CN116314969B - 一种sofc***燃料饥饿诊断与供气配置方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SOFC***燃料饥饿诊断与供气配置方法，将固体氧化物燃料电池至于高温测试炉中，维持高温测试环境，燃料电池的阴极供应空气、阳极供应燃料气，使用电子负载测量燃料电池***整体的电流‑电压曲线；使用多通道电压表测量固体氧化物燃料电池局部区域电压信号；计算出燃料电池的电流‑面电阻(I‑ASR)曲线；根据获得的I‑ASR曲线上面电阻的上翘现象，诊断固体氧化物燃料电池局部是否存在燃料饥饿现象。本发明放大可测量燃料电池堆局部电池单元燃料饥饿状况，缩小可检测单一电池片局部燃料饥饿状况，最终得到一个评价指标稳健、可开展局部检测的燃料电池***燃料饥饿诊断方法。
Description
技术领域
本发明涉及SOFC***运行维护技术领域，具体涉及一种SOFC***燃料饥饿诊断与供气配置方法。
背景技术
在众多燃料电池种类中，固体氧化物燃料电池(solid Oxide Fuel Cell，SOFC)具有全陶瓷固体结构，且可直接使用碳基燃料，是应用前景最广阔的一类燃料电池。在实际应用中，为提高输出功率，需将多个SOFC串联成电堆，再将多个电堆串并联组装成模组。在上述串并联过程中，配气管路的不一致性将导致配气的不均匀。实际运行中，管路与电池电极上的积碳也会造成配气不均。上述各类情形的配气不均都将体现为燃料电池电信号呈现燃料饥饿特征。燃料饥饿将引起电池阳极氧化，加速电池性能的衰减，缩短燃料电池使用寿命。
当前SOFC燃料供气配置主要通过控制燃料利用率实现：借助单一电池或单一电堆样本的电流-电压实测曲线数据，为该类燃料电池设定燃料利用率上限，在燃料电池运行中保持燃料利用率不超限。中国专利CN103413955A公开了一种防止固体氧化物燃料电池燃料利用率超限的控制方法，通过控制燃料电池***输出电压值与其设定值的偏差预防超限发生；中国专利CN115064741A公开了一种基于内阻模型的燃料电池燃料利用率的计算方法，提升燃料利用率计算方面的便利性和准确率；中国专利CN107464944A公开了一种燃料电池***及其操作方法，测量燃料流量、电流以及循环比估算燃料利用率。中国专利CN101378130A公开了一种驱动燃料电池装置的方法，通过检测燃料出口浓度和负载电流控制燃料利用率。此类方法的局限性在于燃料利用率属于燃料电池***整体指标，随着燃料电池片数的增加和***供气管路的复杂化，燃料利用率上限将发生变化。此外，作为整体指标的燃料利用率也无法避免局部燃料饥饿的发生，直接实验诊断燃料电池***燃料供应是否充足是当前亟待突破的技术之一。
依据国内外相关专利报道，“燃料饥饿”诊断主要通过电信号检测实现，具体可分为阻抗谱法和伏安法两大类。借助阻抗谱法，中国专利CN109726452B、CN110676488A、CN113540534A、CN114899457A、CN115084593A都报道了质子交换膜燃料电池故障诊断方法，部分内容涉及燃料饥饿诊断方法。阻抗谱法主要通过检测一系列频率交流信号下被测元件的电信号实现阻抗的检测，在每一测试频率下，测试***需满足良好的线性反馈特征，以保障阻抗谱测试的准确性。然而，燃料饥饿状态的燃料电池将发生严重的浓差极化现象，导致***的非线性增强，大大增大了阻抗谱测试的难度。实际应用中，燃料饥饿状态燃料电池的阻抗谱重复性较差，数据呈现较大离散性，降低了阻抗谱法的可信度。相对而言，伏安法测试成本低，测试频率单一，实验操作简单，测试数据稳定，对测试***的线性特性要求低：美国专利US20190386323A1公开了一种通过检测输出电信号波动的振幅来检测燃料电池***燃料饥饿状态的方法；美国专利US2012028152A1公开了一种质子交换膜燃料电池***阳极低氢浓度分压的诊断和矫正方法，具体通过检测由阳极压力变化而导致的电池最小电压的变化实现；此外，美国专利US9231263B2基于质子交换膜燃料电池阴极贵金属催化剂加载量多于阳极，发生燃料饥饿时阴极电压下降慢于阳极的客观事实，公开了一种通过检测电压下降速率区分阴阳极燃料饥饿的方法。该类检测方法的局限在于将电压信号设为控制参考阈值面临评判指标波动性大的问题：即使针对同一类燃料电池，不同燃料供应气量下燃料电池发生燃料饥饿的电压偏差可达20％以上。基于此，伏安法的广泛应用需发明一类更加稳健的评价指标。
