CN113991149B - 燃料电池电堆进气温度测试方法、装置及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种燃料电池电堆进气温度测试方法、装置及存储介质，涉及燃料电池的技术领域。燃料电池电堆进气温度测试方法包括以下步骤：获取进气管路上第一点的第一温度T1；获取进气管路上第二点的第二温度T2，且第一点与第二点两者之间的第一距离L1；获取测试环境温度T3；获取第二点与电堆进气口两者之间的第二距离L2；通过第一距离L1和第二距离L2得到C个计算段，并通过近似算法得到每个计算段的温降数据ΔTc，然后将每个温降数据ΔTc累计相加得到进气管路的总温降数据ΔT，然后通过第一温度T1与总温降数据ΔT相减到实际进气温度T。达到了可以测量气体进入电堆实际温度的技术效果。

Description

燃料电池电堆进气温度测试方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，具体而言，涉及燃料电池电堆进气温度测试方法、装置及存储介质。
背景技术
燃料电池是一种电化学发电装置，直接将化学能转化为电能，不受卡诺循环限制，能量转化效率高，且无污染，无噪音，正在成为新一代理想的能源利用方式，随着燃料电池技术渐渐成熟，燃料电池商业化应用有着广阔的发展前景。
燃料电池电堆是由若干片单电池堆叠而成，每一片单电池的工作电压一般在0.6V-0.95V之间。除了燃料电池堆本身的参数以外，影响燃料电池性能的因素主要包括燃料及氧化物进气压力、湿度、流量和燃料电池堆的运行温度等。
设备的进气管路需要与燃料电池堆进气口相连接，会增加更多的管路长度，设备进气管路的温度传感器距离燃料电池堆的气体入口较远，气体流动的过程中会与环境进行热量交换使其温度持续降低。
进气温度传感器无法确切地反馈实际电堆进气口的气体温度，降低湿度控制精度；若气体进入电堆前温度降低至低于露点温度，还会出现凝水，有液态水进入电堆。
实际温度低于设定的进气温度值，还会导致电堆进气端局部温度偏低，影响电堆性能。
目前主流测试设备针对此问题的解决办法大多是采用保温棉等保温装置，只能缓解而不能从根本上解决温度下降的问题，且如果测试期间连接燃料电池电堆的管路长度过长，保温棉的效果并不明显。
因此，提供一种可以测量气体进入电堆实际温度的燃料电池电堆进气温度测试方法、装置及存储介质成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种燃料电池电堆进气温度测试方法、装置及存储介质，以缓解现有技术中无法测量气体进入电堆实际温度的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种燃料电池电堆进气温度测试方法，包括以下步骤：
获取进气管路上第一点的第一温度T1；
获取进气管路上第二点的第二温度T2，且第一点与第二点两者之间的第一距离L1；
获取测试环境温度T3；
获取第二点与电堆进气口两者之间的第二距离L2；
通过第一距离L1和第二距离L2得到C个计算段，并通过近似算法得到每个计算段的温降数据ΔTc，然后将每个温降数据ΔTc累计相加得到进气管路的总温降数据ΔT，然后通过第一温度T1与总温降数据ΔT相减到实际进气温度T。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述计算段数量C的计算公式为：
Figure BDA0003316649010000031
并对C取整。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，在进气管路上存在变径连接情况时，所述计算段数量C 向上取整，得到C1。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，每段所述温降数据ΔTc的计算公式为：
ΔT1＝T1-T2
Figure BDA0003316649010000032
Figure BDA0003316649010000033
…
Figure BDA0003316649010000034
其中，第一温度T1和第二温度T2的单位为摄氏度。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，每段所述温降数据ΔTc的计算公式为：
ΔT1＝T1-T2
Figure BDA0003316649010000035
Figure BDA0003316649010000036
…
Figure BDA0003316649010000037
