CN110676486A - 一种ht-pem甲醇水燃料电池的甲醇水浓度及电堆活性计算方法 - Google Patents

一种ht-pem甲醇水燃料电池的甲醇水浓度及电堆活性计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种HT‑PEM甲醇水燃料电池的甲醇水浓度及电堆活性计算方法，涉及燃料电池技术领域，方法包括：设定料燃料电池系统运作状态下的参考甲醇水浓度阈值和电堆活性阈值；获取燃料电池系统运作状态下的相关参数数据；根据所述相关参数数据依次计算甲醇水浓度值和电堆活性值；根据所述甲醇水浓度值和电堆活性值得出分析结果，并对燃料电池系统做出总体评价。本发明能够直接测量得到甲醇水溶液实时浓度和燃料电池电堆的实时活性，从而为评估燃料电池的工作状态提供了可以量化的指标，并可通过将该指标稳定控制在一定范围内，来提升甲醇水燃料电池的工作效率。

Description

一种HT-PEM甲醇水燃料电池的甲醇水浓度及电堆活性计算 方法
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，特别涉及一种HT-PEM甲醇水燃料电池的甲醇水浓度及电堆活性计算方法。
背景技术
甲醇燃料电池属于质子交换膜燃料电池(PEMFC)中之一类，直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇为燃料供给来源，而不需通过甲醇、汽油及天然气的重整制氢以供发电。相较于质子交换膜燃料电池(PEMFC)，直接甲醇燃料电池(DMFC)具备低温快速启动、燃料洁净环保以及电池结构简单等特性。这使得直接甲醇燃料电池(DMFC)可能成为未来便携式电子产品应用的主流。
现有技术中，只是针对甲醇水燃料电池工作过程中的温度数据、泵机转速、风机转速、系统工作模式、输出功率、告警信息进行描述，并没有对甲醇水燃料电池电堆的甲醇水浓度及电堆活性进行计算处理，从而影响到电堆发电时的工作效率。
发明内容
为克服上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种HT-PEM甲醇水燃料电池的甲醇水浓度及电堆活性计算方法，以及时调整甲醇水燃料电池系统工作的参数，从而提高甲醇水溶液燃料电池的工作效率。
本发明的技术方案是：
一种HT-PEM甲醇水燃料电池的甲醇水浓度及电堆活性计算方法，该方法包括：
S1、设定料燃料电池系统运作状态下的参考甲醇水浓度阈值和电堆活性阈值；
S2、获取燃料电池系统运作状态下的相关参数数据；
S3、根据所述相关参数数据依次计算甲醇水浓度值和电堆活性值；
S4、根据所述甲醇水浓度值和电堆活性值得出分析结果，并对燃料电池系统做出总体评价。
优选的，所述相关参数数据，包括燃烧室温度Tb、进液泵转速Vp、系统运行时间t、重整室进液泵进液量Vr、重整室温度Tr、电堆温度Tf和电堆输出功率Pf。
优选的，甲醇水浓度值的计算方法是：
Tc1＝∫Vp×t×k1，
Figure BDA0002223056130000021
其中，Tc1为燃烧室单位时间等效温度参考值，Vc为甲醇水浓度值，k1为温度转换系数，K2为浓度转换系数。
优选的，电堆活性值的计算方法是：
Tc2＝∫Vr×t×k3；
Figure BDA0002223056130000022
其中，Tc2为重整室单位时间等效温度参考值，∮为电堆活性值，k3为温度转换系数。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过本发明能够直接测量得到甲醇水溶液实时浓度和燃料电池电堆的实时活性，从而为评估燃料电池的工作状态提供了可以量化的指标，并可通过将该指标稳定控制在一定范围内，来提升甲醇水燃料电池的工作效率。
附图说明
图1为本发明的计算方法流程图。
具体实施方式
下面结合本发明中的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供的一种HT-PEM甲醇水燃料电池的甲醇水浓度及电堆活性计算方法，该方法包括以下步骤：
S1、设定料燃料电池系统运作状态下的参考甲醇水浓度阈值和电堆活性阈值；
S2、获取燃料电池系统运作状态下的相关参数数据；
其中，所述相关参数数据，包括燃烧室温度Tb、进液泵转速Vp、系统运行时间t、重整室进液泵进液量Vr、重整室温度Tr、电堆温度Tf和电堆输出功率Pf。
S3、根据所述相关参数数据依次计算甲醇水浓度值和电堆活性值；
具体的，甲醇水浓度值的计算方法是：
Tc1＝∫Vp×t×k1，
Figure BDA0002223056130000031
其中，Tc1为燃烧室单位时间等效温度参考值，Vc为甲醇水浓度值，k1为温度转换系数，K2为浓度转换系数。
电堆活性值的计算方法是：
Tc2＝∫Vr×t×k3；
其中，Tc2为重整室单位时间等效温度参考值，∮为电堆活性值，k3为温度转换系数，且k3与k1的值不同。
S4、根据所述甲醇水浓度值和电堆活性值得出分析结果，并对燃料电池系统做出总体评价。
本发明提供的一种HT-PEM甲醇水燃料电池的甲醇水浓度及电堆活性计算方法，能够直接测量得到甲醇水溶液实时浓度和燃料电池电堆的实时活性，从而为评估燃料电池的工作状态提供了可以量化的指标，并可通过将该指标稳定控制在一定范围内，来提升甲醇水燃料电池的工作效率。
以上公开的仅为本发明的较佳的具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种HT-PEM甲醇水燃料电池的甲醇水浓度及电堆活性计算方法，包括:
S1、设定料燃料电池系统运作状态下的参考甲醇水浓度阈值和电堆活性阈值；
S2、获取燃料电池系统运作状态下的相关参数数据；
S3、根据所述相关参数数据依次计算甲醇水浓度值和电堆活性值；
S4、根据所述甲醇水浓度值和电堆活性值得出分析结果，并对燃料电池系统做出总体评价。
2.如权利要求1所述的一种HT-PEM甲醇水燃料电池的甲醇水浓度及电堆活性计算方法，其特征在于，所述相关参数数据，包括燃烧室温度Tb、进液泵转速Vp、系统运行时间t、重整室进液泵进液量Vr、重整室温度Tr、电堆温度Tf和电堆输出功率Pf。
3.如权利要求2所述的一种HT-PEM甲醇水燃料电池的甲醇水浓度及电堆活性计算方法，其特征在于，
甲醇水浓度值的计算方法是：
Tc1＝∫Vp×t×k1，
Figure FDA0002223056120000011
其中，Tc1为燃烧室单位时间等效温度参考值，Vc为甲醇水浓度值，k1为温度转换系数，K2为浓度转换系数。
4.如权利要求2所述的一种HT-PEM甲醇水燃料电池的甲醇水浓度及电堆活性计算方法，其特征在于，
电堆活性值的计算方法是：
Tc2＝∫Vr×t×k3；
其中，Tc2为重整室单位时间等效温度参考值，∮为电堆活性值，k3为温度转换系数。
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