[發明專利]燃料電池濕度估算方法及估算系統

有效

• 申請號: 202110837440.2
• 申請日: 2021-07-23
• 公開（公告）號: CN113707916B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（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

本發明提供一種燃料電池濕度估算方法及估算系統，估算方法包括如下步驟：S1、獲取增濕器的干入口、干出口、濕入口及濕出口處的濕空氣信息，所述濕空氣信息包括氣體溫度；并獲取增濕器外部環境的環境溫度；同時，假設增濕器的濕側傳遞到干側的水量為x，S2、根據獲取到的濕空氣信息、環境溫度及水量x，建立增濕器的總能量變化量的估算模型；并根據估算模型，估算當增濕器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??；S3、根據水量x的實際大小及干入口處的濕空氣信息計算干出口處的實際濕度。本燃料電池濕度估算方法及估算系統的估算精度更高，操作簡單，更易于推廣使用。

技術領域

本發明涉及燃料電池技術領域，特別是涉及一種燃料電池濕度估算方法及估算系統。

背景技術

燃料電池的增濕器實際增濕效果對電堆的性能和壽命有較大影響，但是從增濕器進入電堆的是高溫高濕的空氣環境，濕度傳感器(或露點儀)難以在此處長期可靠工作且傳感器成本很高。產品上一般無法直接測量此處的真實濕度，這對電堆運行的可靠控制帶來了難題。

現有的針對此處的濕度評估方法，很多需要使用復雜的增濕器內在傳質傳熱模型(包括水的冷凝和蒸發過程)，計算過程復雜，需要使用很多難以準確獲取的增濕器內部透水材料的特性參數(該參數還會隨著使用而變化)，且其評估精度較低。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明要解決的技術問題在于提供一種精度更高的燃料電池濕度估算方法。

為實現上述目的，本發明提供一種燃料電池濕度估算方法，包括如下步驟：

S1、獲取增濕器的干入口、干出口、濕入口及濕出口處的濕空氣信息，所述濕空氣信息包括氣體溫度；并獲取增濕器外部環境的環境溫度；同時，假設增濕器的濕側傳遞到干側的水量為x，

S2、根據獲取到的濕空氣信息、環境溫度及水量x，建立增濕器的總能量變化量的估算模型；并根據估算模型，估算當增濕器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；

S3、根據水量x的實際大小及干入口處的濕空氣信息計算干出口處的實際濕度。

進一步地，所述步驟S1包括如下步驟：

獲取干入口處的空氣流量、氣體溫度、及進氣含水量；

獲取干出口處的氣體溫度；

獲取濕入口處的氣體溫度；

獲取濕出口處的氣體溫度。

進一步地，所述步驟S2包括如下步驟：

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

根據干出口處的氣體溫度計算干出口處的濕空氣焓值H2；

根據濕入口處的氣體溫度計算濕入口處的濕空氣焓值H3；

根據濕出口處的氣體溫度計算濕出口處的濕空氣焓值H4；

根據干入口、干出口、濕入口及濕出口處的氣體溫度，并根據增濕器外部的環境溫度計算出增濕器與外界的熱交換量W；

假設濕空氣流經增濕器后的動能變化量為d；

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

進一步地，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。

進一步地，所述步驟S1中，利用空氣流量計測得干入口處的空氣流量。