发明内容
本发明的目的在于提供一类基于伏安法的评价指标稳健的SOFC***燃料饥饿诊断与供气配置方法。
为实现上述目的，本发明基于伏安法提出一种SOFC***燃料饥饿诊断与供气配置方法，包括以下步骤：
将固体氧化物燃料电池至于650℃～900℃高温测试炉中，维持高温测试环境；
固体氧化物燃料电池的阴极供应空气、阳极供应燃料气；
基于伏安法，使用电子负载测量固体氧化物燃料电池***整体的电流-电压曲线(I-V曲线)；
使用多通道电压表测量固体氧化物燃料电池局部区域电压信号；
基于上述测量固体氧化物燃料电池整体的I-V曲线和多通道电压表测量局部区域的电压信号确定局部区域I-V曲线；
基于局部区域I-V曲线，计算该局部区域的电流-面电阻(I-ASR)曲线，面电阻等价于超低频率下阻抗谱法检测的燃料电池阻抗，在本发明中视为一类稳健的评价指标；
根据获得的I-ASR曲线上面电阻的上翘，诊断固体氧化物燃料电池局部是否存在燃料饥饿现象。
作为本发明进一步的方案：所述固体氧化物燃料电池上设有电压局部检测点，电压局部检测点通过局部电压引线与多通道电压表的电压接头相连；固体氧化物燃料电池的阴极通过电流引线与电子负载的电流测试接头相连；固体氧化物燃料电池的阳极通过电压引线与电子负载的电压测试接头相连。
作为本发明进一步的方案：在固体氧化物燃料电池的阴极设有空气进口管道，该空气进口管道位于阴极的上方，空气出口管道设于阴极的一侧，电流线接头连接在阴极的另一侧；固体氧化物燃料电池的阳极上方设有燃料气进口管道，阳极的一侧设有燃料气出口管道，阳极的另一侧连接有电压接头。
作为本发明的进一步方案：在固体氧化物燃料电池的空气进口管道和燃料气进口管道分别通入定量的空气和燃料气，首先为充足的空气和燃料气，即不存在饥饿现象的情况，然后先适量的多次减少空气的流量，再使空气的流量回归适量，适量的多次减少燃料气的流量。
作为本发明的进一步方案：空气和燃料气的流量由流量计控制。
作为本发明的进一步方案：先确定空气与燃料气均充足时的I-ASR曲线，将该I-ASR曲线设为标准曲线，观察到标准曲线上面电阻在大电流放电状态下不会发生上翘；然后将其他情况的I-ASR曲线与标准曲线对比，观察到随着电流的增大曲线上面电阻发生突增，产生上翘现象，且供气流量越小发生面电阻上翘的电流越小；将面电阻上翘作为发生燃料饥饿的判据，诊断该燃料电池是否存在燃料饥饿，并确定不同供气流量下电流为多少时开始明显燃料饥饿。
作为本发明的进一步方案：所述固体氧化物燃料电池包括整体电池，分割电池，电池堆。
作为本发明的进一步方案：所述分割电池是将固体氧化物电池分割成若干个区域，通过检测各个区域是否出现燃料饥饿，来确定分割电池是否出现燃料饥饿现象。
作为本发明的进一步方案：所述电池堆是由若干片燃料电池单元串联而成，通过直接检测不同电池单元是否出现燃料饥饿，即可确定电池堆是否出现燃料饥饿现象。
