[发明专利]一种氢氧平衡法测量燃料电池汽车氢气消耗量的方法

说明书

本发明提供了一种氢氧平衡法测量燃料电池汽车氢气消耗量的方法，测量废气中氢气及/或氧气的体积分数，测量废气的绝对湿度、质量流量、体积流量、温度及压力中的至少一项，再根据测得的数据计算氢气消耗量。本发明所述的氢氧平衡法测量燃料电池汽车氢气消耗量的方法不需要改造原有的车辆的系统，包括管道、储氢罐和阀门等，不需要繁琐的准备工作，测量的精度可以与现阶段比较成熟的“碳平衡法”相媲美，设备的操作简单，不需要高压的容器，减少不必要的开支。从测试的简单化、成本、合理性等方面都具有明显的优势。

技术领域

本发明属于燃料电池汽车领域，尤其是涉及一种氢氧平衡法测量燃料电池汽车氢气消耗量的方法。

背景技术

燃料电池汽车作为未来新能源汽车的重要发展方向之一，近年来在中国发展的如火如荼，各大主机厂正在不断的追求燃料电池汽车的技术进步，其中氢气消耗量作为关键的技术指标是评价燃料电池汽车技术水平的关键。传统的测量氢气消耗量的的测量方法包括重量法、温度压力法、流量法都需要外部供氢不使用车载氢瓶，且其测量的误差都＞±1，并且在测试过程中必须对车辆本身的结构功能进行调整，造成测量的难度和危险。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种氢氧平衡法测量燃料电池汽车氢气消耗量的方法，以在不改变车辆原有结构的基础上，更准确和便捷的反应测试前后的氢气消耗质量，较大程度上提高的燃料电池汽车氢气消耗量的测试效率，保证操作人员的安全性和系统运行的稳定性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种氢氧平衡法测量燃料电池汽车氢气消耗量的方法，包括以下步骤：

(1)测量废气中氢气及/或氧气的体积分数；

(2)测量废气的绝对湿度、质量流量、体积流量、温度及压力中的至少一项；

(3)根据步骤(1)及步骤(2)测得的数据计算氢气消耗量。

优选的，还包括以下步骤：测量空气进口的质量流量和绝对湿度。

优选的，进气氧气质量的计算公式如式1所示，

其中，m_{O2_in}(dry)为进气氧气质量，M_N2为氮气的相对分子质量，M_O2为氧气的相对分子质量，α_in为空气中氮气与氧气体积比，β_in为空气进气的绝对湿度，为空气进气质量流量；

进气氧气的物质的量的计算公式如式2所示，

其中，ML_{O2_in}(dry)为进气氧气的物质的量；

废气中氧气的质量的计算公式如式3所示，

其中，m_{O2_out}(dry)为废气中所含氧气的质量，为废气中氧气体积分数，β_out为气的绝对湿度，为废气的质量流量；

废气中氧气的物质的量的计算公式如式4所示，

其中，ML_{O2_out}(dry)为废气中所含氧气的物质的量；

燃料电池汽车氧气消耗量的计算公式如式5所示，

ML_{O2_FC}＝ML_{O2_in}-ML_{O2_out} 式5，

其中，ML_{O2_FC}为燃料电池汽车氧气消耗量；