CN117332740B - 一种燃料电池系统绝缘设计方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种燃料电池系统绝缘设计方法、装置及电子设备，该方法包括：获取目标燃料电池系统的连接原理图和绝缘阻值设计要求；基于连接原理图，确定目标燃料电池系统的各子系统目标绝缘等效电路及其对应的绝缘阻值；根据各子系统目标绝缘等效电路之间的串并联关系，对各子系统目标绝缘等效电路的绝缘阻值进行计算，得到目标燃料电池系统的绝缘阻值；比较目标燃料电池系统的绝缘阻值和绝缘阻值设计要求，以进行绝缘设计。本发明通过该分析方法找出燃料电池系统的绝缘设计的重点，并在系统设计时针对影响绝缘的因素进行改进，保障燃料电池系统绝缘安全。
Description
技术领域
本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种燃料电池系统绝缘设计方法。
背景技术
燃料电池是一种将燃料中的化学能直接转化为电能的装置，被广泛应用于汽车、船舶、电站等领域。在燃料电池工作时，氢气和空气被分别通入燃料电池的阳极和阴极侧，发生电化学反应产生电能。燃料电池系统是以燃料电池技术为基础的，以燃料电池电堆为核心，以供燃料、氧化剂和换热流体等零部件为辅助部件组成的发电系统。
目前的液冷燃料电池系统必须通过液体传热带走电堆产生电能过程中附带生成的热量。该液体在电堆极板间流通，会与极板和电极导通，不可避免的引起系统的绝缘性能的降低，而针对这种系统的绝缘性能降低的问题难以有效发现并进行调整改进，进而影响燃料电池系统电气安全性。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种燃料电池系统绝缘设计方法，用以解决现有技术中存在的针对这种系统的绝缘性能降低的问题难以有效发现并进行调整改进，进而影响燃料电池系统电气安全性的技术问题。
为了解决上述问题，一方面，本发明提供了一种燃料电池系统绝缘设计方法，包括：获取目标燃料电池系统的连接原理图和绝缘阻值设计要求；
基于所述连接原理图，确定目标燃料电池系统的各子系统目标绝缘等效电路，所述目标燃料系统包括冷却液子系统、空气供应子系统和氢气供应子系统；
确定所述各子系统目标绝缘等效电路的绝缘阻值；
根据各子系统目标绝缘等效电路之间的串并联关系，对所述各子系统目标绝缘等效电路的绝缘阻值进行计算，得到目标燃料电池系统的绝缘阻值；
判断所述目标燃料电池系统的绝缘阻值是否大于所述绝缘阻值设计要求，当所述目标燃料电池系统的绝缘阻值不大于所述绝缘阻值设计要求时，调整所述各子系统目标绝缘等效电路中等效电阻的绝缘阻值，重新计算目标燃料电池系统的绝缘阻值，直至目标燃料电池系统的绝缘阻值大于所述绝缘阻值设计要求。
在一些可能的实现方式中，基于所述连接原理图，确定目标燃料电池系统的各子系统目标绝缘等效电路，包括：
基于所述连接原理图，确定目标燃料电池系统的各子系统理论绝缘等效电路；
基于分级分类原则对所述各子系统理论绝缘等效电路进行处理，确定各子系统实际绝缘等效电路，并将所述各子系统实际绝缘等效电路作为各子系统目标绝缘等效电路。
在一些可能的实现方式中，所述分级分类原则包括：
对所述各子系统理论绝缘等效电路中零部件与外壳之间的等效电阻分析时，将绝缘阻值高于绝缘阻值设计要求两个数量级的等效电阻作为绝缘体，连接按开路处理；
对所述各子系统理论绝缘等效电路中流体的等效电阻分析时，将电导率低于燃料电池系统内最高电导率低两个数量级的流体作为绝缘体，连接按开路处理；
对所述各子系统理论绝缘等效电路中绝缘阻值随工作条件改变而变化的等效电阻，按照在多种工作条件下出现的最低电阻值作为该等效电阻的绝缘阻值。
在一些可能的实现方式中，基于所述连接原理图，确定目标燃料电池系统的各子系统理论绝缘等效电路，包括：
确定目标燃料电池系统的绝缘阻值测量基准，并基于所述绝缘阻值测量基准确定测量点；
