此外，研究發(fā)現(xiàn)，電堆故障往往因?yàn)榉e水，與積水和加工缺陷有關(guān)，譬如中間換刀會(huì)在加工的地方留下痕跡，這個(gè)地方就容易形成積水。

燃料電池壽命評(píng)價(jià)技術(shù)

清華大學(xué)試驗(yàn)證明駕駛循環(huán)下燃料電池性能衰減率可用四個(gè)工況下的衰減率疊加表示，基于數(shù)學(xué)推導(dǎo)給出了基于實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和道路運(yùn)行工況譜的壽命預(yù)測(cè)公式?？傇囼?yàn)時(shí)間為200小時(shí)左右，然后據(jù)此推測(cè)出燃料電池在車上的使用壽命。這項(xiàng)工作的優(yōu)勢(shì)是，在實(shí)驗(yàn)室就可以對(duì)電池壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)，在缺少燃料電池車的標(biāo)準(zhǔn)駕駛循環(huán)情況下，可預(yù)測(cè)燃料電池在各種駕駛循環(huán)下的使用壽命。

現(xiàn)在，燃料電池汽車還沒有標(biāo)準(zhǔn)的駕駛循環(huán)。每輛車裝多大功率的電池，其動(dòng)力構(gòu)型是多裝燃料電池還是多裝蓄電池，沒有一定的標(biāo)準(zhǔn)。這也意味著不同配型的燃料電池在車上的輸出性能會(huì)不同，工況變化和變化頻率幅度都會(huì)不一樣。另外，同樣一輛車在不同時(shí)段、不同路段運(yùn)行，駕駛循環(huán)也會(huì)不同。清華大學(xué)通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室把燃料電池在各個(gè)工況下的衰減率計(jì)算出來(lái)，然后重新組合出不同的駕駛循環(huán)。并計(jì)算不同駕駛循環(huán)下燃料電池的壽命是多少。

通過(guò)測(cè)試，清華大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)這種預(yù)測(cè)結(jié)果相當(dāng)不錯(cuò)。用同樣的燃料電池裝在車上計(jì)算衰減率和使用壽命，在一輛車上能跑2600小時(shí)，裝到另一輛車上跑1900小時(shí)。當(dāng)然在實(shí)際測(cè)試中，這些車都沒有跑那么長(zhǎng)時(shí)間，因?yàn)橹辉囘\(yùn)行了一年，大約跑了1200小時(shí)就結(jié)束了。但是預(yù)測(cè)的性能衰減率與實(shí)際情況非常吻合。

動(dòng)態(tài)閉環(huán)調(diào)控技術(shù)防止燃料電池水淹

清華大學(xué)的另一項(xiàng)研究是用動(dòng)態(tài)閉環(huán)調(diào)控技術(shù)預(yù)防電堆故障，這是一種防止水淹的技術(shù)。

早些時(shí)候，清華大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)氫氣壓力降可以作為燃料電池水淹的判定條件，并研究出了壓力降精確計(jì)算公式。在正常情況下，實(shí)測(cè)壓力降與公式吻合，當(dāng)出現(xiàn)水淹時(shí)，實(shí)測(cè)值明顯偏離公式計(jì)算值。

這個(gè)公式還可以用于燃料電池雙極板流場(chǎng)設(shè)計(jì)中。過(guò)去設(shè)計(jì)燃料電池流場(chǎng)所用的壓力降經(jīng)驗(yàn)公式，與實(shí)際燃料電池工作中的壓力降差異較大，因?yàn)樗鼪]有電流參數(shù)。

有了這個(gè)公式以后，就可以判斷出什么時(shí)候出現(xiàn)水淹現(xiàn)象，如果等壓力降到降到燃料電池已經(jīng)被水堵死，再去解決故障就很難了。

清華大學(xué)通過(guò)試驗(yàn)又發(fā)現(xiàn)燃料電池從出現(xiàn)水淹，到被堵死之前，壓力降會(huì)有很明顯的平臺(tái)現(xiàn)象，而且持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)。通過(guò)給燃料電池設(shè)置控制窗，可以在發(fā)現(xiàn)特定點(diǎn)的時(shí)候趕快進(jìn)行處理，不等它進(jìn)入平臺(tái)就可以進(jìn)行調(diào)控，很好地防止燃料電池水淹。

基于這樣的理念，清華大學(xué)把動(dòng)態(tài)閉環(huán)調(diào)控技術(shù)做成了一個(gè)專業(yè)軟件和控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)燃料電池的自動(dòng)控制，防止燃料電池出現(xiàn)水淹。在實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試過(guò)程中，曾人為創(chuàng)造水淹情況，通過(guò)運(yùn)用這個(gè)系統(tǒng)燃料電池很快就自動(dòng)恢復(fù)到正常了。

同步檢測(cè)燃料電池堆多片膜電極的多參數(shù)

過(guò)去，只能用線性電位掃描法和循環(huán)伏安法分別檢測(cè)單片膜電極的各參數(shù)，但是無(wú)法對(duì)電堆進(jìn)行測(cè)試。如果對(duì)電堆使用循環(huán)伏安法，很難保證燃料電池的電壓呈線性上升，因?yàn)槊抗?jié)電流都不一致，會(huì)使得電壓升高率不一樣。