李 平，童晓敏，郝 冬，侯永平

(1.同济大学新能源汽车工程中心，上海 201804； 2.上海机动车检测中心，上海 201805)



·科研论文·

PEMFC极化曲线半经验模型的改进

李 平1，童晓敏2，郝 冬1，侯永平1

(1.同济大学新能源汽车工程中心，上海 201804； 2.上海机动车检测中心，上海 201805)

根据实验测得的数据，对燃料电池的极化曲线进行特性分析，归纳建模方法，在Kim模型和Fraser模型的基础上，针对小电流密度区间拟合精度低和拟合参数过多的问题，修正了活化损耗项，提出了改进的半经验模型。比较3个模型拟合结果的鲁棒性和精确性，建立的半经验模型拟合精度更高，实用性更强。

燃料电池； 极化曲线； 半经验模型

极化曲线特性研究可帮助分析燃料电池发动机的性能，半经验模型可根据方程中参数所代表的物理意义来描述工作过程，有助于了解和优化燃料电池的性能。关于燃料电池极化曲线的经验或半经验模型都有各自的优缺点。J.Kim等[1]提出只需测得电流、电压，就可较精确地拟合极化曲线的经验模型(Kim模型)，但在小电流密度区间拟合效果差且不能得到开路电压。D.Chu等[2]在此基础上提出的半经验模型，仅在大电流密度区间计算产生的浓差损失；S.D.Fraser等[3]引入损失电流密度和交换电流密度，并修正模型中的活化损失项，得到Fraser模型，但需要测得温度、压强等数据；H.Weydahl等[4]考虑将3种损失项都作为内部电流的影响；C.K.Poh等[5]提出可在整个电流工作区间都拟合浓差损失的经验模型。这些模型都有对浓差损失项描述太复杂、拟合参数多的问题。……