[发明专利]一种燃料电池系统中冷器的评价方法

权利要求书

1.一种燃料电池系统中冷器的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、基于中冷器的技术参数及内部介质的物性参数，对中冷器进行数学模型搭建；

S2、根据数学模型计算中冷器换热系数，进而对中冷器进行评价；

S3、基于中冷器数学模型，对各个中冷运行参数变量进行敏感性分析；

步骤S1中，中冷器的技术参数包括冷却水的进口温度t_in、冷却水的出口温度t_out、冷却水质量流量m_c、空气侧进口温度T_in、空气侧出口温度T_out、空气质量流量m_h；内部介质的物性参数包括冷却水的热容C_p,c、空气的比热容C_p,_h；

步骤S2中的具体过程为：

根据以下公式(1)计算中冷器换热系数：

其中根据冷热平衡原理得到以下公式(2)：

Q_h＝Q_c＝Q_ic＝Q (2)

式中，Q_h为热空气的热量，Q_c为冷却水的热量，Q_ic为中冷器材质的传热热量，Δtm为热空气进出口及冷却水进出口四个温度的对数平均温度，K为中冷器换热系数，A为截面积；

对数平均温度在微元换面内：

dΔt_m＝dT_h-dt_c

dQ＝KdAΔt_m

令所以：

等式两边同时积分：

Δt_x＝Δt′exp(-ξKA_x)

可见，温差随换热面呈指数变化，则沿整个平面的平均温差：

其中，

式中，T_h为空气侧热流空气温度，tc为冷却液侧的冷却水温度；

步骤S3中，选定中冷器，并取中冷器换热系数为固定值，收集不同电流下中冷运行参数值，包括：空气进口温度、空气进口流量、冷却水进口温度、冷却水进口流量，并通过交会图法分析各参数之间的影响关系。

2.根据权利要求1所述的一种燃料电池系统中冷器的评价方法，其特征在于，步骤S2中，假设中冷器无散热损失、空气和水的比热容不随温度变化、且换热面沿流动方向的导热量忽略不计。