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龙图腾网获悉武汉理工大学申请的专利一种燃料电池内部过氧比计算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：CN115863710B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-27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：202211190524.2，技术领域涉及：H01M8/04992；该发明授权一种燃料电池内部过氧比计算方法是由陈启宏;李济森;张立炎;周克亮;肖朋;刘莉设计研发完成，并于2022-09-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种燃料电池内部过氧比计算方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种燃料电池内部过氧比计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1根据气体、湿度和温度假设建立基于燃料电池九阶模型的六阶过氧比特征模型；2据此模型构建高阶滑模观测器的模型估计部分；3根据模型特征、参数近似假设、燃料电池进口气体组分进行参数融合降阶，从而降低输出注入分配矩阵的运算成本；4通过动态分配阴极气体输出注入项对输出注入向量进行重构，得到燃料电池内部状态估计，进而计算出实时过氧比。本发明不仅能够大幅减小滑模观测器的运算成本，同时具有较好的动态响应以及较小的稳态误差，保证了燃料电池过氧比估计的实时性和准确性。

本发明授权一种燃料电池内部过氧比计算方法在权利要求书中公布了：1.一种燃料电池内部过氧比计算方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤： S1：建立六阶模型的燃料电池过氧比特征模型，所述过氧比特征模型状态变量为： x为状态方程里的状态向量；x1表示电机转速ωcp、x2表示进气管道压强Psm、x3表示进气管道空气质量msm、x4表示电堆内部氧气质x5表示电堆内部氮气质量x6表示排气管道压强Prm；T为矩阵转置； 所述过氧比特征模型的状态空间方程为： y＝[h1,h2,h3]T＝[x1,x2,x6] 其中：为对状态向量求导；f1x至f6x为非线性方程；ηcm为机械效率；kt为电机常数1；Jcp为电机惯量；Rcm为电机常数3；Vcm为空压机电机电压；n为单片电池块数；MO2为氧气摩尔质量；F为法拉第常数；Ist-为燃料电池电流；y代表输出；h1为状态方程中的约定表达，h1即为x1、h2即为x2、h3即为x6； S2：构建燃料电池高阶滑模观测器模型，所述燃料电池高阶滑模观测器包括步骤S1中的六阶模型和输出分配矩阵两部分，所述的输出分配矩阵包括可观测矩阵和非线性误差校正向量； 所述燃料电池高阶滑模观测器模型为： 其中：为对状态向量求导； 代表 至为非线性方程；ηcm为机械效率；Kt为电机常数1；Jcp为电机惯量；Rcm为电机常数3；Vcm为空压机电机电压；n为单片电池块数；为氧气摩尔质量；F为法拉第常数；Ist为燃料电池电流；θx代表对五阶可观测矩阵进行输出注入向量重构；表示可观测矩阵；v为非线性误差校正向量； S3：将步骤S2中的输出分配矩阵李导数计算所用六阶可观测矩阵降为五阶，得到降阶可观测矩阵； 所述六阶可观测矩阵降为五阶涉及的降阶方法包括：将六阶过氧比特征模型包括的状态变量电堆内部氧气质量及电堆内部氮气质量进行参数融合，具体是将状态方程中的电堆内部氧气质量电堆内部氮气质量剔除，再将电堆内部氧气质量电堆内部氮气质量以及水蒸气质量C三者直接相加，作为降阶系统的新状态量mca； 即 其中C代表给定燃料电池温度、氮气气体常数下的燃料电池内部水蒸气质量；Pv,ca为饱和水蒸气压力、Vca为电堆阴极体积、为氮气常数、Tst为电堆温度； 得到的降阶模型状态变量表达形式为： X'＝[ωcp,Psm,msm,Prm,mca]T 其中ωcp为电机转速、Psm为进气管道压强、msm为进气管道空气质量、为电堆内部氧气质量、为电堆内部氮气质量、Prm为排气管道压强、mca为阴极气体质量；T为矩阵转置；Pv,ca为水蒸气饱和压力、Vca为电堆阴极体积、为氮气常数、Tst为电堆温度； S4：对S2步骤中的输出分配矩阵进行输出注入向量重构，计算燃料电池内部过氧比 其中：系统实时过氧比；分别代表由步骤S2中的观测器观测得到的状态变量—进气管道压强Psm、电堆内部氧气质量电堆内部氮气质量Ksm,out-阴极进口孔口气体常数；n-单片电池块数；-氧气摩尔质量；F-法拉第常数；Ist-燃料电池电流；Pv,ca-水蒸气饱和压力；-氧气常数；Tst-电堆温度；Vca-电堆阴极体积；-氮气摩尔质量；-氮气常数。

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