以所述测量点为绝缘等效电路的等效端点，以所述连接原理图中各个零部件与所述测量点的连接关系确定绝缘等效电路的连接关系，并采取等效理想化处理原则，确定目标燃料电池系统的各子系统理论绝缘等效电路。
在一些可能的实现方式中，所述等效理想化处理原则包括：
将所述连接原理图中零部件等效为绝缘等效电路连接点，流体接触到腔体为电的良导体的零部件与外壳的连接关系等效为短路，流体接触到腔体未确定是否为电的良导体的零部件与外壳的连接关系等效为电阻；
将所述连接原理图中零部件之间的连接为电的良导体的连接关系等效为连接点或短路，零部件之间的连接未确定是否为电的良导体的连接关系等效为电阻；
将所述连接原理图中零部件之间的流体等效为电阻。
在一些可能的实现方式中，各子系统目标绝缘等效电路之间为并联关系，所述目标燃料电池系统的绝缘阻值具体为：
式中，为燃料电池系统的绝缘阻值，/>为冷却液子系统实际绝缘等效电路的绝缘阻值，/>为空气供应子系统实际绝缘等效电路的绝缘阻值，/>为氢气供应子系统实际绝缘等效电路的绝缘阻值。
在一些可能的实现方式中，所述目标绝缘等效电路中以流体为导通形式的等效电阻的绝缘阻值计算公式为：
其中，为等效电阻的绝缘阻值，/>为两连接点间导电流体长度，/>为两连接点间导电流体电导率，/>为两连接点间导电流体截面积。
另一方面，本发明还提供了一种燃料电池系统绝缘设计装置，包括：
绝缘等效电路获取模块，用于获取目标燃料电池系统的连接原理图和绝缘阻值设计要求，并基于所述连接原理图，确定目标燃料电池系统的各子系统目标绝缘等效电路，所述目标燃料系统包括冷却液子系统、空气供应子系统和氢气供应子系统；
绝缘阻值计算模块，用于确定所述各子系统目标绝缘等效电路的绝缘阻值，并根据各子系统目标绝缘等效电路之间的串并联关系，对所述各子系统目标绝缘等效电路的绝缘阻值进行计算，得到目标燃料电池系统的绝缘阻值；
系统绝缘设计模块，用于将所述目标燃料电池系统的绝缘阻值与所述绝缘阻值设计要求进行比较，以对目标燃料电池系统进行绝缘设计。
另一方面，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器；
所述存储器，用于存储程序；
所述处理器，与所述存储器耦合，用于执行所述存储器中存储的所述程序，以实现上述任意一项所述的燃料电池系统绝缘设计方法的步骤。
采用上述实施例的有益效果是：本发明提供的燃料电池系统绝缘设计方法，首先获取目标燃料电池系统的连接原理图和绝缘阻值设计要求，然后基于连接原理图，确定目标燃料电池系统的各子系统目标绝缘等效电路及其对应的绝缘阻值，目标燃料系统包括冷却液子系统、空气供应子系统和氢气供应子系统，接着根据各子系统目标绝缘等效电路之间的串并联关系，对各子系统目标绝缘等效电路的绝缘阻值进行计算，得到目标燃料电池系统的绝缘阻值，最后判断目标燃料电池系统的绝缘阻值是否大于绝缘阻值设计要求，当目标燃料电池系统的绝缘阻值不大于绝缘阻值设计要求时，调整各子系统目标绝缘等效电路中等效电阻的绝缘阻值，重新计算目标燃料电池系统的绝缘阻值，直至目标燃料电池系统的绝缘阻值大于绝缘阻值设计要求；通过该分析方法找出燃料电池系统的绝缘设计的重点，并在系统设计时针对影响绝缘的因素进行改进，保障燃料电池系统绝缘安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本发明提供的燃料电池系统绝缘设计方法的一个实施例流程示意图；
图2为本发明图1中步骤S102的一个实施例流程示意图；
图3为本发明图2中步骤S201的一个实施例流程示意图；
图4为本发明提供的燃料电池系统连接原理图的一个结构流程示意图；
图5为本发明提供的冷却液子系统理论绝缘等效电路的一个实施例结构示意图；
图6为本发明提供的空气供应子系统理论绝缘等效电路的一个实施例结构示意图；
图7为本发明提供的氢气供应子系统理论绝缘等效电路的一个实施例结构示意图；
图8为本发明提供的冷却液子系统绝缘实际等效电路的一个实施例结构示意图；
图9为本发明提供的空气供应子系统实际绝缘等效电路的一个实施例结构示意图；
