CN109638319A - 一种燃料电池电堆流体分配一致性检测方法及装置 - Google Patents
一种燃料电池电堆流体分配一致性检测方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种燃料电池电堆流体分配一致性检测方法及装置,该检测方法通过测量得到单池出入口的压力降值或单池出口的动压值,计算出单电池的流体分配量,以判断燃料电池电堆内流体分配的一致性,指导电堆共用通道的优化设计。本发明提供的方法及装置更直接简便的得到流体流量分配的一致性结果,方法简单、实用、有效。
Description
技术领域
本发明属于电池检测领域,具体涉及一种燃料电池电堆流体分配一致性检测方法及装置。
背景技术
燃料电池作为清洁、高效的能源转换装置,正在成为解决能源问题的一种有效方案。通常,燃料电池电堆是由几百节单电池组合而成,各节单电池间的流量分配直接影响到电堆的整体性能和效率,因此,对电堆内流体分配的研究意义重大。而直接测量电池内流量分配的检测方法目前还没有,后期的运行维护成本(电费、检修费用)较高,难以大规模的推广运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料电池电堆流体分配一致性检测方法及装置,本检测方法及装置解决了目前电堆单电池流量分配一致性无法测量的问题。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出了一种燃料电池电堆流体分配一致性的检测方法,包括以下步骤:
燃料电池电堆由n节以上的依次堆叠且气路并联的单电池组成,燃料电池电堆包括阴极、阳极及冷却路,于燃料电池电堆阳极入口或阴极入口通入气体,冷却路入口通入冷却液,并在单电池出入口设置流体压力测点,通过测量得到各节单电池的出入口的压力降值△P单池i或各节单电池的出口的动压值P单池动压i,计算出各节单电池的入口流量值Q单池i,根据建立的评价条件来判断燃料电池电堆流体分配的一致性。
本发明还提供了一种上述的燃料电池电堆流体分配一致性的检测装置,该检测装置包括2根测量杆,导向装置,压帽和密封圈,2根测量杆分别穿过导向装置,并采用压帽和密封圈径向密封。
本发明的有益效果是:
本发明提供了一种燃料电池电堆流体分配一致性检测方法及装置,本发明提供的方法及装置更直接简便的得到流体流量分配的一致性,方法简单、实用、有效。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
图1为本发明实施例1中的燃料电池电堆测试原理方法示意图;
图2为本发明实施例2中的燃料电池电堆测试原理方法示意图;
图3为本发明实施例3中的燃料电池电堆流量一致性测试方法具体操作示意图;
图4为本发明实施例4中的燃料电池电堆流量一致性测试方法具体操作示意图;
图5为本发明实施例3中的燃料电池电堆流量检测装置中的入共用通道压力测量杆1,2,5示意图;
图6为本发明实施例3中的燃料电池电堆流量检测装置中的出共用通道压力测量杆3,4,6示意图;
图7为本发明实施例4中的燃料电池电堆流量检测装置中的出共用通道压力测量杆7示意图;
图8为本发明实施例3和4中的燃料电池电堆流量检测装置中密封及支撑接头装置示意图;
附图标号:8-导向装置;9-压帽;10-密封圈。
具体实施方式
下面对本发明实施例提供的一种燃料电池电堆流体分配一致性检测方法及装置进行具体说明。
本发明实施例提供一种燃料电池电堆流体分配一致性的检测方法,包括以下步骤:
燃料电池电堆由n节以上的依次堆叠且气路并联的单电池组成;燃料电池电堆包括阴极、阳极及冷却路;于燃料电池电堆阳极入口或阴极入口通入气体,冷却路入口通入冷却液,并在单电池出入口设置流体压力测点,通过测量得到各节单电池的出入口的压力降值△P单池i或各节单电池的出口的动压值P单池动压i,计算出各节单电池的入口流量值Q单池i,根据建立的评价条件来判断燃料电池电堆流体分配的一致性。
本发明实施例提供一种燃料电池电堆流体分配一致性的检测方法,该方法通过测量得到各节单电池的出入口的压力降值△P单池i或各节单电池的出口的动压值P单池动压i,计算出各节单电池的入口流量值Q单池i,根据建立的评价条件来判断燃料电池电堆流体分配的一致性。
