氢气循环泵在燃料电池系统中的建模方法技术方案

本发明专利技术公开了一种氢气循环泵在燃料电池系统中的建模方法，在实测数据的基础上建立氢气循环泵出口流量与进出口压力、进口温度、转速的数学模型；然后在流量模型基础上建立泵效率的数学模型，得到氢气循环泵的功率消耗；再基于上述流量模型和效率模型对不同进气压力下的氢气循环泵进行模拟预测，并对比实验结果，以验证模型的准确性和方法的可行性。本发明专利技术氢气循环泵的建模方法快捷高效，并且考虑了实际测试中氢气循环泵进口压力和温度变化下的流量表现。本发明专利技术通过判断氢气循环泵进出口的条件，得到氢气循环泵的输出特性，对燃料电池系统循环路的控制有一定的指导意义。池系统循环路的控制有一定的指导意义。池系统循环路的控制有一定的指导意义。

Modeling method of hydrogen circulating pump in fuel cell system

【技术实现步骤摘要】
氢气循环泵在燃料电池系统中的建模方法


[0001]本专利技术属于燃料电池领域，具体涉及氢气循环泵在燃料电池系统中的建模方法。

技术介绍

[0002]目前全球范围都在降低碳排放，确保实现碳达峰、碳中和的目标。燃料电池作为一种新能源电池，其特点是排放零污染、能量转换效率高，现已成为了新能源汽车研究的重要方向。
[0003]在燃料电池系统中，如果氢气供给量不足，会使得燃料电池输出性能不稳定，对电堆造成损伤；如果氢气供给量过大，未反应的氢气排出会造成资源浪费，也存在一定的安全隐患。在燃料电池系统中加入循环管路能有效提高氢气利用率和燃料电池电堆效率。电堆反应剩余的氢气和水蒸汽可通过回流管路和氢气循环泵供给给系统阳极侧，与来自氢瓶的干氢气混合进入电堆，循环路的氢气可以有效增大电堆进气端的湿度，提高氢气的利用率。
[0004]氢气循环泵能有效提高燃料电池工作效率，但这对回流路的氢气流量控制有一定的要求。建立氢气回流泵的数学模型能对回流的氢气状态进行预测，降低研发成本，对燃料电池系统的控制策略有指导意义。
[0005]申请号为20211本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢气循环泵在燃料电池系统中的建模方法，其特征在于：在实测数据的基础上建立氢气循环泵出口流量与进出口压力、进口温度、转速的数学模型；然后在流量模型基础上建立泵效率的数学模型，得到氢气循环泵的功率消耗；再基于上述流量模型和效率模型对不同进气压力下的氢气循环泵进行模拟预测，并对比实验结果，以验证模型的准确性和方法的可行性。2.根据权利要求1所述的一种氢气循环泵在燃料电池系统中的建模方法，其特征在于：恒定转速下氢气循环泵出口流量模型的建立具体如下：S11、对非标准条件下氢气循环泵的质量流量根据以下公式(1)进行校正，得到校核流量W，以作为参考：其中，W
bl
是标准条件下氢气循环泵的质量流量，单位为kg/s；T
ref
是参考温度，取值288K；P
ref
是参考压力，取一个大气压；S12、根据以下公式(2)
‑
(7)计算氢气循环泵的质量流量W
bc
：：：：：：其中，Φ是标度氢气循环泵流率；ρ0是氢气循环泵进口气体密度，单位为kg/m3；D是氢气循环泵转子直径，单位为m；U是氢气循环泵转子叶片的速度，单位为m/s；ψ
bl
是量纲为1的参数；k1、k2、k3、k4、k5、k6是半经验参数，通过拟合得到；M是氢气循环泵叶片的马赫数；U
c
是氢气循环泵转...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海沦，黄易元，唐廷江，陈宏，刘骞，
申请(专利权)人：武汉雄韬氢雄燃料电池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：