图10为本发明提供的氢气供应子系统实际绝缘等效电路的一个实施例结构示意图；
图11为本发明提供的燃料电池系统绝缘设计装置的一个实施例结构示意图；
图12为本发明提供的电子设备的一个实施例结构示意图。
其中，图4中，101-氢气储存容器，102-开关阀，103-减压稳压装置，104-氢气循环泵，105-分水器，106-尾气排放阀，107-温度压力湿度测量仪，108-引射器，201-冷却液循环泵，202-温度压力测量仪，203-温度压力测量仪，204-三通阀，301-空气过滤器，302-流量计，303-空气压缩机，304-催化换热器，305-温度压力湿度测量仪，306-三通阀，307-增湿器，308-温度压力湿度测量仪，309-尾排阀，310-消音器，4-燃料电池电堆，5-电能输出子系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅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。
应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本发明中使用的流程图示出了根据本发明的一些实施例实现的操作。应当理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本发明内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器系统和/或微控制器系统中实现这些功能实体。
本发明实施例中所涉及的“第一”、“第二”等描述仅用于描述隐含的目的，而不能理解为指示或者暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的技术特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如：A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本发明提供了一种燃料电池系统绝缘设计方法，以下分别进行说明。
图1为本发明提供的燃料电池系统绝缘设计方法的一个实施例流程示意图，如图1所示，燃料电池系统绝缘设计方法包括：
S101、获取目标燃料电池系统的连接原理图和绝缘阻值设计要求；
需要说明的是，确定连接原理图的原则为：以系统工艺流程图为基准，所有涉及导电的零部件和导电线及涉流体部件必须体现在连接原理图中。
还需要说明的是，确定绝缘阻值设计要求的原则为：根据燃料电池系统应用环境和条件，外部电压平台和形式，确定系统绝缘阻值设计要求。
S102、基于连接原理图，确定目标燃料电池系统的各子系统目标绝缘等效电路；
需要说明的是，在本实施例中，目标燃料电池系统包括冷却液子系统、空气供应子系统和氢气供应子系统。
S103、确定各子系统目标绝缘等效电路的绝缘阻值；
S104、根据各子系统目标绝缘等效电路之间的串并联关系，对各子系统目标绝缘等效电路的绝缘阻值进行计算，得到目标燃料电池系统的绝缘阻值；
需要说明的是，根据各子系统之间电阻串并联关系，计算目标燃料电池系统的绝缘阻值。
S105、判断目标燃料电池系统的绝缘阻值是否大于绝缘阻值设计要求，当目标燃料电池系统的绝缘阻值不大于绝缘阻值设计要求时，调整各子系统目标绝缘等效电路中等效电阻的绝缘阻值，重新计算目标燃料电池系统的绝缘阻值，直至目标燃料电池系统的绝缘阻值大于绝缘阻值设计要求。
与现有技术相比，本发明先获取目标燃料电池系统的连接原理图和绝缘阻值设计要求，然后基于连接原理图，确定目标燃料电池系统的各子系统目标绝缘等效电路及其对应的绝缘阻值，接着根据各子系统目标绝缘等效电路之间的串并联关系，对各子系统目标绝缘等效电路的绝缘阻值进行计算，得到目标燃料电池系统的绝缘阻值，最后判断目标燃料电池系统的绝缘阻值是否大于绝缘阻值设计要求，当目标燃料电池系统的绝缘阻值不大于绝缘阻值设计要求时，调整各子系统目标绝缘等效电路中等效电阻的绝缘阻值，重新计算目标燃料电池系统的绝缘阻值，直至目标燃料电池系统的绝缘阻值大于绝缘阻值设计要求；通过该分析方法找出燃料电池系统的绝缘设计的重点，并在系统设计时针对影响绝缘的因素进行改进，保障燃料电池系统绝缘安全。
