[發明專利]一種燃料電池系統中冷器的評價方法

有效

• 申請號: 202210863555.3
• 申請日: 2022-07-21
• 公開（公告）號: CN115207395B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 黃易元;唐廷江;陳宏;劉騫;楊海淪
• 申請（專利權）人: 武漢雄韜氫雄燃料電池科技有限公司
• 主分類號: H01M8/04007
• 分類號: H01M8/04007;H01M8/04298
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 袁凱

1.一種燃料電池系統中冷器的評價方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、基于中冷器的技術參數及內部介質的物性參數，對中冷器進行數學模型搭建；

S2、根據數學模型計算中冷器換熱系數，進而對中冷器進行評價；

S3、基于中冷器數學模型，對各個中冷運行參數變量進行敏感性分析；

步驟S1中，中冷器的技術參數包括冷卻水的進口溫度t_in、冷卻水的出口溫度t_out、冷卻水質量流量m_c、空氣側進口溫度T_in、空氣側出口溫度T_out、空氣質量流量m_h；內部介質的物性參數包括冷卻水的熱容C_p,c、空氣的比熱容C_p,_h；

步驟S2中的具體過程為：

根據以下公式(1)計算中冷器換熱系數：

其中根據冷熱平衡原理得到以下公式(2)：

Q_h＝Q_c＝Q_ic＝Q (2)

式中，Q_h為熱空氣的熱量，Q_c為冷卻水的熱量，Q_ic為中冷器材質的傳熱熱量，Δtm為熱空氣進出口及冷卻水進出口四個溫度的對數平均溫度，K為中冷器換熱系數，A為截面積；

對數平均溫度在微元換面內：

dΔt_m＝dT_h-dt_c

dQ＝KdAΔt_m

令所以：

等式兩邊同時積分：

Δt_x＝Δt′exp(-ξKA_x)

可見，溫差隨換熱面呈指數變化，則沿整個平面的平均溫差：

其中，

式中，T_h為空氣側熱流空氣溫度，tc為冷卻液側的冷卻水溫度；

步驟S3中，選定中冷器，并取中冷器換熱系數為固定值，收集不同電流下中冷運行參數值，包括：空氣進口溫度、空氣進口流量、冷卻水進口溫度、冷卻水進口流量，并通過交會圖法分析各參數之間的影響關系。

2.根據權利要求1所述的一種燃料電池系統中冷器的評價方法，其特征在于，步驟S2中，假設中冷器無散熱損失、空氣和水的比熱容不隨溫度變化、且換熱面沿流動方向的導熱量忽略不計。