提供了一种燃料电池故障诊断装置，包括：

30、获取模块，用于获取燃料电池的当前电压、当前高频阻抗、当前压强以及当前氧气浓度；

31、标定值确定模块，用于确定所述燃料电池的当前负载后，确定所述燃料电池在所述当前负载下的电压标定值、高频阻抗标定值、压强标定值以及氧气浓度标定值；

32、状态确定模块，用于根据所述当前电压和所述电压标定值确定电压偏离程度，在确定所述电压偏离程度处于故障程度范围的情况下，确定所述燃料电池处于故障状态；

33、执行模块，用于根据所述当前高频阻抗和所述高频阻抗标定值确定高频阻抗偏离程度、根据所述当前压强和所述压强标定值确定压强偏离程度、根据所述当前氧气浓度和所述氧气浓度标定值确定氧气浓度偏离程度，根据所述高频阻抗偏离程度、所述压强偏离程度和所述氧气浓度偏离程度中的至少一个确定所述燃料电池的故障类型。

34、第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

35、至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

36、其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行第一方面中任一所述的燃料电池故障诊断方法。

37、第四方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如第一方面中任一所述的燃料电池故障诊断方法。

38、第五方面，本技术提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机指令，当计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行如第一方面提供的燃料电池故障诊断方法。

39、需要说明的是，上述计算机指令可以全部或者部分存储在计算机可读存储介质上。其中，计算机可读存储介质可以与燃料电池故障诊断装置的处理器封装在一起的，也可以与燃料电池故障诊断装置的处理器单独封装，本技术对此不做限定。

40、本技术中第二方面、第三方面、第四方面以及第五方面的描述，可以参考第一方面的详细描述；并且，第二方面、第三方面、第四方面、以及第五方面的描述的有益效果，可以参考第一方面的有益效果分析，此处不再赘述。

41、在本技术中，上述燃料电池故障诊断装置的名字对设备或功能模块本身不构成限定，在实际实现中，这些设备或功能模块可以以其他名称出现。只要各个设备或功能模块的功能和本技术类似，属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内。

42、本技术的这些方面或其他方面在以下的描述中会更加简明易懂。