[发明专利]电堆温度估算方法、调节方法以及存储介质、电子设备

说明书

本发明公开了一种燃料电池的电堆温度估算方法、调节方法以及存储介质、电子设备，所述估算方法包括以下步骤：基于麦克斯韦‑玻尔兹曼分布构造燃料电池电堆中各单体电池的温度与燃料电池的冷却液温度之间的温差函数；采集燃料电池的空气进气温度和冷却液出口温度，并获取单体电池的冷却液流道面积；根据空气进气温度、冷却液出口温度和温差函数估算各单体电池的温度。该燃料电池的电堆温度估算方法，无需在电堆中设置温度传感器，也能实现电堆温度的估算，成本低且易实现。

技术领域

本发明涉及燃料电池领域，尤其涉及一种电堆温度估算方法、调节方法以及存储介质、电子设备。

背景技术

燃料电池的电堆由上百片单体电池(cell)组成，越接近端板处的单片电池散热情况越好，越接近电堆中间的单片电池散热条件越差，由此导致了电堆温度的不一致性。电堆温度的不一致性是诱发单体电池性能衰减的主要因素，率先衰减的单体电池一般为温度最高的那个，过高的温度会损伤质子交换膜，引起膜穿孔，降低膜的疲劳耐久性；而过低的温度，同样会使电池发电效率下降，且有缺气风险，腐蚀气体扩散电极的碳层。电堆温度的不一致性无法消除，且电堆温度的不一致性程度会随着其他工况条件的变化而变化，包括电堆发电密度、空气进气温度、电堆内部水蒸气含量、冷却液流量温度及进出口温差等。

为此，相关技术中提出了通过在电堆中布置传感器检测电堆温度的不一致性，进而根据检测结果对电堆温度进行调整。然而，因为市场对电堆的体积功率密度要求极高，故在电堆内部布置传感器会降低电堆的体积功率密度，极大削弱产品的市场竞争力；且布置传感器，会产生很大的电磁干扰，故对传感器的抗干扰能力要求极为严苛，目前市场上暂无满足该要求的传感器产品。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种燃料电池的电堆温度估算方法，以在电堆中未设置温度传感器的情况下也能估算得到电堆温度，成本低且易实现。

本发明的第二个目的在于提出一种燃料电池的电堆温度调节方法。

本发明的第三个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

本发明的第四个目的在于提出一种电子设备。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种燃料电池的电堆温度估算方法，包括以下步骤：基于麦克斯韦-玻尔兹曼分布构造所述燃料电池电堆中各单体电池的温度与所述燃料电池的冷却液温度之间的温差函数；采集所述燃料电池的空气进气温度和冷却液出口温度，并获取单体电池的冷却液流道面积；根据所述空气进气温度、所述冷却液出口温度和所述温差函数估算各单体电池的温度。

本发明实施例的燃料电池的电堆温度估算方法，基于麦克斯韦-玻尔兹曼分布进行电堆温度的估算，由此无需在电堆中设置温度传感器，也能实现电堆温度的估算，成本低且易实现。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种燃料电池的电堆温度调节方法，包括以下步骤：利用上述第一方面实施例所述的燃料电池的电堆温度估算方法，估算燃料电池电堆的最高温度和最低温度；计算所述最高温度与所述最低温度之间的温差；采集所述燃料电池的中冷器中冷却液温度；根据所述温差和所述冷却液温度调节所述中冷器的冷却液流量。

本发明实施例的燃料电池的电堆温度调节方法，基于麦克斯韦-玻尔兹曼分布进行电堆温度的估算，并基于估算结果对中冷器的冷却液流量进行调节，由此可增强电堆温度的一致性，且该方法简单易实现。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的燃料电池的电堆温度估算方法，或者，实现上述的燃料电池的电堆温度调节方法。