[發(fā)明專利]燃料電池模擬裝置、方法和存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011182035.3
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112290061B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王亞楠
• 申請（專利權(quán)）人: 英飛騰（上海）氫能源發(fā)展有限公司
• 主分類號: H01M8/0432
• 分類號: H01M8/0432;H01M8/04298;H01M8/04746
• 代理公司: 深圳紫藤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44570
• 代理人: 官建紅

1.一種燃料電池模擬裝置，其特征在于，包括輸入通道、輸出通道、消耗通道、控制模塊和流量調(diào)節(jié)組件，所述輸入通道上依次設(shè)置有第一傳感器組件和加熱組件，其中，所述流量調(diào)節(jié)組件設(shè)置于所述輸入通道末端，所述輸出通道和所述消耗通道分別通過所述流量調(diào)節(jié)組件與所述輸入通道連通，所述流量調(diào)節(jié)組件、所述第一傳感器組件和所述加熱組件分別與所述控制模塊通信連接；

所述第一傳感器組件，用于檢測流入所述輸入通道的反應(yīng)氣體的第一性能參數(shù)，所述反應(yīng)氣體包括燃料氣體和空氣，所述第一性能參數(shù)包括所述燃料氣體與所述空氣的化學(xué)計(jì)量比；

所述控制模塊，用于根據(jù)所述第一性能參數(shù)和預(yù)設(shè)發(fā)熱量獲取規(guī)則，獲取目標(biāo)燃料電池的工作發(fā)熱量；根據(jù)所述第一性能參數(shù)和預(yù)設(shè)消耗量計(jì)算規(guī)則，計(jì)算所述目標(biāo)燃料電池的反應(yīng)氣體消耗量；

所述加熱組件，用于產(chǎn)生與所述工作發(fā)熱量等量的發(fā)熱量以模擬所述目標(biāo)燃料電池工作發(fā)熱；

所述控制模塊，還用于控制所述流量調(diào)節(jié)組件的啟閉，以使得所述輸入通道內(nèi)的所述反應(yīng)氣體中，與所述反應(yīng)氣體消耗量等量的模擬消耗氣體流向所述消耗通道，且所述反應(yīng)氣體中除所述模擬消耗氣體外的剩余反應(yīng)氣體流向所述輸出通道；

所述輸出通道上設(shè)置有與所述控制模塊通信連接的第三傳感器組件，所述第三傳感器組件用于檢測所述輸出通道內(nèi)所述剩余反應(yīng)氣體的第二性能參數(shù)，所述第二性能參數(shù)包括所述剩余反應(yīng)氣體的流量、壓力和溫度中的至少一者；