为了简化绝缘等效电路，在一些实施例中，确定理论绝缘等效电路之后，再采用分级分类原则对电路进行简化，参照图2，步骤S102具体包括：
S201、基于连接原理图，确定目标燃料电池系统的各子系统理论绝缘等效电路；
S202、对各子系统理论绝缘等效电路采取分级分类原则，确定各子系统实际绝缘等效电路，并将各子系统实际绝缘等效电路作为各子系统目标绝缘等效电路。
为了获得更准确的理论绝缘等效电路，在一些实施例中，参照图3，步骤S201具体包括：
S301、确定目标燃料电池系统的绝缘阻值测量基准，并基于绝缘阻值测量基准确定测量点；
需要说明的是，在本实施例中，绝缘阻值测量基准为系统电力输出的正负极接头与发动机外壳金属部分。
S302、以测量点为绝缘等效电路的等效端点，以连接原理图中各个零部件与测量点的连接关系确定绝缘等效电路的连接关系，并采取等效理想化处理原则，确定目标燃料电池系统的各子系统理论绝缘等效电路。
需要说明的是，理论绝缘等效电路的确定过程中需要根据电路的串并联逻辑关系确定电路的连接关系，而不是根据流体流向和工艺流程确定电路连接关系。
在一些实施例中，等效理想化处理原则包括：
1）将连接原理图中零部件等效为绝缘等效电路连接点，流体接触到腔体为电的良导体的零部件与外壳的连接关系等效为短路，流体接触到腔体未确定是否为电的良导体的零部件与外壳的连接关系等效为电阻；
2）将连接原理图中零部件之间的连接为电的良导体的连接关系等效为连接点或短路，零部件之间的连接未确定是否为电的良导体的连接关系等效为电阻；
3）将连接原理图中零部件之间的流体等效为电阻。
为了在不损失准确性的同时，简化理论绝缘等效电路，使其具有可计算性，在一些实施例中，使用分级分类原则确定理论绝缘等效电路中非确定的等效电阻的绝缘阻值，包括：
1）对各子系统理论绝缘等效电路中零部件与外壳之间的等效电阻分析时，将绝缘阻值高于绝缘阻值设计要求两个数量级的等效电阻作为绝缘体，连接按开路处理；
需要说明的是，零部件指用电零部件涉电部分。
2）对各子系统理论绝缘等效电路中流体的等效电阻分析时，将电导率低于燃料电池系统内最高电导率低两个数量级的流体作为绝缘体，连接按开路处理；
需要说明的是，在本实施例中，因氢气和空气的电导率比管路内空气路和氢气路管路里的液流电导率低两个数量级，氢气和空气的流体可简化为绝缘体，计算时只考虑管路内连续液流为导电流体。
3）对各子系统理论绝缘等效电路中绝缘阻值随工作条件改变而变化的等效电阻，按照在多种工作条件下出现的最低电阻值作为该等效电阻的绝缘阻值。
需要说明的是，工作条件指温度、湿度和压力等。
以如图4所示的燃料电池系统连接原理图为例进行解释，使用如上等效理想化处理原则处理后，得到的冷却液子系统理论绝缘等效电路、空气供应子系统理论绝缘等效电路和氢气供应子系统理论绝缘等效电路如图5、图6和图7所示，对如图5、图6和图7所示的各子系统理论绝缘等效电路使用如上分级分类原则处理后，得到的冷却液子系统实际绝缘等效电路、空气供应子系统实际绝缘等效电路和氢气供应子系统实际绝缘等效电路如图8、图9和图10所示，在其他实施例中，也可使用其他典型的燃料电池系统。
在一些实施例中，确定各子系统目标绝缘等效电路的绝缘阻值的原则为：
1）以连接点为端点，对以流体为导通形式的等效电阻计算公式如下：
其中，为等效电阻的绝缘阻值，/>为两连接点间导电流体长度，/>为两连接点间导电流体电导率，/>为两连接点间导电流体截面积；
2）对难以计算的以电阻测量值为等效电阻的绝缘阻值。
基于以上确定各子系统绝缘阻值的原则，如图8所示的冷却液子系统实际绝缘等效电路的绝缘阻值具体为：
