【技术实现步骤摘要】
燃料电池增湿器建模方法、设备和介质
[0001]本专利技术实施例涉及燃料电池仿真技术，尤其涉及一种燃料电池增湿器建模方法、设备和介质。
技术介绍
[0002]质子交换膜燃料电池的核心部件是膜电极，质子交换膜位于膜电极中部，起传导质子、隔离反应物和电子的作用，需要结合一定的水分才能起到较好的质子传导作用。因此，在燃料电池工作时一般在进口处使用增湿器对进入电池的气体进行加湿，避免直通的干气造成质子交换膜水含量下降，影响电池性能。
[0003]现有技术中，一般采用基于用户目标湿度的建模方法建立增湿器仿真模型，通过强制修改经过增湿器的气体组分信息，使气体湿度属性符合用户输入的目标值。该方式只能计算增湿器整体的增湿效果，无法呈现增湿器内部的气体增湿过程，难以对增湿器选型工作形成有效指导。
技术实现思路
[0004]本专利技术实施例提供一种燃料电池增湿器建模方法、设备和介质，以对加湿器内部的增湿过程进行仿真。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种燃料电池增湿器建模方法，包括：在Modelica...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池增湿器建模方法，其特征在于，包括：在Modelica仿真环境下搭建燃料电池增湿器仿真模型，所述仿真模型包括湿气通道、干气通道，以及位于所述湿气通道和所述干气通道的之间的质子交换膜，所述仿真模型运行时用于将所述湿气通道中的水分通过所述质子交换膜传输到所述干气通道中；根据所述仿真模型内水传输量的变化趋势，将所述仿真模型沿干气流动方向划分为多个区域；根据流体力学和热力学原理，以每个区域内每个通道的第一侧气体属性为方程参数，构建每个区域的水传输方程组，所述水传输方程组用于计算每个区域内从所述湿气通道到所述干气通道的水传输量，其中，所述第一侧为每个区域干气进入的一侧；根据所述水传输量方程组，以及增湿器在设定工况下每个通道的入口气体属性设定值和出口气体属性设定值，对所述水传输方程组中的待标定校验系数进行标定，其中所述校验系数用于校验所述仿真模型的仿真增湿过程与实际增湿过程之间的差异。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一侧气体属性包括第一侧气体压力、第一侧气体比焓和第一侧气体组分信息；根据流体力学和热力学原理，以每个区域内每个通道的第一侧气体属性为方程参数，构建每个区域的水传输方程组，包括：对于任一区域，以所述区域内每个通道的第一侧气体压力、第一侧气体比焓和第一侧气体组分信息为方程参数，构建每个通道的水蒸气分压计算方程、所述质子交换膜在每个通道的半膜水活度计算方程，以及所述质子交换膜的温度计算方程；以每个通道的半膜水活度为方程参数，构建所述质子交换膜在每个通道的半膜模态水含量计算方程；以每个通道的半膜模态水含量为方程参数，构建所述质子交换膜在每个通道的半膜模态水浓度计算方程，以及所述质子交换膜内水分的有效传输系数计算方程，其中所述有效传输系数计算方程中包括所述校验系数；根据菲克定律，以所述有效传输系数和每个通道的半膜模态水浓度为方程参数，构建所述区域内从所述湿气通道到所述干气通道的水传输量计算方程。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对于任一区域，以所述区域内每个通道的第一侧气体压力、第一侧气体比焓和第一侧气体组分信息为方程参数，构建每个通道的水蒸气分压计算方程、所述质子交换膜在每个通道的半膜水活度计算方程，以及所述质子交换膜的温度计算方程，包括：对于任一区域，以每个通道的第一侧气体压力、第一侧气体比焓和第一侧入口气体组分信息为方程参数，构建每个通道的第一侧气体温度计算方程；以所述湿气通道和所述干气通道的第一侧气体温度为方程参数，构建所述质子交换膜的温度计算方程：其中，T表示所述质子交换膜的温度，T
1,dry
表示所述干气通道的第一侧气体温度，T
1,wet
表示所述湿气通道的第一侧气体温度。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述入口气体属性设定值包括：入口气体压力设定值、入口气体比焓设定值、入口气体质量流量设定值，以及入口气体组分信息设定值；所述出口气体属性设定值包括：出口气体压力设定值、出口气体比焓设定值、出口气体质量流量设定值，以及出口气体组分信息设定值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述增湿器为顺流增湿器，其中顺流增湿器为干气通道入口与湿气通道入口均位于所述第一侧的增湿...
【专利技术属性】
技术研发人员：麻胜南，吴悠，何绍清，金薄，
申请(专利权)人：中汽数据天津有限公司，
类型：发明
国别省市：
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