PEMFC冷启动过程阻抗谱及特征频率分析.pdf

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汽车工程

2024年（第46卷）第2期AutomotiveEngineering2024（Vol.46）No.2

doi：10.19562/j.chinasae.qcgc.2024.02.009

PEMFC冷启动过程阻抗谱及特征频率分析*

陶阿邦1，2，陶建建1，2，魏学哲1，2

（1.同济大学汽车学院，上海201804；2.同济大学新能源工程中心，上海201804）

［摘要］为优化质子交换膜燃料电池（PEMFC）冷启动过程，提供足量的反馈数据十分必要，常见的阻抗谱和等

效电路因其获取周期较长，无法提供足量且实时的反馈。为此，本文在COMSOL中建立冷启动阻抗模型，结合试验

分析其阻抗谱变化，分别在高、中、低频区间提出特征频率1kHz、50Hz和1Hz用于表征燃料电池冷启动过程。研究

发现，上述特征频率在冷启动的前、中、后3个阶段变化显著，在特征频率1kHz、50Hz和1Hz下阻抗的变化倍率分

别为0.38、0.31和1.47。相较于获取完整的阻抗谱和拟合等效电路，在保留了特征信息的情况下提高了采集数据

的实时性。因此，可利用特征频率点的阻抗表征冷启动过程，为实时监测冷启动内部状态提供条件。

关键词：质子交换膜燃料电池；阻抗谱；冷启动；解析阻抗模型；等效电路模型

ImpedanceSpectroscopyandCharacteristicFrequencyAnalysisof

thePEMFCColdStartProcess

TaoA’bang1，2，TaoJianjian1，2WeiXuezhe1，2

1.SchoolofAutomotiveStudies，TongjiUniversity，Shanghai201804；

2.CleanEnergyAutomotiveEngineeringCenter，TongjiUniversity，Shanghai201804

［Abstract］InordertooptimizethecoldstartprocessofPEMFC，itisessentialtoprovidesufficientfeed⁃

backdata.Commonimpedancespectroscopyandequivalentcircuitscannotprovidesufficientandreal-timefeed⁃

backduetolongacquisitionperiod.Therefore，thecoldstartimpedancemodelisdevelopedinCOMSOL，andthe

changeofimpedancespectroscopyisanalyzedincombinationwithexperiments.Thecharacteristicfrequenciesof

1kHz，50Hzand1Hzareproposedinthehigh，mediumandlowfrequencyrangesrespectivelytocharacterizethe

coldstartprocessofthefuelcell.Theresultsshow

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