一种燃料电池氢引射器的氢气回流量的调节方法及系统技术方案

本申请提供一种燃料电池氢引射器的氢气回流量的调节方法及系统，所述调节方法包括分别计算氢引射器的第一氢气质量流量和第二氢气质量流量；所述第一氢气质量流量为引射口氢气质量流量，所述第二氢气质量流量为出口氢气质量流量；根据所述第一氢气质量流量和第二氢气质量流量计算氢引射器的实际氢气回流比，其中，所述实际氢气回流比＝第二氢气质量流量/第一氢气质量流量；将所述实际氢气回流比与预设回流比进行比较，调整引射口氢气的质量流量。本申请通过计算实际氢气回流比，并根据与预设回流比进行调整实际氢气回流比，从而提高燃料电池系统控制精度和耐久性。燃料电池系统控制精度和耐久性。燃料电池系统控制精度和耐久性。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料电池氢引射器的氢气回流量的调节方法及系统


[0001]本申请涉及燃料电池领域，尤其涉及一种燃料电池氢引射器的氢气回流量的调节方法及系统。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种清洁、高效的能源，氢气与氧气通过电化学反应产生电和热，反应产物仅为水，而燃料电池系统分为氢气子系统、空气子系统、水热子系统。
[0003]对于氢气子系统来说，主要部件为回流系统与分水系统，回流系统将多余的氢气回流到新氢口再次进入电堆，往复利用，分水系统将电堆出口液态水进行分离。
[0004]采用引射器方式的回流系统，具备结构简单、无寄生功耗，系统净功率提高等优点，正在被各大系统厂家应用。
[0005]在燃料电池系统运行过程中，参与反应的氢气量根据电流和电堆片数的大小进行计算，为了应对工况的变化，导致局部氢气流量不足的问题，通常我们会供应过量的氢气，过多的氢气也会导致氢气的浪费，利用率降低，过少的氢气，会对电堆的性能产生影响。因此，燃料电池系统在设计时，通常会给予1.4
‑
1.6的氢气计量比。
[0006]在现有技术中，燃料电池系统由于采用回流的方式，回流的氢气包含高湿的水蒸气和氢气，无法采用流量计对具体的氢气回流量进行监测，造成燃料电池中氢气的浪费，导致氢气利用率低。
[0007]因此，寻找一种能够对燃料电池的氢气回流量进行监测，并且能够提高氢气回流量的方法是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0008]本申请的主要目的在于提供一种，旨在解决现有燃料电池中无法计算氢气回流量，造成氢气浪费的技术问题。
[0009]为实现上述技术目的，本申请提供一种燃料电池氢引射器的氢气回流量的调节方法，包括：
[0010]在氢引射器的引射口设置第一温度传感器、第一湿度传感器和第一压力传感器；
[0011]在氢引射器的出口设置第二温度传感器、第二湿度传感器和第二压力传感器；
[0012]在氢引射器的氢源入口设置第三温度传感器；
[0013]根据所述第一温度传感器、第一湿度传感、第一压力传感器以及第二温度传感器、第二湿度传感器和第二压力传感器分别计算第一氢气质量流量和第二氢气质量流量；所述第一氢气质量流量为引射口氢气质量流量，所述第二氢气质量流量为出口氢气质量流量；
[0014]根据所述第一氢气质量流量和第二氢气质量流量计算氢引射器的实际氢气回流比，其中，所述实际氢气回流比＝第二氢气质量流量/第一氢气质量流量；
[0015]将所述实际氢气回流比与预设回流比进行比较，调整引射口氢气的质量流量。
[0016]作为本申请一实施例，所述将所述实际氢气回流比与预设回流比进行比较，调整
引射口氢气的质量流量根据所述回流比调整引射口氢气的质量流量，具体包括：
[0017]在燃料电池电堆的出口处设置第三压力传感器和第四温度传感器；
[0018]当实际氢气回流比小于预设回流比时，增大所述燃料电池电堆的压力和/或升高燃料电池的温度，使所述实际氢气回流比增大。
[0019]作为本申请一实施例，所述第一氢气质量流量计算公式如下：
[0020][0021]其中，为第一水分压，为水的分子量，为氢气的分子量，为氢气的分压，为引射口水蒸气的质量流量，m1为第一氢气质量流量。
[0022]作为本申请一实施例，所述第一水分压通过引射口的压力和湿度计算得出，计算公式如下：
[0023][0024]其中，P
sar,1
为第一温度传感器温度下的饱和水分压，RH1为引射口处湿度。
[0025]作为本申请一实施例，所述第二氢气质量流量计算公式如下：
[0026][0027]其中，为第二水分压，为燃料电池电堆的进口处水蒸气质量流量，m2为第二氢气质量流量。
[0028]作为本申请一实施例，所述第二水分压通过出口的压力和湿度计算得出，计算公式如下：
[0029][0030]其中，P
sar,2
为第二温度传感器温度下的饱和水分压，RH2为出口湿度。
[0031]作为本申请一实施例，所述计算方法还包括：
