[发明专利]用于燃料电池的氢气浓度估计方法和系统

权利要求书

1.一种用于燃料电池的氢气浓度估计方法，所述方法包括以下步骤：

测量供应到燃料电池组的空气流量，并且将测量出的空气流量与预定流量进行比较；

根据比较结果确定空气处理系统的模型；以及

基于所确定的空气处理系统的模型来估计燃料处理系统的氢气浓度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在将测量出的空气流量与所述预定流量进行比较时，将所述预定流量设定为在切断所述燃料电池组的空气供应时发生的空气流量。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在确定所述空气处理系统的模型中，当测量出的空气流量超过所述预定流量时，确定所述空气处理系统为开放模型。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，在确定所述空气处理系统为所述开放模型的情况下，当估计所述燃料处理系统的氢气浓度时，所述空气处理系统的氢气分压视为零。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，在确定所述空气处理系统为所述开放模型的情况下，当估计所述燃料处理系统的氢气浓度时，基于所述空气处理系统的气体压力和水蒸气分压来获得所述空气处理系统的氮气分压或氧气分压。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，在确定所述空气处理系统的模型时，当测量出的空气流量等于或小于所述预定流量时，确定所述空气处理系统为封闭模型。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，在确定所述空气处理系统为所述封闭模型的情况下，当估计所述燃料处理系统的氢气浓度时，所述空气处理系统的氢气分压由于从所述燃料处理系统渗透的氢气而增加。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，当估计所述氢气浓度时，使用以下公式来获得所述空气处理系统的氢气分压：

所述空气处理系统中氢气的摩尔数，所述空气处理系统中氢气的初始摩尔数，每单位时间透过的氢气的摩尔数，所述空气处理系统的氢气分压，R：气体常数，T：气体温度，V_Ca：所述空气处理系统内部的体积。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，在确定所述空气处理系统为所述封闭模型的情况下，当估计所述燃料处理系统的氢气浓度时，所述空气处理系统的氧气分压由于渗透到所述燃料处理系统的氧气而减小。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，当估计所述氢气浓度时，使用以下公式来获得所述空气处理系统的氧气分压：

所述空气处理系统的氧气分压，所述空气处理系统的初始氧气分压，t：所述空气处理系统的封闭模型的持续时间，T₁：时间常数，恒定。

11.根据权利要求6所述的方法，其中，在确定所述空气处理系统为所述封闭模型的情况下，当估计所述燃料处理系统的氢气浓度时，所述空气处理系统的氮气分压由于渗透到所述燃料处理系统的氮气而减小。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，当估计所述氢气浓度时，使用以下公式来获得所述空气处理系统的氮气分压：

所述空气处理系统的氮气分压，所述空气处理系统中氮气的摩尔数，V_Ca：所述空气处理系统内部的体积，R：气体常数，T：气体温度，n_Ca：所述空气处理系统中气体的摩尔数，所述空气处理系统中氢气的摩尔数，所述空气处理系统中氧气的摩尔数，P_Ca：所述空气处理系统中的气体压力。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，当估计所述燃料处理系统的氢气浓度时，所述空气处理系统或所述燃料处理系统的水蒸气分压视为饱和水蒸气压力。