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龙图腾网获悉长安大学申请的专利一种质子交换膜燃料电池建模方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121525342B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-24发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202610045598.9，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权一种质子交换膜燃料电池建模方法是由朱丹;任禹月;陈伯钧;宁世超设计研发完成，并于2026-01-14向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种质子交换膜燃料电池建模方法在说明书摘要公布了：本公开是一种质子交换膜燃料电池建模方法，包括：建立阳极、阴极的活化电压损耗模型；建立欧姆电压损耗模型；建立浓差电压损耗模型；根据阳极、阴极的活化电压损耗模型、欧姆电压损耗模型和浓差电压损耗模型，得到质子交换膜燃料电池输出电压模型。本实施例提出一种质子交换膜燃料电池半经验半机理建模方法，解决经验模型无法有效体现PEMFC内部机理、机理模型计算太过复杂、不便于瞬态响应观察和控制策略开发的问题。本申请建立的模型可以体现部分质子交换膜燃料电池工作机理，并且相较于传统机理模型大大缩减计算量，可以用于瞬态响应研究以及控制策略开发。

本发明授权一种质子交换膜燃料电池建模方法在权利要求书中公布了：1.一种质子交换膜燃料电池建模方法，其特征在于，包括： S1，建立阳极、阴极的活化电压损耗模型，如下所示： 其中，为阳极的活化电压损耗，为阴极的活化电压损耗，表示理想气体常数，代表燃料电池的温度，代表电荷转移系数，代表法拉第常数，代表电流密度，与分别代表阳极与阴极的交换电流密度； S2，建立欧姆电压损耗模型，如下所示： 其中，为欧姆电压损耗，代表两极的极板厚度，代表极板电导率，、、、分别表示质子交换膜燃料电池膜组件中气体扩散层、微孔层、催化层以及质子交换膜的厚度，、、分别表示气体扩散层、微孔层、催化层的有效电子电导率，表示催化层的有效离子电导率，代表质子交换膜电导率； S3，建立浓差电压损耗模型，如下所示： 其中，为浓度电压损耗，为瞬时电流密度，为极限电流密度； S4，根据阳极、阴极的活化电压损耗模型、欧姆电压损耗模型和浓差电压损耗模型，得到质子交换膜燃料电池输出电压模型，如下所示： 其中，为质子交换膜燃料电池输出电压，为能斯特电压； S5，对质子交换膜燃料电池输出电压模型进行SOBOL参数敏感性分析得出质子交换膜燃料电池的多个机理参数的敏感性参数； 其中，根据每个机理参数的敏感性参数得出各个机理参数的衰退系数的过程包括： 利用SOBOL参数敏感性分析得出质子交换膜燃料电池的多个机理参数的敏感性参数，根据敏感性参数计算得到其对应的机理参数在一定工作时长下所带来的电压衰减量，根据电压衰减量得到该机理参数在该工作时长下的实时机理参数，然后根据经验衰老模型计算得到该机理参数的衰退系数； S6，结合质子交换膜燃料电池输出电压模型和高敏感性机理参数的经验衰老模型对电池的健康状态进行监测； 在机理参数的经验衰老模型中，初始活化面积、初始电荷转移系数、初始参考交换电流密度、初始气体扩散层孔隙率、初始氧气传递系数的数值分别为276.5330cm2、0.6464、1489.944Acm2、0.8033、6.4279×10-7m2s； 极限电流密度的表达式如下： 其中，表示氧气传递系数，表示阴极氧气分压； 质子交换膜燃料电池的多个机理参数的经验衰老模型分别如下： 活化面积： 电荷转移系数： 参考交换电流密度： 气体扩散层孔隙率： 氧气传递系数： 其中，、、、、分别表示初始活化面积、初始电荷转移系数、初始参考交换电流密度、初始气体扩散层孔隙率、初始氧气传递系数；表示质子交换膜燃料电池的工作时长；、、、、分别表示活化面积衰退系数、电荷转移系数衰退系数、参考交换电流密度衰退系数、气体扩散层孔隙率衰退系数、氧气传递系数衰退系数。

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