[0032]根据氢引射器氢源入口和引射口与出口的能量守恒公式，将公式(1)和公式(2)带入至公式(3)中，计算出实际氢气回流比；所述能量守恒公式具体如下：
[0033][0034]其中，T1为第一温度传感器的温度，T2为第二温度传感器的温度，T4为第四温度传感器的温度，为氢气比热容，为水蒸气比热容，γ为水蒸气汽化潜热，m3为氢源入口氢气质量流量，m4为回流氢气中水蒸气冷凝成液态水的质量流量。
[0035]本申请还提供一种燃料电池氢引射器的氢气回流量的调节系统，包括：
[0036]检测模块，用于在氢引射器的引射口设置第一温度传感器、第一湿度传感器和第一压力传感器；在氢引射器的出口设置第二温度传感器、第二湿度传感器和第二压力传感器；在氢引射器的氢源入口设置第三温度传感器；
[0037]计算模块，用于计算第一氢气质量流量和第二氢气质量流量，并根据所述第一氢气质量流量和第二氢气质量流量计算氢引射器的实际氢气回流比；其中，第一氢气质量流量为引射口氢气质量流量，所述第二氢气质量流量为出口氢气质量流量，所述实际氢气回流比＝第二氢气质量流量/第一氢气质量流量；
[0038]调节模块，用于将所述实际氢气回流比与预设回流比进行比较，调整引射口氢气的质量流量。
[0039]本申请还提供一种电子设备，包括存储器和处理器；所述存储器上存储有可由处理器运行的计算机程序；所述处理器运行所述计算机程序时，执行如上述任一项所述的燃料电池氢引射器的氢气回流量的调节方法。
[0040]本申请还提供一种可读存储介质，其包括程序代码，当程序代码在电子设备上运行时，所述程序代码用于使所述电子设备执行上述任一项所述的燃料电池氢引射器的氢气回流量的调节方法的步骤。
[0041]与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：
[0042]本申请通过在氢引射器中设置温度传感器、压力传感器和湿度传感器，利用温度传感器、压力传感器和湿度传感器计算得出氢引射器引射口的第一氢气质量流量和出口的第二氢气质量流量，根据第一氢气质量流量和第二氢气质量流量，计算得出燃料电池氢引射器的实际氢气回流比，将实际氢气回流比与预设回流比进行比较，通过改变燃料电池电堆的压力和/或温度调节实际氢气回流比，解决阳极路回流量控制问题，提高燃料电池系统控制精度和耐久性。
附图说明
[0043]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0044]图1为本申请实施例提供的燃料电池氢引射器的氢气回流量的调节方法流程图；
[0045]图2为本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料电池氢引射器的氢气回流量的调节方法，其特征在于，包括：在氢引射器的引射口设置第一温度传感器、第一湿度传感器和第一压力传感器；在氢引射器的出口设置第二温度传感器、第二湿度传感器和第二压力传感器；在氢引射器的氢源入口设置第三温度传感器；根据所述第一温度传感器、第一湿度传感、第一压力传感器以及第二温度传感器、第二湿度传感器和第二压力传感器分别计算第一氢气质量流量和第二氢气质量流量；所述第一氢气质量流量为引射口氢气质量流量，所述第二氢气质量流量为出口氢气质量流量；根据所述第一氢气质量流量和第二氢气质量流量计算氢引射器的实际氢气回流比，其中，所述实际氢气回流比＝第二氢气质量流量/第一氢气质量流量；将所述实际氢气回流比与预设回流比进行比较，调整引射口氢气的质量流量。2.根据权利要求1所述的一种燃料电池氢引射器的氢气回流量的调节方法，其特征在于，所述将所述实际氢气回流比与预设回流比进行比较，调整引射口氢气的质量流量根据所述回流比调整引射口氢气的质量流量，具体包括：在燃料电池电堆的出口处设置第三压力传感器和第四温度传感器；当实际氢气回流比小于预设回流比时，增大所述燃料电池电堆的压力和/或升高燃料电池的温度，使所述实际氢气回流比增大。3.根据权利要求1所述的一种燃料电池氢引射器的氢气回流量的调节方法，其特征在于，所述第一氢气质量流量计算公式如下：其中，为第一水分压，为水的分子量，为氢气的分子量，为氢气的分压，为引射口水蒸气的质量流量，m1为第一氢气质量流量。4.根据权利要求3所述的一种燃料电池氢引射器的氢气回流量的调节方法，其特征在于，所述第一水分压通过引射口的压力和湿度计算得出，计算公式如下：其中，P
sar,1
为第一温度传感器温度下的饱和水分压，RH1为引射口湿度。5.根据权利要求4所述的一种燃料电池氢引射器的氢气回流量的调节方法，其特征在于，所述第二氢气质量流量计算公式如下：其中，为第二水分压，为燃料电池电堆的进口处水蒸气质量流量，m2为第二氢气质量流量。6.根据权利要求5所述的一种燃料...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐廷江，卢炽华，黄易元，陈宏，刘骞，罗马吉，
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：