式中，为水泵至电堆内的流体电阻的绝缘阻值(单位为/>)，/>，/>为水泵至电堆内的管道长度(单位为/>)，/>为水泵至内的管道截面积(单位为/>)，/>为冷却液电导率(单位为/>)；/>为电堆至三通之间的流体电阻的绝缘阻值，，/>为电堆至三通之间的管道长度，/>为电堆至三通之间的管道截面积；/>为三通过PTC至水泵一路的流体电阻的绝缘阻值，/>，/>为三通过PTC至水泵一路的管道长度，/>为三通过PTC至水泵一路的管道截面积；/>为三通至散热器之间的流体电阻的绝缘阻值，/>，/>为三通至散热器之间的管道长度，/>为三通至散热器之间的管道截面积；/>为水泵至散热器之间的流体电阻的绝缘阻值，/>，/>为三通至散热器之间的管道长度，/>为水泵至散热器之间的管道截面积。
如图9所示的空气供应子系统实际绝缘等效电路的绝缘阻值具体为：
式中，为膜增湿器至电堆内的空气流通电阻的绝缘阻值(单位为/>)，，/>为膜增湿器至电堆内的管道长度(单位为/>)，/>为空气路液流截面积(单位为/>)，/>为空气路液流电导率(单位为/>)；/>为膜增湿器到电堆进口双极板之间的流体电阻的绝缘阻值，/>，/>为膜增湿器到电堆进口双极板之间的管道长度，/>为空气路液流截面积；/>为节气门到膜增湿器之间的流体电阻的绝缘阻值，/>，/>为节气门到膜增湿器之间的管道长度，/>为空气路液流截面积。
如图10所示的氢气供应子系统实际绝缘等效电路的绝缘阻值具体为：
式中，为混合管到电堆进口端极板之间的氢气流通电阻的绝缘阻值(单位为)，/>，/>为混合管到电堆进口端极板之间的管道长度(单位为/>)，/>为氢气路液流截面积(单位为/>)，/>为氢气路液流电导率(单位为/>)；/>为氢泵至混合管之间的流体电阻的绝缘阻值，/>，/>为氢泵至混合管之间的管道长度，/>为氢气路液流截面积；/>为电堆氢气路出口到分水器之间的流体电阻的绝缘阻值，/>，/>为电堆氢气路出口到分水器之间的管道长度，/>为氢气路液流截面积。
基于以上各子系统绝缘等效电路的绝缘阻值，水、氢、空三路相对独立，故其绝缘等效电路是并联的关系，计算燃料电池系统的总绝缘阻值，具体为：
式中，为燃料电池系统的绝缘阻值，/>为冷却液子系统实际绝缘等效电路的绝缘阻值，/>为空气供应子系统实际绝缘等效电路的绝缘阻值，/>为氢气供应子系统实际绝缘等效电路的绝缘阻值。
GB 18384-2020《电动汽车安全要求》人员触电防护中规定，在系统最大工作电压下，直流电路的绝缘电阻最小值应大于，交流电路的最小值应大于/>，交流和直流B级（/>）的电路可导电的连接在一起，则必须都满足大于的要求。目前车上交流直流一般都没有采取隔离措施，故应当执行大于的标准，故在本实施例中，绝缘阻值设计要求为/>。
为了更好实施本发明实施例中的一种燃料电池系统绝缘设计方法，在一种燃料电池系统绝缘设计方法基础之上，对应地，如图11所示，本发明实施例还提供了一种燃料电池系统绝缘设计装置1100，包括：
绝缘等效电路获取模块1101，用于获取目标燃料电池系统的连接原理图和绝缘阻值设计要求，并基于连接原理图，确定目标燃料电池系统的各子系统目标绝缘等效电路；
绝缘阻值计算模块1102，用于确定各子系统目标绝缘等效电路的绝缘阻值，并根据各子系统目标绝缘等效电路之间的串并联关系，对各子系统目标绝缘等效电路的绝缘阻值进行计算，得到目标燃料电池系统的绝缘阻值；
系统绝缘设计模块1103，用于将目标燃料电池系统的绝缘阻值与绝缘阻值设计要求进行比较，以对目标燃料电池系统进行绝缘设计。
上述实施例提供的燃料电池系统绝缘设计装置1100可实现上述燃料电池系统绝缘设计方法实施例中描述的技术方案，上述各单元具体实现的原理可参见上述燃料电池系统绝缘设计方法实施例中的相应内容，此处不再赘述。
如图12所示，本发明还相应提供了一种电子设备1200。该电子设备1200包括处理器1201、存储器1202及显示器1203。图12仅示出了电子设备1200的部分组件，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。