其中，第一温度T1和第二温度T2的单位为摄氏度。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述总温降数据ΔT的计算公式为：ΔT＝ΔT1+ΔT2+ ΔT3+…+ΔTc。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的一种可能的实施方式，其中，上述实际进气温度T的计算公式为：T＝T1-ΔT。
第二方面，本发明实施例提供了一种燃料电池电堆进气温度测量装置，包括燃料电池电堆、进气管路、第一温度传感器、第二温度传感器和用于测量测试环境温度的第三温度传感器；
所述进气管路与所述燃料电池电堆连接；
所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均设置在所述进气管路上，且所述第二温度传感器位于所述第一温度传感器与所述燃料电池电堆之间。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的一种可能的实施方式，其中，上述燃料电池电堆进气温度测量装置还包括用于承载所述燃料电池电堆的测试台；
所述第三温度传感器设置在所述测试台上。
第三方面，本发明实施例提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行所述燃料电池电堆进气温度测试方法。
有益效果：
本发明实施例提供了一种燃料电池电堆进气温度测试方法，包括以下步骤：获取进气管路上第一点的第一温度T1；获取进气管路上第二点的第二温度T2，且第一点与第二点两者之间的第一距离L1；获取测试环境温度T3；获取第二点与电堆进气口两者之间的第二距离L2；通过第一距离L1和第二距离L2得到C个计算段，并通过近似算法得到每个计算段的温降数据ΔTc，然后将每个温降数据ΔTc累计相加得到进气管路的总温降数据ΔT，然后通过第一温度T1与总温降数据ΔT相减到实际进气温度T。
在具体使用时，当气体在流过温度传感器之后到达燃料电池堆进气口之前，会有一定的下降幅度。通过燃料电池电堆进气温度测试方法计算得出气体温度下降的数值，得出近似的实际气体进气温度，以实际进气温度T为基准调节相应的气体进气温度和露点温度的设定值，以达到更精确的温度、湿度控制，可保证燃料电池堆进气温度的精确控制，确保燃料电池电堆整体温度及电堆性能。并且，以实际进气温度T为依据设定相应的露点温度，能够更精确地控制燃料电池内部气体的实际加湿量，可以保证在气体流动过程中，不会产生凝水，提高测试的精确性。
本发明实施例提供了一种燃料电池电堆进气温度测量装置，包括燃料电池电堆、进气管路、第一温度传感器、第二温度传感器和用于测量测试环境温度的第三温度传感器；进气管路与燃料电池电堆连接；第一温度传感器和第二温度传感器均设置在进气管路上，且第二温度传感器位于第一温度传感器与燃料电池电堆之间。燃料电池电堆进气温度测量装置与现有技术相比具有上述的优势，此处不再赘述。
本发明实施例提供了一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行燃料电池电堆进气温度测试方法。存储介质与现有技术相比具有上述的优势，此处不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
图1为本发明实施例提供的燃料电池电堆进气温度测试方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
参见图1所示，本发明实施例提供了一种燃料电池电堆进气温度测试方法，包括以下步骤：获取进气管路上第一点的第一温度T1；获取进气管路上第二点的第二温度T2，且第一点与第二点两者之间的第一距离L1；获取测试环境温度T3；获取第二点与电堆进气口两者之间的第二距离L2；通过第一距离L1和第二距离L2得到C个计算段，并通过近似算法得到每个计算段的温降数据ΔTc，然后将每个温降数据ΔTc累计相加得到进气管路的总温降数据ΔT，然后通过第一温度T1与总温降数据ΔT相减到实际进气温度T。
在具体使用时，当气体在流过温度传感器之后到达燃料电池堆进气口之前，会有一定的下降幅度。通过燃料电池电堆进气温度测试方法计算得出气体温度下降的数值，得出近似的实际气体进气温度，以实际进气温度T为基准调节相应的气体进气温度和露点温度的设定值，以达到更精确的温度、湿度控制，可保证燃料电池堆进气温度的精确控制，确保燃料电池电堆整体温度及电堆性能。并且，以实际进气温度T为依据设定相应的露点温度，能够更精确地控制燃料电池内部气体的实际加湿量，可以保证在气体流动过程中，不会产生凝水，提高测试的精确性。
本实施例的可选方案中，计算段数量C的计算公式为：