作为本发明的进一步方案：在固体氧化物燃料电池***实际运行中，如果燃料电池面电阻阈值已知，在燃料电池***正常运行电流的基础上，适量增减几个微小电流步长，测定相应电流下的电压值，基于上述电流值与电压值计算当前运行电流下的燃料电池面电阻，并与面电阻阈值进行对比，面电阻实测值大于阈值则表明***处于燃料饥饿状态，反之表明***燃料供应充足；若如面电阻阈值未知，可测量临近几个运行电流值下的电池面电阻，将面电阻上翘作为发生燃料饥饿的判据，若随着电流增大面电阻发生上翘，则表明***处于燃料饥饿状态，反之表明***燃料供应充足。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明的SOFC***燃料饥饿诊断与供气配置方法，提出将具有本征属性的、稳健的燃料电池面电阻作为燃料饥饿评价指标，通过测量SOFC整体I-V曲线及局部区域的电压信号，可计算相应局部区域的I-V曲线，并进一步获得相应局部区域的I-ASR曲线，将面电阻上翘作为燃料饥饿的稳健判据，诊断SOFC整体及局部是否饥饿，并量化饥饿程度。该技术方案放大可测量燃料电池堆局部电池单元燃料饥饿状况，缩小可检测单一电池片局部燃料饥饿状况，最终得到一个评价指标稳健、可开展局部检测的燃料电池***燃料饥饿诊断与供气配置方法。
附图说明
图1是本发明的一种整体燃料电池诊断装置结构示意图。
图2是本发明中固体氧化物燃料电池阴极供气示意图。
图3是本发明中固体氧化物燃料电池阳极供气示意图。
图4是本发明中整体燃料电池在阳极氢气供应量固定阴极空气供应量不同的情况下的I-ASR曲线图。
图5是本发明中整体燃料电池在阴极空气进气量固定阳极氢气进气量不同的情况下燃料电池的I-ASR曲线图。
图6是本发明中分割电池示意图。
图7是本发明中分割电池诊断装置结构示意图。
图8是本发明中分割电池区域一的I-ASR曲线图。
图9是本发明中分割电池区域二的I-ASR曲线图。
图10是本发明中分割电池区域三的I-ASR曲线图。
图11是本发明中分割电池区域四的I-ASR曲线图。
图12是本发明中电池堆燃料电池诊断装置结构示意图。
图13是本发明中电池三的I-ASR曲线图。
图14是本发明中电池五的I-ASR曲线图。
图15是本发明中电池六的I-ASR曲线图。
图中：1、高温测试炉，2、电压局部检测点，3、电流线接头，4、电压线接头，5、局部电压引线，6、电流引线，7、电压引线，8、电压测试接头，9、电流测试接头，10、电压接头，11、多通道电压表，12、电子负载，13、固体氧化物燃料电池，14、空气进口管道，15空气出口管道，16、阴极，17、燃料气进口管道，18、燃料气出口管道，19、阳极，20、区域一，21、区域二，22、区域三，23、区域四，24、电池堆，25、电池单元六，26、电池单元五，27、电池单元四，28、电池单元三，29、电池单元二，30、电池单元一。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
1.整体电池测试原理
步骤1，如图1所示，将所测的固体氧化物燃料电池13整体置于高温测试炉1中，维持相应且合适的高温测试环境，这里取720℃的温度。
步骤2，如图2所示，在固体氧化物燃料电池13的阴极16设有空气进口管道14，空气进口管道14位于阴极16的上方，用于供应空气，空气出口管道15设于阴极16的一侧，电流线接头3连接在阴极16的另一侧；如图4所示，固体氧化物燃料电池13的阳极19的上方设有燃料气进口管道17，用于供应燃料气，阳极19的一侧设有燃料气出口18，用于输出燃料气，阳极19的另一侧连接有电压线接头4；空气和燃料气的气流流量由流量计控制。
步骤3，如图1所示，在固体氧化物燃料电池13的阴级电流线接头3、阳极电压线接头4分别连接电流引线6和电压引线7连接至低温区的电子负载12电流测试接头9和电压测试接头8。此处的电子负载12可测量电池整体的电流-电压特征曲线(I-V曲线)；依据测得的I-V曲线，使用下述公式可算出整体电池输出电流Ii所对应的电阻值大小R；
即，ASR(i)＝ΔU(i)/Δi；
进一步使用下述方程平滑电流-面电阻曲线
ASR(i)＝α1ASR*(i-2Δi)+α2ASR*(i-Δi)+α3ASR*(i)+α2ASR*(i+Δi)+α1ASR*(i+2Δi)
其中
2α1+2α2+α3＝1
式中，α1，α2，α3是系数，本实施例中统一设定为0.2。