存储器1202在一些实施例中可以是电子设备1200的内部存储单元，例如电子设备1200的硬盘或内存。存储器1202在另一些实施例中也可以是电子设备1200的外部存储设备，例如电子设备1200上配备的插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card，SMC），安全数字（Secure Digital，SD）卡，闪存卡（Flash Card）等。
进一步地，存储器1202还可既包括电子设备1200的内部储存单元也包括外部存储设备。存储器1202用于存储安装电子设备1200的应用软件及各类数据。
处理器1201在一些实施例中可以是一中央处理器（Central Processing Unit，CPU），微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器1202中存储的程序代码或处理数据，例如本发明中的燃料电池系统绝缘设计方法。
显示器1203在一些实施例中可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管）触摸器等。显示器1203用于显示在电子设备1200的信息以及用于显示可视化的用户界面。电子设备1200的部件1201-1203通过系统总线相互通信。
在本发明的一些实施例中，当处理器1201执行存储器1202中的燃料电池系统绝缘设计程序时，可实现以下步骤：
获取目标燃料电池系统的连接原理图和绝缘阻值设计要求；
基于连接原理图，确定目标燃料电池系统的各子系统目标绝缘等效电路；
确定各子系统目标绝缘等效电路的绝缘阻值；
根据各子系统目标绝缘等效电路之间的串并联关系，对各子系统目标绝缘等效电路的绝缘阻值进行计算，得到目标燃料电池系统的绝缘阻值；
将目标燃料电池系统的绝缘阻值与绝缘阻值设计要求进行比较，以对目标燃料电池系统进行绝缘设计。
应当理解的是：处理器1201在执行存储器1202中的燃料电池系统绝缘设计程序时，除了上面的功能之外，还可实现其他功能，具体可参见前面相应方法实施例的描述。
进一步地，本发明实施例对提及的电子设备1200的类型不做具体限定，电子设备1200可以为手机、平板电脑、个人数字助理(personaldigitalassistant，PDA)、可穿戴设备、膝上型计算机(laptop)等便携式电子设备。便携式电子设备的示例性实施例包括但不限于搭载IOS、android、microsoft或者其他操作系统的便携式电子设备。上述便携式电子设备也可以是其他便携式电子设备，诸如具有触敏表面(例如触控面板)的膝上型计算机(laptop)等。还应当理解的是，在本发明其他一些实施例中，电子设备1200也可以不是便携式电子设备，而是具有触敏表面(例如触控面板)的台式计算机。
以上对本发明所提供的一种燃料电池系统绝缘设计方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (7)
1.一种燃料电池系统绝缘设计方法，其特征在于，包括：
获取目标燃料电池系统的连接原理图和绝缘阻值设计要求；
基于所述连接原理图，确定目标燃料电池系统的各子系统理论绝缘等效电路，所述目标燃料电池系统包括冷却液子系统、空气供应子系统和氢气供应子系统；
基于分级分类原则对所述各子系统理论绝缘等效电路进行处理，确定各子系统实际绝缘等效电路，并将所述各子系统实际绝缘等效电路作为各子系统目标绝缘等效电路；
确定所述各子系统目标绝缘等效电路的绝缘阻值；
根据各子系统目标绝缘等效电路之间的串并联关系，对所述各子系统目标绝缘等效电路的绝缘阻值进行计算，得到目标燃料电池系统的绝缘阻值；
判断所述目标燃料电池系统的绝缘阻值是否大于所述绝缘阻值设计要求，当所述目标燃料电池系统的绝缘阻值不大于所述绝缘阻值设计要求时，调整所述各子系统目标绝缘等效电路中等效电阻的绝缘阻值，重新计算目标燃料电池系统的绝缘阻值，直至目标燃料电池系统的绝缘阻值大于所述绝缘阻值设计要求；
其中，所述分级分类原则包括：
