[发明专利]氢燃料电池车氢耗的测量方法及装置

说明书

本公开提供了一种氢燃料电池车氢耗的测量方法及装置，属于燃料电池技术领域。所述测量方法包括：获取氢燃料电池车的实际需求功率，所述实际需求功率为所述氢燃料电池车在当前时刻行驶所需要的功率；获取所述氢燃料电池车的电堆的伏安特性曲线；根据所述实际需求功率及所述伏安特性曲线，确定所述电堆在所述实际需求功率下的电流值；获取所述电堆的效率，并根据所述电堆的效率，计算得到所述电堆的氢气利用率；根据所述氢气利用率以及所述电流值，计算得到所述电堆的氢气流量；根据所述氢气流量，计算得到所述电堆的氢耗量。本公开可以简单方便的计算出氢燃料电池车的氢耗量。

技术领域

本公开属于燃料电池技术领域，特别涉及一种氢燃料电池车氢耗的测量方法及装置。

背景技术

燃料电池汽车是一种用车载燃料电池装置产生电能作为动力的新能源汽车。氢燃料电池发电系统可以将氢能直接转化成电能，在燃料电池的阳极：H₂分裂成两个质子和两个电子，2H₂→4H⁺+4e^-，质子穿过质子交换膜，电子通过阳极板，通过外部负载进入阴极板；在燃料电池的阴极：质子、电子和O2重新结合形成H₂O，O₂+4e^-+4H+→2H₂O。对于燃料电池汽车而言，电堆是发生电化学反应的场所，也是燃料电池动力系统的核心部分。电堆工作时，氢气和氧气分别由进口引入，经电堆气体主通道分配至各单电池的双极板(阴极板及阳极板)，经双极板导流均匀分配至电极，通过电极支撑体与催化剂接触进行电化学反应。

相关技术中，为了保证电堆能够对汽车进行正常的供能，就必须保证氢气的充足。

然而，氢燃料电池车在实际使用中，会持续消耗氢气。若无法对氢气的消耗进行准确实时的监测，将出现因氢气耗光而出现汽车抛锚的情况。

发明内容

本公开实施例提供了一种氢燃料电池车氢耗的测量方法及装置，可以实时确定氢燃料电池车中电堆内部的氢耗量。所述技术方案如下：

一方面，本公开实施例提供了一种氢燃料电池车氢耗的测量方法，所述测量方法包括：

获取氢燃料电池车的实际需求功率，所述实际需求功率为所述氢燃料电池车在当前时刻行驶所需要的功率；

获取所述氢燃料电池车的电堆的伏安特性曲线；

根据所述实际需求功率及所述伏安特性曲线，确定所述电堆在所述实际需求功率下的电流值；

获取所述电堆的效率，并根据所述电堆的效率，计算得到所述电堆的氢气利用率；

根据所述氢气利用率以及所述电流值，计算得到所述电堆的氢气流量；

根据所述氢气流量，计算得到所述电堆的氢耗量。

在本公开的一种实现方式中，所述获取所述电堆的效率，并根据所述电堆的效率，计算得到所述电堆的氢气利用率，包括：

所述电堆的氢气利用率满足下述公式：

其中，为电堆的氢气利用率，η为所述电堆的效率，Δ(H₂O)＝241.83×103J/mol，N为所述电堆的电池数目，Z为氢原子移动电子数，F为阿伏伽德罗常数，V为所述电堆的额定电压。

在本公开的另一种实现方式中，所述根据所述氢气利用率以及所述电流值，计算得到所述电堆的氢气流量，包括：

所述电堆的氢气流量满足下述公式：

其中：为所述电堆的氢气流量，R为理想气体常数，T为所述电堆的内部温度，N为所述电堆的电池数目，I为所述电堆的电流值，F为阿伏伽德罗常数，为所述电堆的氢气压力，为所述电堆的氢气利用率。