步骤4，在固体氧化物燃料电池13空气进口管道14和燃料气进口管道17分别通入定量的空气和燃料气，首先为充足的燃料气和空气，即不存在饥饿现象的情况，然后先适量的多次减少空气的流量；然后再使空气的流量回归充足，多次减少燃料气的流量。依靠电子负载12测量得出燃料电池***整体电池的I-V曲线。
如图4所示，燃料气以氢气为例，先固定氢气流量为2.0NL/min,依次将空气流量设置为3.0NL/min、2.0NL/min、1.5NL/min、1.2NL/min、1.0NL/min、0.9NL/min、0.8NL/min、0.7NL/min和0.65NL/min；如图5所示，再先固定空气流量为2.0NL/min、依次将氢气流量设置为1.0NL/min、0.5NL/min、0.4NL/min、0.35NL/min、0.32NL/min、0.3NL/min、0.28NL/min、0.26NL/min和0.25NL/min。
步骤5,先确定空气与燃料气均充足时的电流-面电阻(I-ASR)曲线，如图4所示，观察到曲线上面电阻在大电流放电状态下不会发生上翘，将此时的I-ASR曲线设为标准曲线，然后将其他情况的I-ASR曲线与标准曲线对比，观察到随着电流的增大曲线上面电阻发生突增，产生上翘现象，且供气流量越小发生面电阻上翘的电流越小。将面电阻上翘作为发生燃料饥饿的判据，诊断该燃料电池是否存在燃料饥饿，并确定不同供气流量下电流为多少时开始明显燃料饥饿。
如图4所示，为阳极氢气供应量固定阴极空气供应量不同的情况下电池的I-ASR曲线图，当氢气的进气量为2.0NL/min,空气的进气量为3.0NL/min时，I-ASR曲线为一条平滑的曲线，电池的电阻随着电流的增加而逐渐降低，没有出现电阻急剧增大的现象。随着空气进气量的减少，I-ASR曲线开始逐渐发生变化，在电流逐渐增大时曲线开始上翘出现电阻突增现象，并且空气进气量越小，曲线上翘越明显，电阻突增时所对应的电流也越小。
所以，由此可以得出固体氧化物燃料电池在阴极空气进气量不足的情况下会出现电阻突增的结论。
如图5所示，为阴极空气进气量不变，不同的阳极氢气进气量情况下电池的I-ASR曲线。在空气和氢气的进气量都充足的情况下该曲线是一条平滑曲线，没有出现电阻突增现象。随着氢气进气量的减少，I-ASR曲线也开始上翘，电池出现电阻突增的现象，并且氢气进气量越小，电阻突增所对应的电流越小。
所以，由此可以得出固体氧化物燃料电池在阳极氢气进气量不足时会出现电阻突增的结论。
由以上实验数据可以看出：在燃料电池出现燃料饥饿时电池的电阻会急剧增大，所以根据这一特点，我们可以通过测量计算燃料电池的I-ASR曲线来诊断燃料电池是否出现燃料饥饿现象。由于电池面内阻是属于电池的本征特性，所以相对于电压阈值或电流阈值，设定面电阻阈值预防燃料饥饿更具可行性。
2.分割电池测试原理
步骤1，如图6所示，将所测的固体氧化物燃料电池13的阴极16分成四个区域：区域一20,、区域二21、区域三22、区域四23，这四个区域为并联，置于高温测试炉1中，维持相应且合适的高温测试环境，测试结构如图7所示。
步骤2，将这四个区域均用局部电压引线5连接至多通道电压表11测量其对应的局部电压，因为局部电压引线5电流极小、分压极小，所以可知测出的四个电压V’1、V’2、V’3、V’4，为各部分电池电压。另将电子负载12置于主路，并可由电子负载12测出主路的电流值I主和电压值V主，求各电流引线6阻值R1、R2、R3、R4，过程如下：
依次只将区域一20、区域二21、区域三22、区域四23电池及其相应电流引线6与电子负载12及对应的电流表电压表接入线路，通过改变电子负载12的阻值，得出对应电流引线6的电阻R1、R2、R3、R4。即
步骤3，可知电流引线6与其对应的各区域电池电流相同为I’1、I’2、I’3、I’4，电流引线对应电压为电子负载12处电压V主与各区域电池电压V’之差，即