对所述各子系统理论绝缘等效电路中零部件与外壳之间的等效电阻分析时，将绝缘阻值高于绝缘阻值设计要求两个数量级的等效电阻作为绝缘体，连接按开路处理；
对所述各子系统理论绝缘等效电路中流体的等效电阻分析时，将电导率低于目标燃料电池系统内最高电导率低两个数量级的流体作为绝缘体，连接按开路处理；
对所述各子系统理论绝缘等效电路中绝缘阻值随工作条件改变而变化的等效电阻，按照在多种工作条件下出现的最低电阻值作为该等效电阻的绝缘阻值。
2.根据权利要求1所述的燃料电池系统绝缘设计方法，其特征在于，基于所述连接原理图，确定目标燃料电池系统的各子系统理论绝缘等效电路，包括：
确定目标燃料电池系统的绝缘阻值测量基准，并基于所述绝缘阻值测量基准确定测量点；
以所述测量点为绝缘等效电路的等效端点，以所述连接原理图中各个零部件与所述测量点的连接关系确定绝缘等效电路的连接关系，并采取等效理想化处理原则，确定目标燃料电池系统的各子系统理论绝缘等效电路。
3.根据权利要求2所述的燃料电池系统绝缘设计方法，其特征在于，所述等效理想化处理原则包括：
将所述连接原理图中零部件等效为绝缘等效电路连接点，流体接触到腔体为电的良导体的零部件与外壳的连接关系等效为短路，流体接触到腔体未确定是否为电的良导体的零部件与外壳的连接关系等效为电阻；
将所述连接原理图中零部件之间的连接为电的良导体的连接关系等效为连接点或短路，零部件之间的连接未确定是否为电的良导体的连接关系等效为电阻；
将所述连接原理图中零部件之间的流体等效为电阻。
4.根据权利要求1所述的燃料电池系统绝缘设计方法，其特征在于，各子系统目标绝缘等效电路之间为并联关系，所述目标燃料电池系统的绝缘阻值具体为：
式中，为燃料电池系统的绝缘阻值，/>为冷却液子系统实际绝缘等效电路的绝缘阻值，/>为空气供应子系统实际绝缘等效电路的绝缘阻值，/>为氢气供应子系统实际绝缘等效电路的绝缘阻值。
5.根据权利要求1所述的燃料电池系统绝缘设计方法，其特征在于，所述目标绝缘等效电路中以流体为导通形式的等效电阻的绝缘阻值计算公式为：
其中，为等效电阻的绝缘阻值，/>为两连接点间导电流体长度，/>为两连接点间导电流体电导率，/>为两连接点间导电流体截面积。
6.一种燃料电池系统绝缘设计装置，其特征在于，包括：
绝缘等效电路获取模块，用于获取目标燃料电池系统的连接原理图和绝缘阻值设计要求，并基于所述连接原理图，确定目标燃料电池系统的各子系统理论绝缘等效电路，所述目标燃料电池系统包括冷却液子系统、空气供应子系统和氢气供应子系统，基于分级分类原则对所述各子系统理论绝缘等效电路进行处理，确定各子系统实际绝缘等效电路，并将所述各子系统实际绝缘等效电路作为各子系统目标绝缘等效电路；
其中，所述分级分类原则包括：
对所述各子系统理论绝缘等效电路中零部件与外壳之间的等效电阻分析时，将绝缘阻值高于绝缘阻值设计要求两个数量级的等效电阻作为绝缘体，连接按开路处理；
对所述各子系统理论绝缘等效电路中流体的等效电阻分析时，将电导率低于目标燃料电池系统内最高电导率低两个数量级的流体作为绝缘体，连接按开路处理；
对所述各子系统理论绝缘等效电路中绝缘阻值随工作条件改变而变化的等效电阻，按照在多种工作条件下出现的最低电阻值作为该等效电阻的绝缘阻值；
绝缘阻值计算模块，用于确定所述各子系统目标绝缘等效电路的绝缘阻值，并根据各子系统目标绝缘等效电路之间的串并联关系，对所述各子系统目标绝缘等效电路的绝缘阻值进行计算，得到目标燃料电池系统的绝缘阻值；
系统绝缘设计模块，用于将所述目标燃料电池系统的绝缘阻值与所述绝缘阻值设计要求进行比较，以对目标燃料电池系统进行绝缘设计。
7.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器；
所述存储器，用于存储程序；
所述处理器，与所述存储器耦合，用于执行所述存储器中存储的所述程序，以实现上述权利要求1至5中任意一项所述的燃料电池系统绝缘设计方法的步骤。
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