[发明专利]一种确定电堆模块的防水透气膜面积的方法及装置

说明书

本发明公开了一种确定电堆模块的防水透气膜面积的方法及装置，首先获取目标电堆模块的相关参数；其中，目标电堆模块的相关参数包括：目标电堆模块的封装外壳与电堆本体之间的空腔体积；目标电堆模块周围预设距离内针对目标对象的安全气压系数；在目标电堆模块周围预设距离内，可供混合气体气压降为目标对象的安全气压值时的安全距离；其次根据防水透气膜面积与空腔体积、安全降压距离、目标对象安全气压系数的关系式处理目标电堆模块的相关参数，能够准确的确定出目标电堆模块的防水透气膜面积，从而在将防水透气膜应用至对应的目标电堆模块时，保证了目标电堆模块的安全性。

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，尤其涉及一种确定电堆模块的防水透气膜面积的方法及装置。

背景技术

为保证氢燃料电池电堆的安全运行，通常需要对电堆进行模块化集成封装，以达到防水防尘、绝缘、抗震等产品要求。在实际应用中，受电堆部件加工水平、组装力衰减以及密封材料自身的阻气性能等因素的影响，电堆无法保证完全密封。电堆内极少量泄露出来的氢气在电堆本体与封装外壳之间的空腔内长时间累积，如果氢气浓度达到4％，则有可能引发爆炸，严重威胁人身安全，因此必须对电堆模块进行氢安全设计。

目前较为常用的氢安全设计是在封装壳体上最高点处设有开口，在该开口上布有防水透气膜，因为氢气密度最小，总是上升到最高点，这样可以高效排出封装内部的外漏氢气。

但是，防水透气膜处最为薄弱易受损，氢气爆炸产生的高压混合气体从防水透气膜处爆出，若防水透气膜面积过小，则气体压力不能在安全距离内降到周围人员、零部件能承受的安全压力以下，将对人身安全产生威胁，对周围零部件造成损坏；若防水透气膜面积过大，则将增加防水透气膜破损的机率，影响电堆模块的防水防尘性能。因此防水透气膜面积的确定尤为重要，而该现有技术中未涉及防水透气膜面积的确定依据。

发明内容

本发明提供了一种确定电堆模块的防水透气膜面积的方法及装置，以解决或者部分解决防水透气膜面积设置不合理而导致的上述电堆模块的安全性问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种确定电堆模块的防水透气膜面积的方法，所述方法包括：

获取目标电堆模块的相关参数；其中，所述目标电堆模块的相关参数包括：所述目标电堆模块的封装外壳与电堆本体之间的空腔体积；所述目标电堆模块周围预设距离内针对目标对象的安全气压系数；在所述目标电堆模块周围预设距离内，可供混合气体气压降为所述目标对象的安全气压值时的安全距离；

根据防水透气膜面积计算公式处理所述目标电堆模块的相关参数，确定出所述目标电堆模块的防水透气膜面积，其中，防水透气膜面积计算公式具体为防水透气膜面积与空腔体积、安全降压距离、目标对象安全气压系数的关系式。

优选的，所述防水透气膜面积计算公式具体为：其中，防水透气膜面积S_安全，电堆模块中的封装外壳与电堆本体之间的空腔体积V₀，所述电堆模块周围预设距离内针对所述目标对象的安全气压系数n，在所述目标电堆模块周围预设距离内，可供混合气体气压降为所述目标对象的安全气压值P_安全时的安全距离d_安全。

优选的，所述防水透气膜面积计算公式是以所述混合气体气压在d_安全处降为所述目标对象在所述预设距离内能够承受的安全气压值P_安全为边界条件，对混合气体冲出电堆模块的封装外壳前后气压与体积的乘积相等的理想气体状态方程进行约束得到的所述关系式。