[发明专利]基于负载激励幅值分析的燃料电池空压机参数设置方法

权利要求书

1.一种基于负载激励幅值分析的燃料电池空压机参数设置方法，用于燃料电池汽车上的超高速电动空压机，所述超高速电动空压机为两级离心式电动空压机，所述两级离心式电动空压机内设有一级叶轮和二级叶轮；

其特征在于：包括如下步骤，

S1，构建超高速电动空压机数值方程和负载激励模型；

S2，利用步骤S1中的负载激励模型，在不同一级导叶角条件下进行仿真，获取负载激励幅值的第一仿真结果；

S3，利用步骤S1中的负载激励模型，在不同二级导叶角条件下进行仿真，获取负载激励幅值的第二仿真结果；

S4，根据步骤S2中的第一仿真结果，选取第一仿真结果中的最小负载激励幅值对应的一级导叶角，作为第一参数；

S5，根据步骤S3中的第二仿真结果，选取第二仿真结果中的最小负载激励幅值对应的二级导叶角，作为第二参数。

2.根据权利要求1所述的基于负载激励幅值分析的燃料电池空压机参数设置方法，其特征在于：还包括如下步骤，

S6，利用步骤S1中的负载激励模型，在不同一级叶轮安装角条件下进行仿真，获取负载激励幅值的第三仿真结果；

S7，利用步骤S1中的负载激励模型，在不同二级叶轮安装角条件下进行仿真，获取负载激励幅值的第四仿真结果；

S8，根据步骤S6中的第三仿真结果，选取第三仿真结果中的最小负载激励幅值对应的一级叶轮安装角，作为第三参数；

S9，根据步骤S7中的第四仿真结果，选取第四仿真结果中的最小负载激励幅值对应的二级叶轮安装角，作为第四参数；

S10，将第一参数、第二参数、第三参数和第四参数作为超高速电动空压机的设计参数。

3.根据权利要求2所述的基于负载激励幅值分析的燃料电池空压机参数设置方法，其特征在于：步骤S1中包括如下步骤，

S11，构建超高速电动空压机的数值方程；

S12，构建永磁同步电机数值方程；

S13，构建超高速电动空压机的负载激励模型；

其中，负载激励模型对应的公式为：

其中，ΔT_L为超高速电动空压机负载激励；Q为质量流量，n为超高速电动空压机叶轮转速，P为超高速电动空压机功率；

其中，α₁为一级叶轮入流角；β₁为一级叶轮安装角；b为叶轮扇叶数量；D₁为超高速电动空压机一级叶轮标称直径，α₂为二级叶轮入流角；β₂为二级叶轮安装角；D₂为超高速电动空压机二级叶轮标称直径，t表示时间；λ_c为损失系数，表示漏气流量与总流量的比值，ν₁为出口气体速度，ν₂为入口气体速度，g为重力加速度，Z₁为气体进口高度，Z₂为气体出口高度；λ为摩擦阻力系数，与流动雷诺数和蜗壳壁面的相对粗糙度有关；l为流程长度或平均流线的长度，c为蜗壳流道内的平均气流速度，d_h为蜗壳流道的平均当量直径；S₁为出口截面面积，S₂为入口截面面积；p₁为入口气体压力，p₂为出入口气体压力。

4.根据权利要求2所述的基于负载激励幅值分析的燃料电池空压机参数设置方法，其特征在于：在负载激励模型构建的假设条件为，超高事电动空压机内流体连续，叶轮和流道壁面均为刚性壁面且其物理形状不随受力变化而变化。

5.根据权利要求2所述的基于负载激励幅值分析的燃料电池空压机参数设置方法，其特征在于：所述负载激励模型为考虑叶轮入口撞击损失、气体泄漏损失、轮阻损失和摩擦损失的模型。