[發(fā)明專利]燃料電池濕度估算方法及估算系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110837440.2
• 申請日: 2021-07-23
• 公開（公告）號: CN113707916B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設計）人: 張震;高云峰
• 申請（專利權）人: 上海重塑能源科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04298
• 分類號: H01M8/04298;H01M8/04119
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 鄭沖

1.一種燃料電池濕度估算方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、獲取增濕器(1)的干入口(11)、干出口(12)、濕入口(13)及濕出口(14)處的濕空氣信息，所述濕空氣信息包括氣體溫度；并獲取增濕器(1)外部環(huán)境的環(huán)境溫度；同時，假設增濕器(1)的濕側傳遞到干側的水量為x，

S2、根據(jù)獲取到的濕空氣信息、環(huán)境溫度及水量x，建立增濕器(1)的總能量變化量的估算模型；并根據(jù)估算模型，估算當增濕器(1)的總能量變化量的絕對值小于或等于設定值、或為零時，水量x的實際大小，此時增濕器(1)的狀態(tài)穩(wěn)定；

S3、根據(jù)水量x的實際大小及干入口(11)處的濕空氣信息計算干出口(12)處的實際濕度；

所述步驟S1包括如下步驟：

獲取干入口(11)處的空氣流量、氣體溫度、及進氣含水量；

獲取干出口(12)處的氣體溫度；

獲取濕入口(13)處的氣體溫度；

獲取濕出口(14)處的氣體溫度；

所述步驟S2包括如下步驟：

根據(jù)干入口(11)處的空氣流量、氣體溫度、及進氣含水量計算干入口(11)處的濕空氣焓值H1；

根據(jù)干出口(12)處的氣體溫度計算干出口(12)處的濕空氣焓值H2；

根據(jù)濕入口(13)處的氣體溫度計算濕入口(13)處的濕空氣焓值H3；

根據(jù)濕出口(14)處的氣體溫度計算濕出口(14)處的濕空氣焓值H4；

根據(jù)干入口(11)、干出口(12)、濕入口(13)及濕出口(14)處的氣體溫度，并根據(jù)增濕器(1)外部的環(huán)境溫度計算出增濕器(1)與外界的熱交換量W；

假設濕空氣流經(jīng)增濕器(1)后的動能變化量為d；

建立增濕器(1)的總能量變化量D的估算模型，且估算模型為：D＝(H1-H2+H3-H4)+W+d。

2.根據(jù)權利要求1所述燃料電池濕度估算方法，其特征在于，所述步驟S2中，將動能變化量d設定為零，則估算模型為：D＝(H1-H2+H3-H4)+W。

3.根據(jù)權利要求1所述燃料電池濕度估算方法，其特征在于，所述步驟S1中，利用空氣流量計測得干入口(11)處的空氣流量。

4.根據(jù)權利要求1所述燃料電池濕度估算方法，其特征在于，所述步驟S1中，利用干入溫度傳感器(21)測得干入口(11)處的氣體溫度；利用干出溫度傳感器(22)測得干出口(12)處的氣體溫度；利用濕入溫度傳感器(23)測得濕入口(13)處的氣體溫度；利用濕出溫度傳感器(24)測得濕出口(14)處的氣體溫度。

5.根據(jù)權利要求1所述燃料電池濕度估算方法，其特征在于，所述步驟S1中，還需利用壓力傳感器(31)測得干入口(11)處的氣體壓力。

6.一種用于實現(xiàn)如權利要求1所述燃料電池濕度估算方法的估算系統(tǒng)，其特征在于，包括電堆(4)、及增濕器(1)，所述增濕器(1)包括干入口(11)、干出口(12)、濕入口(13)及濕出口(14)，所述干出口(12)和濕入口(13)分別與電堆(4)的進口和出口相連通，所述估算系統(tǒng)還包括用于檢測干入口(11)處氣體溫度的干入溫度傳感器(21)、用于檢測干出口(12)處氣體溫度的干出溫度傳感器(22)、用于檢測濕入口(13)處氣體溫度的濕入溫度傳感器(23)、及用于檢測濕出口(14)處氣體溫度的濕出溫度傳感器(24)。

7.根據(jù)權利要求6所述估算系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于檢測干入口(11)處的氣體壓力的壓力傳感器(31)。

8.根據(jù)權利要求6所述估算系統(tǒng)，其特征在于，還包括通過中冷器(51)與干入口(11)相連通的空壓機(52)、及與濕出口(14)相連通的節(jié)氣門(6)。