在一些实施方式中,该检测方法包括以下步骤:
燃料电池电堆工作过程中,测算得到各节单电池的出入口的压力降值△P单池i;
根据以下建立的公式,计算各节单电池的入口流量值Q单池i:
式(5)中,下标单池i表示燃料电池电堆的第i节单电池,a表示惯性阻力系数,b表示黏性阻力系数,
理论计算确定在运行条件下,各节单电池冷却液流量相差百分比α和各节单电池反应气体计量比β;
α的参考值大于-40%,β的参考值大于1.3,则满足燃料电池电堆的各节单电池流体分配一致,若α的参考值小于-40%,β的参考值小于1.3,则不满足燃料电池电堆的各节单电池流体分配一致。
在一些实施方式中,该检测方法中的压力降值△P单池i的测算方法如下:
在电堆通入流体条件下,分别测量共用通道尾部单电池入口测点1入和出口测点1出的压力,测得共用通道尾部单电池出入口之间的压力差△P,
分别测量入共用通道的测点1入和测点2入的压力,测得入共用通道测点1入与测点2入之间的压力差△P入1;调整测点位置,依次测得两相邻测点之间的压力差△P入2…△P入(n-1)、△P入n,n大于等于15,
分别测量出共用通道测点1出和测点2出的压力,测得出共用通道测点1入与测点2入之间的压力差△P出1;调整测点位置,依次测得两相邻测点之间的压力差△P出2…△P出(n-1)、△P出n,
调整出共用通道的测点位置到进出气侧单电池出口测点n0,测得进出气侧单电池出口压力与大气压力之间的差△P0,
通过以上测试结果,利用下述的公式计算出P入i和P出i:
由公式(2)计算得到入共用通道不同单电池入口的压力P入1、P入2、P入3…P入(n-1)、P入n,由公式(3)计算得到出共用通道不同单电池出口的压力P出1、P出2、P出3…P出(n-1)、P出n,
通过以上计算结果,利用下述的公式得出第i节单电池的出入口的压力降值△P单池i:
ΔP单池i=P入i-P出i(4)。
在一些实施方式中,该检测方法具体包括以下步骤:
建立如下的公式:
式(1)中:a表示惯性阻力系数,b表示黏性阻力系数;
在电堆通入流体条件下,分别测量共用通道尾部单电池入口测点1入和出口测点1出的压力,测得共用通道尾部单电池出入口之间的压力差△P,
分别测量入共用通道的测点1入和测点2入的压力,测得入共用通道测点1入与测点2入之间的压力差△P入1;调整测点位置,依次测得两相邻测点之间的压力差△P入2…△P入(n-1)、△P入n,n大于等于15,
分别测量出共用通道测点1出和测点2出的压力,测得出共用通道测点1入与测点2入之间的压力差△P出1;调整测点位置,依次测得两相邻测点之间的压力差△P出2…△P出(n-1)、△P出n,
调整出共用通道的测点位置到进出气侧单电池出口测点n0,测得进出气侧单电池出口压力与大气压力之间的差△P0,
通过以上测试结果,利用下述的公式计算出P入i和P出i:
由公式(2)计算得到入共用通道不同单电池入口的压力P入1、P入2、P入3…P入(n-1)、P入n,由公式(3)计算得到出共用通道不同单电池出口的压力P出1、P出2、P出3…P出(n-1)、P出n,
通过以上计算结果,利用下述的公式测算得出第i节单电池的出入口的压力降值△P单池i:
ΔP单池i=P入i-P出i(4)
联立公式(1)与公式(4),得到各节单电池的入口流量值Q单池i:
式(5)中,下标单池i表示燃料电池电堆的第i节单电池,a表示惯性阻力系数,b表示黏性阻力系数,
建立判断流量一致性的计算公式如下:
各节单电池冷却液流量相差百分比:
各节单电池反应气体计量比:
以各节单电池冷却液流量相差百分比α和各节单电池反应气体计量比β作为燃料电池电堆流体分配一致性的评价依据,α的参考值为大于-40%,β的参考值大于1.3。
本发明实施例中通过离线的测量燃料电堆内各单电池出入口压力的方法,得到单电池的流体分配量。上述的方法通过测量得到单池的压力降值,计算出单电池的流体分配量,指导电堆公共通道的优化设计。
在一些实施方式中,该检测方法包括以下步骤:
燃料电池电堆工作过程中,测算得到各节单电池出口的动压值P单池动压i;
根据以下建立的公式,计算各节单电池的入口流量Q单池i:
式(9)中,s表示单电池出入口截面面积,ρ气表示测量气体密度;
理论计算确定合格膜电极在运行条件下,各节单电池冷却液流量相差百分比α和各节单电池反应气体计量比β;
α的参考值大于-40%,β的参考值大于1.3,则满足燃料电池电堆的各节单电池流体分配一致,若α的参考值小于-40%,β的参考值小于1.3,则不满足燃料电池电堆的各节单电池流体分配一致。
在一些实施方式中,该检测方法中的动压值P单池动压i的测算方法如下:
在电堆通入流体条件下,测得共用通道单电池出口测点处的动压值P电池动压1,单电池个数n大于等于15,
调整测点位置,分别测量测点位置处的静压、总压,通过下述公式测算得出第i节电池的出口的动压值P单池动压i:
P电池动压i=P总i-P静i(6)。
在一些实施方式中,该检测方法具体包括以下步骤:
在电堆通入流体条件下,测得共用通道单电池出口测点处的动压值P电池动压1,单电池个数n大于等于15,
调整测点位置,分别测量测点位置处的静压、总压,通过下述公式测算得出第i节电池的出口的动压值P单池动压i:
P电池动压i=P总i-P静i(6)
建立如下的公式:
式(7)中:Vi表示单电池入口截面流速,ρ气表示测量气体密度,
建立截面流速与单电池流量的公式如下:
Q单池i=Vis(8)
式(8)中:Vi表示单电池入口截面流速,s表示单电池出入口截面面积;
联立公式(7)与公式(8),得到各节单电池的入口流量值Q单池i:
式(9)中,s表示单电池出入口截面面积,ρ气表示测量气体密度,
建立判断流量一致性的计算公式如下:
各节单电池冷却液流量相差百分比:
各节单电池反应气体计量比:
以各节单电池冷却液流量相差百分比α和各节单电池反应气体计量比β作为燃料电池电堆流体分配一致性的评价依据,α的参考值为大于-40%,β的参考值大于1.3。
本发明实施例中通过离线的测量燃料电堆内各单电池出口动压值的方法,得到单电池的流体分配量。上述的方法通过测量单池出口动压值,得到单电池的流体分配量,以判断燃料电池电堆内流体分配的一致性,指导电堆公共通道的优化设计。
本发明还提供一种上述的燃料电池电堆流体分配一致性的检测装置,一种用于上述的燃料电池电堆流体分配一致性的检测装置,该检测装置包括2根测量杆,导向装置8,压帽9和密封圈10,2根测量杆分别穿过导向装置8,并采用压帽9和密封圈10径向密封。
在一些实施方式中,2根测量杆包括测量杆1和测量杆2、测量杆3和测量杆4、测量杆5和测量杆6以及测量杆3和测量杆7。
在一些实施方式中,测量杆1、测量杆2和测量杆5的测头弯曲角度为135°,且每个测量杆的测点截面均与测量杆轴线平行,
测量杆3、测量杆4和测量杆6的测点截面处的测点轴线与测量杆轴线平行,且每个测量杆的测点均位于单电池出口的背面,
测量杆7的测头弯曲角度为90°,且测点截面与测量杆轴线平行,测量杆7上均匀分布有刻度线。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
参见图1,一种燃料电池电堆流体分配一致性的检测方法,包括以下步骤:
燃料电池电堆由15节以上的依次堆叠且气路并联的单电池组成,燃料电池电堆包括阴极、阳极及冷却路,于燃料电池电堆阳极入口或阴极入口通入气体,冷却路入口通入冷却液,并在单电池出入口设置流体压力测点,通过测量得到各节单电池的出入口的压力降值△P单池i,计算出各节单电池的入口流量值Q单池i,根据建立的评价条件来判断燃料电池电堆流体分配的一致性。
实施例2
参见图2,一种燃料电池电堆流体分配一致性的检测方法,包括以下步骤:
燃料电池电堆由15节以上的依次堆叠且气路并联的单电池组成,燃料电池电堆包括阴极、阳极及冷却路,于燃料电池电堆阳极入口或阴极入口通入气体,冷却路入口通入冷却液,并在单电池出入口设置流体压力测点,通过测量得到各节单电池的出口的动压值P单池动压i,计算出各节单电池的入口流量值Q单池i,根据建立的评价条件来判断燃料电池电堆流体分配的一致性。
实施例3
参见图3,一种燃料电池电堆流体分配一致性的检测方法,包括以下步骤:
建立如下的公式:
式(1)中:△P单池i的单位为Pa,Q单池i的单位为L/min,a表示惯性阻力系数,b表示黏性阻力系数,a值和b值由单电池的压力与流量关系测量已知,
在电堆通入流体条件下,调整测量杆5测量共用通道尾部单电池入口测点1入的压力,调整测量杆6测量共用通道尾部单电池出口测点1出的压力,测得共用通道尾部单电池出入口压力差△P,
调整测量杆1和测量杆2到入共用通道测点1入、测点2入位置,使用微差计1测得入共用通道两个测点1入与测点2入之间的压力差△P入1;调整测量杆1和测量杆2到入共用通道测点2入、3入位置,测得两测点之间的压力差△P入2,依次测得两相邻测点之间的压力差△P入3…△P入(n-1)、△P入n,
调整测量杆3和测量杆4到出共用通道测点1出、测点2出位置,使用微差计2测得出共用通道测点1入与测点2入之间的压力差△P出1;调整测量杆3和测量杆4到入共用通道测点2出、3出位置,测得两测点压力差△P出2,依次测得两相邻测点之间的压力差△P出3…△P出(n-1)、△P出n,
调整测量杆3到在共用通道的测点位置到进出气侧单电池出口测点n0,测得进出气侧单电池出口压力与大气压力的差值△P0,
通过以上测试结果,利用下述的公式计算出P入i和P出i:
由公式(2)得到入共用通道不同单电池入口的压力P入1、P入2、P入3…P入(n-1)、P入n,由公式(3)得到出共用通道不同单电池出口的压力P出1、P出2、P出3…P出(n-1)、P出n,
通过以上计算结果,利用下述的公式测算得出第i节单电池的压力降值△P单池i:
ΔP单池i=P入i-P出i(4)
联立公式(1)与公式(4),得到各节单电池的入口流量Q单池i:
式(5)中,下标单池i表示燃料电池电堆的第i节单电池,a表示惯性阻力系数,b表示黏性阻力系数,a、b值由单电池的压力与流量关系测量已知,
建立判断流量一致性的计算公式如下:
各节单电池冷却液流量相差百分比:
各节单电池反应气体计量比:
以各节单电池冷却液流量相差百分比α和各节单电池反应气体计量比β作为燃料电池电堆流体分配一致性的评价依据,α的参考值为大于-40%,β的参考值大于1.3。
实施例4
参见图4,一种燃料电池电堆流体分配一致性的检测方法,包括以下步骤:
在电堆通入流体条件下,由微差计4测得共用通道单电池的测点处的出口动压值P电池动压1,
调整测量杆3和测量杆7,测量杆3测量测点1出的静压,测杆7测量测点1出的总压,依据测量杆3和测量杆7上刻度依次调整测量杆3和测量杆7测点到2出,3出,通过下述公式测算得出第i节电池出口的动压值P单池动压i:
P电池动压i=P总i-P静i(6)
建立如下的公式:
式(7)中:P单池动压i的单位为Pa;Vi表示单电池入口截面流速,单位为m/s;ρ气表示测量气体密度,单位为kg/m3,
建立截面流速与单电池流量的公式如下:
Q单池i=Vis(8)
式(8)中:Vi表示单电池入口截面流速,s表示单电池出入口截面面积;
联立公式(7)与公式(8),得到流过单电池流量的公式如下:
式(9)中,s表示单电池出入口截面面积,ρ气表示测量气体密度,
建立判断流量一致性的计算公式如下:
各节单电池冷却液流量相差百分比:
各节单电池反应气体计量比:
实施例5
参见图5-8,一种用于上述的燃料电池电堆流体分配一致性的检测装置,该检测装置包括2根测量杆,导向装置8,压帽9和密封圈10,2根测量杆分别穿过导向装置8,并采用压帽9和密封圈10径向密封。
其中,2根测量杆包括测量杆1和测量杆2、测量杆3和测量杆4、测量杆5和测量杆6以及测量杆3和测量杆7。
进一步参见图5,测量杆1、测量杆2和测量杆5的测头弯曲角度为135°,且每个测量杆的测点截面均与测量杆轴线平行,
进一步参见图6,测量杆3、测量杆4和测量杆6的测点截面处的测点轴线与测量杆轴线平行,且每个测量杆的测点均位于单电池出口的背面,
进一步参见图7,测量杆7的测头弯曲角度为90°,且测点截面与测量杆轴线平行,测量杆7上均匀分布有刻度线。
综上,本发明实施例提供一种燃料电池电堆流体分配一致性检测方法及装置,针对不同结构形式的燃料电池电堆的流体分配,采用测量压力的方式,结合静压与流量关系及动压与流量的关系使用两种方法测量单池的流量。
