[发明专利]燃料电池阳极化学计量控制

权利要求书

1.一种用于控制泄放阀的方法，所述泄放阀用于从燃料电池系统的燃料电池堆中泄放出阳极排气，所述方法包括以下步骤：

确定所述阳极排气中氮的分压；

计算所述阳极排气中水蒸气和氢的分压；

利用所述氮、所述水蒸气和所述氢的所述分压计算所述阳极排气中所述氮、所述水蒸气和所述氢的气体摩尔分数；

利用所述阳极排气中所述氮、水蒸气和氢的所述气体摩尔分数计算所需的阀流量系数；和

利用所述所需的阀流量系数确定何时打开和关闭所述泄放阀。

2.根据权利要求1所述的方法，其中计算所述所需的阀流量系数的步骤包括利用所述气体摩尔分数和逆阀模型。

3.根据权利要求2所述的方法，其中利用所述逆阀模型的步骤包括利用一个用于亚临界流的逆模型和一个用于临界流的逆阀模型。

4.根据权利要求3所述的方法，其中方程式：

$Q={1360C}_v{P}_{1}Y\sqrt{\frac{x}{S_{g}T}}$

被用于所述亚临界流，且方程式：

$Q={1360C}_v{P}_1\frac{2}{3}\sqrt{\frac{x_t}{S_{g}T}}$

被用于所述临界流，其中Q是流量、C_v是阀流量系数、P₁是上游压力、Y是膨胀系数、x是压力降的比率、x_t是端压力降的比率、S_g是通过所述泄放阀的气体的比重且T是气体温度。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括计算氮进入所述阳极排气内的流速，并对所述氮的所述流速进行积分以更新所述氮的所述分压。