基于流量計法的新能源汽車氫燃料電池氫氣消耗量檢測方法詳解
自《2030年前碳達峰行動方案》發(fā)布以來氫燃料電池汽車將成為交通領(lǐng)域減碳核心應(yīng)用。方案中提出,大力推廣新能源汽車,逐步降低傳統(tǒng)汽車在新車產(chǎn)銷和汽車保有量中的占比,推動城市公共服務(wù)車輛電動化替代,助力交通運輸實現(xiàn)深度脫碳,且推廣電力、氫燃料、液化天然氣動力重型貨運車輛實現(xiàn)差異化場景布局。下面工采網(wǎng)小編和大家一起看看流量計在新能源汽車氫燃料電池中的作用。
燃料電池汽車已成為解決全球環(huán)境與能源問題的理想方案之一,氫氣消耗量的準確測量也是迫切需要解決的問題。我們先來了解一下氫燃料電池新能源汽車原理。
什么是氫燃料電池
燃料電池是一種能量轉(zhuǎn)化裝置,它將燃料的電化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。它類似于電池一樣也是電化學(xué)發(fā)電裝置,因此被稱為燃料電池。對應(yīng)的采用氫氣作為燃料的燃料電池就是氫燃料電池。
氫燃料電池工作原理
氫燃料電池工作原理是氫氣通過燃料電池的正極當(dāng)中的催化劑(鉑)分解成電子和氫離子(質(zhì)子)。其中質(zhì)子通過質(zhì)子交換膜(Proton Exchange Membrane)到達負極和氧氣反應(yīng)變成水和熱量。對應(yīng)的電子則從正極通過外電路流向負極產(chǎn)生電能。
盡管燃料電池也是通過電子的轉(zhuǎn)移來獲得電流的,但與普通化學(xué)電池不同的是,燃料電池中的反應(yīng)物是由外界連續(xù)供給的,只要燃料充足便能源源不斷供電,因此,不存在充電的問題。由于燃料電池中通往正負兩極供反應(yīng)的氣體燃料或空氣(氧氣)都遵從一定比例進行。但是氫氣瞬時流量是燃料電池系統(tǒng)狀態(tài)估計、性能表征和故障診斷的重要參數(shù),測量氫氣的瞬時流量是十分必要的。
由于氫氣流量測量裝置體積大、成本高,不利于系統(tǒng)集成和成本控制,因此現(xiàn)有的燃料電池系統(tǒng)一般使用流量測量的方法得到氫氣瞬時流量。為此,需要氣體質(zhì)量流量傳感器分別對兩供給端的氣流速度進行測量,以保證在兩電極的催化劑最大能力范圍內(nèi),提供足夠的相應(yīng)氣流量,從而獲得足夠的電動力。與此同時,氣體質(zhì)量流量傳感器的另一作用是,通過對反應(yīng)過剩氣流量的檢測,以實時調(diào)節(jié)供給端合適的氣流速度,最大程度提高電轉(zhuǎn)化率。工采網(wǎng)提供的FS4008氣體質(zhì)量流量傳感器,Siargo矽翔流量計 - MF5000都可以應(yīng)用于氫燃料電池流量測量中。
FS4008氣體質(zhì)量流量傳感器的傳感芯片采用熱質(zhì)量流量計量,無需溫度壓力補償,保證了傳感器的高精度計量。同時在單個芯片上實現(xiàn)了多傳感器集成,使其量程比達到了100:1甚至更高,管道內(nèi)徑為8mm,測量范圍最大到50SLPM;支持多種連接方式,易于安裝與使用、輸出方式靈活,既可通過通訊接口主動上傳數(shù)據(jù)或由上位機查詢輸出數(shù)據(jù),也可通過模擬接口輸出線性的模擬電壓具有零點穩(wěn)定度高、全量程高穩(wěn)定性、高精確度和優(yōu)良的重復(fù)性、低功耗、低壓損、響應(yīng)速度快等特點,可用于麻醉設(shè)備、潔凈氣體檢測,如:空氣采樣機,氣體分析儀等。
Siargo矽翔MF5000系列氣體質(zhì)量流量計是矽翔微機電系統(tǒng)有限公司結(jié)合微機電系統(tǒng)(MEMS)流量傳感芯片技術(shù)和計算機自適應(yīng)技術(shù)歷經(jīng)多年,開發(fā)出的智能化全電子式氣體質(zhì)量流量儀表,主要技術(shù)性能處于高水平,具有高靈敏度、高精度、大量程比等特點;針對工業(yè)環(huán)境,融合了多種抗干擾措施的電磁兼容設(shè)計;且具有多種信號輸出,能通過通訊接口實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理功能;本產(chǎn)品在性能、安裝和維護方面也具有其獨特的優(yōu)越性,可廣泛應(yīng)用于石油、燃氣、化工、冶煉、能源等各個領(lǐng)域。
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