[發明專利]一種深冷高壓儲氫系統的工況計量方法

有效

• 申請號: 201910511459.0
• 申請日: 2019-06-13
• 公開（公告）號: CN110377951B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 倪中華;劉雨農;嚴巖;徐展
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 曾教偉

1.一種深冷高壓儲氫系統的工況計量方法，其特征在于：包括建立動力學模型的過程和建立熱力學模型的過程；

所述建立動力學模型的過程包括以下步驟：

S1：確定五個參數：耗氫流量q_mole、從燃料電池到車輪工作端的電力傳輸效率η₁、燃料電池的發電效率η₂、氫氣的過量系數K以及燃料電池的放熱量ΔH；具體如下：

耗氫流量q_mole通過式(1)計算得到：

式(1)中，q為輸氫流量，M_H2為氫氣的摩爾質量；

從燃料電池到車輪工作端的電力傳輸效率η₁通過式(2)計算得到：

η₁＝η₁₁·η₁₂·η₁₃·η₁₄ (2)

式(2)中，η₁₁為燃料電池系統中DC/DC轉換器的效率，η₁₂為燃料電池系統中蓄電池的充電效率或者放電效率，η₁₃為車輪工作端的機械傳動效率，η₁₄為車輛驅動電機的效率；

燃料電池的發電效率η₂通過式(3)計算得到：

η₂＝η₂₁ (3)

式(3)中，η₂₁為燃料電池的發電效率；

所述步驟S1中，氫氣的過量系數K為1.5；

燃料電池的放熱量ΔH通過式(4)計算得到：

ΔH＝W_FC+Q_FC (4)

式(4)中，W_FC為燃料電池反應消耗的化學能中轉化為電能的部分，Q_FC為燃料電池反應消耗的化學能中轉化為熱能的部分；

S2：通過式(5)建立動力學模型，并將步驟S1得到的五個參數代入到式(5)中，從而計算出汽車任意時刻的瞬時功率P_車；

所述建立熱力學模型的過程包括以下步驟：

S3：通過式(6)建立熱力學模型；

式(6)中，T_i為第i時刻氫氣的溫度，T_i-1為第i-1時刻氫氣的溫度，ΔT_i＝Q/(C_p,i-1·M_i-1),ΔT_i為第i時刻與第i-1時刻氫氣的溫度之差，ΔT_i＞0，T_i＞T_i-1，Q為環境傳熱流量，C_p,i-1為第i-1時刻的熱容，M_i-1為第i-1時刻氫氣的質量，M_i為第i時刻氫氣的質量，V_容器為深冷高壓儲氫系統中儲氫內容器的體積，P_i為深冷高壓儲氫系統中儲氫內容器第i時刻的壓力，D_i為第i時刻氫氣的密度，i≥2；

S4：通過熱力學模型計算出各個時刻的氫氣溫度、密度以及深冷高壓儲氫系統中儲氫內容器的壓力。