Figure BDA0003316649010000081
并对C取整。
本实施例的可选方案中，在进气管路上存在变径连接情况时，所述计算段数量C向上取整，得到C1。
本实施例的可选方案中，每段所述温降数据ΔTc的计算公式为：
ΔT1＝T1-T2
Figure BDA0003316649010000082
Figure BDA0003316649010000083
…
Figure BDA0003316649010000084
其中，第一温度T1和第二温度T2的单位为摄氏度。
具体的，以上计算方法为第一种计算方式，通过此计算方法，可以保证结果的准确率，而且对测试平台的计算能力要求较低，可以更快的得出结果。
本实施例的可选方案中，每段所述温降数据ΔTc的计算公式为：
ΔT1＝T1-T2
Figure BDA0003316649010000085
Figure BDA0003316649010000086
…
Figure BDA0003316649010000087
其中，第一温度T1和第二温度T2的单位为摄氏度。
具体的，以上计算方法为第二种计算方式，通过此计算方法，可以保证结果的准确率，而且在对于管路较长的情况，结构更加准确。
本实施例的可选方案中，总温降数据ΔT的计算公式为：ΔT＝ΔT1+ΔT2+ΔT3+…+ΔTc。
本实施例的可选方案中，实际进气温度T的计算公式为：T＝ T1-ΔT。
本实施例提供了一种燃料电池电堆进气温度测量装置，包括燃料电池电堆、进气管路、第一温度传感器、第二温度传感器和用于测量测试环境温度的第三温度传感器；所述进气管路与所述燃料电池电堆连接；所述第一温度传感器和所述第二温度传感器均设置在所述进气管路上，且所述第二温度传感器位于所述第一温度传感器与所述燃料电池电堆之间。
本实施例的可选方案中，燃料电池电堆进气温度测量装置还包括用于承载所述燃料电池电堆的测试台；所述第三温度传感器设置在所述测试台上。
具体的，燃料电池电堆进气温度测量装置与现有技术相比具有上述的优势，此处不再赘述。
本实施例提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行所述燃料电池电堆进气温度测试方法。
具体的，存储介质与现有技术相比具有上述的优势，此处不再赘述。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种燃料电池电堆进气温度测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取进气管路上第一点的第一温度T1；
获取进气管路上第二点的第二温度T2，且第一点与第二点两者之间的第一距离L1；
获取测试环境温度T3；
获取第二点与电堆进气口两者之间的第二距离L2；
通过第一距离L1和第二距离L2得到C个计算段，并通过近似算法得到每个计算段的温降数据ΔTc，然后将每个温降数据ΔTc累计相加得到进气管路的总温降数据ΔT，然后通过第一温度T1与总温降数据ΔT相减得到实际进气温度T；
所述计算段数量C的计算公式为：
Figure FDA0004119928770000015
并对C取整；
每段所述温降数据ΔTc的计算公式为：
ΔT1＝T1-T2
Figure FDA0004119928770000011
Figure FDA0004119928770000012
…
Figure FDA0004119928770000013
其中，第一温度T1和第二温度T2的单位为摄氏度；
或者，每段所述温降数据ΔTc的计算公式为：
ΔT1＝T1-T2
Figure FDA0004119928770000014
Figure FDA0004119928770000021
…
Figure FDA0004119928770000022
其中，第一温度T1和第二温度T2的单位为摄氏度。
2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆进气温度测试方法，其特征在于，在进气管路上存在变径连接情况时，所述计算段数量C向上取整，得到C1。
3.根据权利要求1所述的燃料电池电堆进气温度测试方法，其特征在于，所述总温降数据ΔT的计算公式为：ΔT＝ΔT1+ΔT2+ΔT3+...+ΔTc。
4.根据权利要求3所述的燃料电池电堆进气温度测试方法，其特征在于，所述实际进气温度T的计算公式为：T＝T1-ΔT。
5.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述权利要求1－4任一项所述的燃料电池电堆进气温度测试方法。
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