步骤4，通入定量的空气和燃料气，首先为最适量的空气和燃料气，即不存在饥饿现象的情况，然后先适量的多次减少空气的流量；再使空气的流量回归适量，适量的多次减少燃料气的流量。
如图8至图11所示，将空气流量固定为600Nml/min,将氢气流量分别设置为100Nml/min，
60Nml/min，40Nml/min。
将得出的基于上述实验数据及计算结果和上述测量燃料电池整体的I-V曲线确定各局部区域的I-V曲线,并计算各局部区域的更加稳健、更具本征特征的I-ASR曲线
步骤5，先确定空气和燃料气均充足时可作为标准的I-ASR曲线，然后将其他情况的I-ASR曲线与标准的I-ASR曲线对比，观察曲线上面电阻的突增，从而诊断燃料电池局部是否存在燃料饥饿，以及在电流为多少时开始明显燃料饥饿。
3.电池堆测试原理
电池堆由若干片燃料电池单元串联而成，若要检测电池堆是否出现燃料饥饿，则只需要直接检测不同电池单元是否出现燃料饥饿即可。具体步骤如下：
步骤1，如图12所示，将电池堆24放入高温测试炉，阳极供应氢气，阴极供应空气，使电池堆运行。
步骤2，取电池单元三28、电池单元五26、电池单元六25作为需要检测的电池单元，将电池堆24的阴极和阳极分别通过电压引线7和电流引线6，连接至常温区的电子负载12的电压测试接头8和电流测试接头9上，将电池单元三28、电池单元五26、电池单元六25分别通过局部电压引线5与多通道电压表11相连。
步骤3，通过电子负载12可得到电池堆24运行时的电压和电流，根据各时刻测得的电流电压值绘制电池堆的I-V曲线；通过多通道电压表11可以测出电池三28,、电池五26、电池六25的电压。
步骤4,根据步骤3所得电池堆I-V曲线测算电池更具本征特性的I-ASR曲线，电阻由R＝ΔU/ΔI计算。根据所得I-ASR曲线，观察电阻有无出现上翘现象，若电阻上翘，则电池单元出现燃料饥饿。
如图13至15所示，以电池堆中不同的三片电池单元在不同空气浓度下的I-ASR曲线。如图13所示，电池单元三在空气浓度为3.0NL/min时在电流为20A时电阻出现上翘，电池出现燃料饥饿。如图14所示，电池单元五在空气浓度为3.0NL/min时在电流为18A时电阻出现上翘，电池出现燃料饥饿。如图15所示，电池单元六在空气浓度为3.0NL/min时在电流为25A时电阻出现上翘，电池出现燃料饥饿。
根据图13至15可知，同一个电池堆中的不同电池单元是否出现燃料饥饿的状况可能不同。面电阻上翘可作为燃料饥饿的稳健判据，通过检测燃料电池面电阻的方法可以检测电池堆中不同电池单元的燃料饥饿情况。本专利所述方法具有更高的准确度和灵敏度，还可以针对燃料电池***局部燃料饥饿检测，弥补了这一空白。
在固体氧化物燃料电池***实际运行中，测量完整的I-ASR曲线仍将影响正常供电；基于上述发明内容，即将面电阻上翘作为发生燃料饥饿的判据，本发明提供了一类实用性强的燃料电池***燃料与空气供气配置方法。如果燃料电池面电阻阈值已知，在燃料电池***正常运行电流I的基础上，适量增减几个微小电流步长，测定相应电流下的电压值，基于上述电流值与电压值计算当前运行电流I下的燃料电池面电阻，并与面电阻阈值进行对比，面电阻实测值大于阈值则表明***处于燃料饥饿状态，反之表明***燃料供应充足；若如面电阻阈值未知，可测量临近几个运行电流值下的电池面电阻，将面电阻上翘作为发生燃料饥饿的判据，若随着电流增大面电阻发生上翘，则表明***处于燃料饥饿状态，反之表明***燃料供应充足。
Claims (9)
1.一种SOFC***燃料饥饿诊断与供气配置方法，其特征在于，包括以下步骤：
将固体氧化物燃料电池(13)至于650℃～900℃高温测试炉(1)中，维持高温测试环境；
固体氧化物燃料电池(13)的阴极(16)供应空气、阳极(19)供应燃料气；
基于伏安法，使用电子负载(12)测量固体氧化物燃料电池(13)***整体的电流-电压曲线(I-V曲线)；
使用多通道电压表(11)测量固体氧化物燃料电池(13)局部区域电压信号；
