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域減碳核心應用。方案中提出,大力推廣新能源汽車,逐步降低傳統汽車在新車產銷和汽車保有量中的占比,推動城市公共服務車輛電動化替代,助力交通運輸實現深度脫碳,且推廣電力、氫燃料、液化天然氣動力重型貨運車輛實現差異化場景布局。下面工采網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化裝置,它將燃料的電化學能轉化成電能。它類似于電池一樣也是電化學發(fā)電裝置,因此被稱為燃料電池。對應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中的催化劑(鉑)分解成電子和氫離子(質子)。其中質子通過質子交換膜(Proton Exchange Membrane)到達負極和氧氣反應變成水和熱量。對應的電子則從正極通過外電路流向負極產生電能。
盡管燃料電池也是通過電子的轉移來獲得電流的,但與普通化學電池不同的是,燃料電池中的反應物是由外界連續(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狀態(tài)估計、性能表征和故障診斷的重要參數,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,不利于系統集成和成本控制,因此現有的燃料電池系統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,提供足夠的相應氣流量,從而獲得足夠的電動力。與此同時,氣體質量流量傳感器的另一作用是,通過對反應過剩氣流量的檢測,以實時調節(jié)供給端合適的氣流速度,最大程度提高電轉化率。工采網提供的FS4008氣體質量流量傳感器,Siargo矽翔流量計 - MF5000都可以應用于氫燃料電池流量測量中。
FS4008氣體質量流量傳感器的傳感芯片采用熱質量流量計量,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了多傳感器集成,使其量程比達到了100:1甚至更高,管道內徑為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據或由上位機查詢輸出數據,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)良的重復性、低功耗、低壓損、響應速度快等特點,可用于麻醉設備、潔凈氣體檢測,如:空氣采樣機,氣體分析儀等。
Siargo矽翔MF5000系列氣體質量流量計是矽翔微機電系統有限公司結合微機電系統(MEMS)流量傳感芯片技術和計算機自適應技術歷經多年,開發(fā)出的智能化全電子式氣體質量流量儀表,主要技術性能處于高水平,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計;且具有多種信號輸出,能通過通訊接口實現網絡管理功能;本產品在性能、安裝和維護方面也具有其獨特的優(yōu)越性,可廣泛應用于石油、燃氣、化工、冶煉、能源等各個領域。
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