本发明实施例提供的检测方法及装置解决了目前电堆单池流量分配一致性无法测量的问题。通过实验更直观的得到电池流体介质是否充足,以满足电堆运行的需要,为电堆设计流体流量分配一致性提供更直观的实验依据。
本发明实施例提供方法及装置更直接简便的得到流体流量分配的一致性,方法简单、实用、有效。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种燃料电池电堆流体分配一致性的检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
所述燃料电池电堆由n节以上的依次堆叠且气路并联的单电池组成,所述燃料电池电堆包括阴极、阳极及冷却路,于所述燃料电池电堆阳极入口或阴极入口通入气体、冷却路入口通入冷却液,并在所述单电池出入口设置流体压力测点,通过测量得到各节单电池的出入口的压力降值△P单池i或各节单电池的出口的动压值P单池动压i,计算出各节单电池的入口流量值Q单池i,根据建立的评价条件来判断所述燃料电池电堆流体分配的一致性。
2.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
所述燃料电池电堆工作过程中,测算得到各节单电池的出入口的所述压力降值△P单池i;
根据以下建立的公式,计算各节单电池的入口所述流量值Q单池i:
式(5)中,下标单池i表示所述燃料电池电堆的第i节单电池,a表示惯性阻力系数,b表示黏性阻力系数,
理论计算确定在运行条件下,各节单电池冷却液流量相差百分比α和所述各节单电池反应气体计量比β;
所述α的参考值大于-40%,所述β的参考值大于1.3,则满足所述燃料电池电堆的各节单电池流体分配一致,若所述α的参考值小于-40%,所述β的参考值小于1.3,则不满足所述燃料电池电堆的各节单电池流体分配一致。
3.根据权利要求2所述的检测方法,其特征在于,所述压力降值△P单池i的测算方法如下:
在电堆通入流体条件下,分别测量共用通道尾部单电池入口测点1入和出口测点1出的压力,测得共用通道尾部单电池出入口之间的压力差△P,
分别测量入共用通道的测点1入和测点2入的压力,测得入共用通道测点1入与测点2入之间的压力差△P入1;调整测点位置,依次测得两相邻测点之间的压力差△P入2…△P入(n-1)、△P入n,所述单电池个数n大于等于15,
分别测量出共用通道测点1出和测点2出的压力,测得出共用通道测点1入与测点2入之间的压力差△P出1;调整测点位置,依次测得两相邻测点之间的压力差△P出2…△P出(n-1)、△P出n,
调整出共用通道的测点位置到进出气侧单电池出口测点n0,测得进出气侧单电池出口压力与大气压力之间的差△P0,
通过以上测试结果,利用下述的公式计算出P入i和P出i:
由公式(2)计算得到入共用通道不同单电池入口的压力P入1、P入2、P入3…P入(n-1)、P入n,由公式(3)计算得到出共用通道不同单电池出口的压力P出1、P出2、P出3…P出(n-1)、P出n,
通过以上计算结果,利用下述的公式得出第i节单电池的出入口的所述压力降值△P单池i:
ΔP单池i=P入i-P出i (4)。
4.根据权利要求3所述的检测方法,其特征在于,所述检测方法具体包括以下步骤:
建立如下的公式:
式(1)中:a表示惯性阻力系数,b表示黏性阻力系数,
在电堆通入流体条件下,分别测量共用通道尾部单电池入口测点1入和出口测点1出的压力,测得共用通道尾部单电池出入口之间的压力差△P,
分别测量入共用通道的测点1入和测点2入的压力,测得入共用通道测点1入与测点2入之间的压力差△P入1;调整测点位置,依次测得两相邻测点之间的压力差△P入2…△P入(n-1)、△P入n,所述单电池个数n大于等于15,
分别测量出共用通道测点1出和测点2出的压力,测得出共用通道测点1入与测点2入之间的压力差△P出1;调整测点位置,依次测得两相邻测点之间的压力差△P出2…△P出(n-1)、△P出n,
调整出共用通道的测点位置到进出气侧单电池出口测点n0,测得进出气侧单电池出口压力与大气压力之间的差△P0,
通过以上测试结果,利用下述的公式计算出P入i和P出i:
由公式(2)计算得到入共用通道不同单电池入口的压力P入1、P入2、P入3…P入(n-1)、P入n,由公式(3)计算得到出共用通道不同单电池出口的压力P出1、P出2、P出3…P出(n-1)、P出n,
通过以上计算结果,利用下述的公式测算得出第i节单电池的出入口的所述压力降值△P单池i:
ΔP单池i=P入i-P出i (4)
联立公式(1)与公式(4),得到各节单电池的入口流量值Q单池i:
式(5)中,下标单池i表示所述燃料电池电堆的第i节单电池,a表示惯性阻力系数,b表示黏性阻力系数,
建立判断流量一致性的计算公式如下:
各节单电池冷却液流量相差百分比:
各节单电池反应气体计量比:
以所述各节单电池冷却液流量相差百分比α和所述各节单电池反应气体计量比β作为燃料电池电堆流体分配一致性的评价依据,所述α的参考值为大于-40%,所述β的参考值大于1.3。
5.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
所述燃料电池电堆工作过程中,测算得到各节单电池出口的所述动压值P单池动压i;
根据以下建立的公式,计算各节单电池的所述入口流量Q单池i:
式(9)中,s表示单电池出入口截面面积,ρ气表示测量气体密度;
理论计算确定合格膜电极在运行条件下,各节单电池冷却液流量相差百分比α和所述各节单电池反应气体计量比β;
所述α的参考值大于-40%,所述β的参考值大于1.3,则满足所述燃料电池电堆的各节单电池流体分配一致,若所述α的参考值小于-40%,所述β的参考值小于1.3,则不满足所述燃料电池电堆的各节单电池流体分配一致。
6.根据权利要求3所述的检测方法,其特征在于,所述动压值P单池动压i的测算方法如下:
在电堆通入流体条件下,测得共用通道单电池出口测点处的动压值P电池动压1,所述单电池个数n大于等于15,
调整测点位置,分别测量所述测点位置处的静压、总压,通过下述公式测算得出第i节电池的出口的所述动压值P单池动压i
P电池动压i=P总i-P静i (6)。
7.根据权利要求6所述的检测方法,其特征在于,所述检测方法具体包括以下步骤:
在电堆通入流体条件下,测得共用通道单电池出口测点处的动压值P电池动压1,所述单电池个数n大于等于15,
调整测点位置,分别测量所述测点位置处的静压、总压,通过下述公式测算得出第i节电池的出口的所述动压值P单池动压i,
P电池动压i=P总i-P静i (6)
建立如下的公式:
式(7)中:Vi表示单电池入口截面流速,ρ气表示测量气体密度,
建立截面流速与单电池流量的公式如下:
Q电池i=Vis (8)
式(8)中:Vi表示单电池入口截面流速,s表示单电池出入口截面面积;
联立公式(7)与公式(8),得到各节单电池的入口流量值Q单池i:
式(9)中,s表示单电池出入口截面面积,ρ气表示测量气体密度,
建立判断流量一致性的计算公式如下:
各节单电池冷却液流量相差百分比:
各节单电池反应气体计量比:
以所述各节单电池冷却液流量相差百分比α和所述各节单电池反应气体计量比β作为燃料电池电堆流体分配一致性的评价依据,所述α的参考值为大于-40%,所述β的参考值大于1.3。
8.一种用于权利要求1-7任一项所述的燃料电池电堆流体分配一致性的检测装置,其特征在于,该检测装置包括2根测量杆,导向装置(8),压帽(9)和密封圈(10),所述2根测量杆分别穿过所述导向装置(8),并采用压帽(9)和密封圈(10)径向密封。
9.根据权利要求8所述的检测装置,其特征在于,所述2根测量杆包括测量杆(1)和测量杆(2)、测量杆(3)和测量杆(4)、测量杆(5)和测量杆(6)以及测量杆(3)和测量杆(7)。
10.根据权利要求8所述的检测装置,其特征在于,所述测量杆(1)、所述测量杆(2)和所述测量杆(5)的测头弯曲角度为135°,且每个测量杆的测点截面均与测量杆轴线平行,
所述测量杆(3)、所述测量杆(4)和所述测量杆(6)的测点截面处的测点轴线与测量杆轴线平行,且每个测量杆的测点均位于单电池出口的背面,
所述测量杆(7)的测头弯曲角度为90°,且测点截面与测量杆轴线平行,所述测量杆(7)上均匀分布有刻度线。
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