基于上述测量固体氧化物燃料电池(13)整体的I-V曲线和多通道电压表(11)测量局部区域的电压信号确定局部区域I-V曲线；
基于局部区域I-V曲线，计算该局部区域的电流-面电阻(I-ASR)曲线，面电阻等价于超低频率下阻抗谱法检测的燃料电池阻抗；
根据获得的I-ASR曲线上面电阻的上翘，诊断固体氧化物燃料电池(13)局部是否存在燃料饥饿现象；
所述固体氧化物燃料电池(13)上设有电压局部检测点(2)，电压局部检测点(2)通过局部电压引线(5)与多通道电压表(11)的电压接头(10)相连；固体氧化物燃料电池(13)的阴极通过电流引线(6)与电子负载(12)的电流测试接头(9)相连；固体氧化物燃料电池(13)的阳极通过电压引线(7)与电子负载(12)的电压测试接头(8)相连。
2.根据权利要求1所述的一种SOFC***燃料饥饿诊断与供气配置方法，其特征在于，在所述固体氧化物燃料电池(13)的阴极(16)设有空气进口管道(14)，该空气进口管道(14)位于阴极(16)的上方，空气出口管道(15)设于阴极(16)的一侧，电流线接头(3)连接在阴极(16)的另一侧；固体氧化物燃料电池(13)的阳极(19)上方设有燃料气进口管道(17)，阳极(19)的一侧设有燃料气出口管道(18)，阳极(19)的另一侧连接有电压线接头(4)。
3.根据权利要求2所述的一种SOFC***燃料饥饿诊断与供气配置方法，其特征在于，在固体氧化物燃料电池(13)的空气进口管道(14)和燃料气进口管道(17)分别通入定量的空气和燃料气，首先为充足的空气和燃料气，即不存在饥饿现象的情况，然后先适量的多次减少空气的流量，再使空气的流量回归适量，适量的多次减少燃料气的流量。
4.根据权利要求3所述的一种SOFC***燃料饥饿诊断与供气配置方法，其特征在于，空气和燃料气的流量由流量计控制。
5.根据权利要求3所述的一种SOFC***燃料饥饿诊断与供气配置方法，其特征在于，先确定空气与燃料气均充足时的I-ASR曲线，将该I-ASR曲线设为标准曲线，观察到标准曲线上面电阻在大电流放电状态下不会发生上翘；然后将其他情况的I-ASR曲线与标准曲线对比，观察到随着电流的增大曲线上面电阻发生突增，产生上翘现象，且供气流量越小发生面电阻上翘的电流越小；将面电阻上翘作为发生燃料饥饿的稳健判据，诊断该燃料电池是否存在燃料饥饿，并确定不同供气流量下电流为多少时开始明显燃料饥饿。
6.根据权利要求1所述的一种SOFC***燃料饥饿诊断与供气配置方法，其特征在于，所述固体氧化物燃料电池包括整体电池，分割电池，电池堆(24)。
7.根据权利要求6所述的一种SOFC***燃料饥饿诊断与供气配置方法，其特征在于，所述分割电池是将固体氧化物电池分割成若干个区域，通过检测各个区域是否出现燃料饥饿，来确定分割电池是否出现燃料饥饿现象。
8.根据权利要求6所述的一种SOFC***燃料饥饿诊断与供气配置方法，其特征在于，所述电池堆(24)是由若干片燃料电池单元串联而成，通过直接检测不同电池单元是否出现燃料饥饿，即可确定电池堆是否出现燃料饥饿现象。
9.根据权利要求1所述的一种SOFC***燃料饥饿诊断与供气配置方法，其特征在于，在固体氧化物燃料电池***实际运行中，如果燃料电池面电阻阈值已知，在燃料电池***正常运行电流的基础上，适量增减几个微小电流步长，测定相应电流下的电压值，基于上述电流值与电压值计算当前运行电流下的燃料电池面电阻，并与面电阻阈值进行对比，面电阻实测值大于阈值则表明***处于燃料饥饿状态，反之表明***燃料供应充足；若如面电阻阈值未知，可测量临近几个运行电流值下的电池面电阻，将面电阻上翘作为发生燃料饥饿的判据，若随着电流增大面电阻发生上翘，则表明***处于燃料饥饿状态，反之表明***燃料供应充足。
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