所述輸入通道包括氫氣支路和空氣支路，所述消耗通道包括氫氣消耗支路和所述空氣消耗支路，所述輸出通道包括氫氣輸出支路和空氣輸出支路；

所述裝置還包括去離子水支路，所述去離子水支路的輸出端與所述空氣輸出支路的輸入端連通；

所述加熱組件包括設(shè)置于所述氫氣支路上的第一加熱器和設(shè)置于所述空氣支路上的第二加熱器；

所述輸出通道連通有用于回所述剩余反應(yīng)氣體的第一回收裝置，所述消耗通道連通有用于回收所述模擬消耗氣體的第二回收裝置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述消耗通道上設(shè)置有與所述控制模塊通信連接的第二傳感器組件，所述第二傳感器組件用于檢測所述消耗通道內(nèi)所述模擬消耗氣體的質(zhì)量流量比，所述控制模塊根據(jù)所述質(zhì)量流量比調(diào)節(jié)所述流量調(diào)節(jié)組件的啟閉，以控制所述模擬消耗氣體和所述剩余反應(yīng)氣體的比例。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括冷卻通道，所述冷卻通道上設(shè)置有分別與所述控制模塊通信連接的第四傳感器組件和第二加熱組件，所述第四傳感器組件用于檢測所述冷卻通道內(nèi)冷卻液的液體性能參數(shù)，所述第二加熱組件用于產(chǎn)生與所述工作發(fā)熱量等量的發(fā)熱量以模擬所述目標(biāo)燃料電池工作發(fā)熱。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述控制模塊根據(jù)所述第一性能參數(shù)獲取所述目標(biāo)燃料電池工作時的輸出電流，所述預(yù)設(shè)發(fā)熱量獲取規(guī)則包括預(yù)設(shè)的電流與發(fā)熱量之間的關(guān)系圖，所述關(guān)系圖用于反映所述目標(biāo)燃料電池工作時的輸出電流與所述工作發(fā)熱量之間的對應(yīng)關(guān)系。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述反應(yīng)氣體消耗量包括燃料氣體消耗量，所述預(yù)設(shè)消耗量計(jì)算規(guī)則包括燃料氣體消耗計(jì)算規(guī)則，所述燃料氣體消耗計(jì)算規(guī)則包括：根據(jù)所述目標(biāo)燃料電池工作時的輸出電流和所述目標(biāo)燃料電池的單體電池?cái)?shù)量，計(jì)算所述燃料氣體消耗量。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述反應(yīng)氣體消耗量包括空氣消耗量，所述預(yù)設(shè)消耗量計(jì)算規(guī)則包括空氣消耗計(jì)算規(guī)則，所述空氣消耗計(jì)算規(guī)則包括：根據(jù)所述目標(biāo)燃料電池工作時的輸出電流和所述目標(biāo)燃料電池的單體電池?cái)?shù)量，計(jì)算所述空氣消耗量。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述輸入通道上設(shè)置有用于控制所述反應(yīng)氣體在所述輸入通道內(nèi)流通的第一控制閥組，所述消耗通道上設(shè)置有用于控制所述模擬消耗氣體在所述消耗通道內(nèi)流通的第二控制閥組。

8.一種燃料電池模擬方法，其特征在于，應(yīng)用于燃料電池模擬裝置，所述裝置包括輸入通道、輸出通道和消耗通道，所述輸入通道包括氫氣支路和空氣支路，所述消耗通道包括氫氣消耗支路和所述空氣消耗支路，所述輸出通道包括氫氣輸出支路和空氣輸出支路，所述輸入通道上設(shè)置有加熱組件，所述裝置還包括去離子水支路，所述加熱組件包括設(shè)置于所述氫氣支路上的第一加熱器和設(shè)置于所述空氣支路上的第二加熱器，所述去離子水支路的輸出端與所述空氣輸出支路的輸入端連通，所述輸出通道連通有用于回收剩余反應(yīng)氣體的第一回收裝置，所述消耗通道連通有用于回收模擬消耗氣體的第二回收裝置，所述方法包括：

獲取流入所述輸入通道的反應(yīng)氣體的第一性能參數(shù)，所述反應(yīng)氣體包括燃料氣體和空氣，所述第一性能參數(shù)包括所述燃料氣體與所述空氣的化學(xué)計(jì)量比；

根據(jù)所述第一性能參數(shù)計(jì)算目標(biāo)燃料電池工作時的輸出電流；

根據(jù)所述輸出電流獲取所述目標(biāo)燃料電池的工作發(fā)熱量和反應(yīng)氣體消耗量；

控制所述加熱組件產(chǎn)生與所述工作發(fā)熱量等量的發(fā)熱量；

根據(jù)所述反應(yīng)氣體消耗量控制分別流向所述輸出通道和所述消耗通道的反應(yīng)氣體的體積比例；

檢測所述輸出通道內(nèi)所述剩余反應(yīng)氣體的第二性能參數(shù)，所述第二性能參數(shù)包括所述剩余反應(yīng)氣體的流量、壓力和溫度中的至少一者；

對所述反應(yīng)氣體進(jìn)行收集，將收集處理后的反應(yīng)氣體通入所述燃料電池模擬裝置。