一种氢气循环泵的优化方法、存储介质及计算机与流程

1.本发明涉及燃料电池技术领域，具体涉及一种氢气循环泵的优化方法、存储介质及计算机。


背景技术：

2.燃料电池是一种将氢气与氧气发生电化学反应生成水的同时输出电能的装置，具有发电效率高、环境污染小、比能量高、噪音低等优点，在新能源领域受到广泛关注，在汽车领域具有良好的应用前景。
3.氢气循环泵作为燃料电池核心零部件，目前使用中经常会遇到冬季结冰的问题，因此在设计过程中对结冰进行观测及优化分析非常必要；但是现有技术中尚未有针对燃料电池氢气循环泵结的冰观测装置以及对应的优化方法。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够针对氢气循环泵的结冰观测系统以及使用方法进行不断优化设计的氢气循环泵的优化方法、存储介质及计算机。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用的第一种技术方案为：
6.一种氢气循环泵的优化方法，包括
7.s201、设计方案建模，建立氢气循环泵的三维模型；
8.s202、对循环泵的工作风险进行仿真分析；
9.s203、氢气循环泵按设计方案进行真实搭建测试台架；
10.s204、按设计方案对氢气循环泵进行结冰观测，同时进行冷启动测试；
11.s205、对s204的试验结果和仿真结果进行对比；
12.s206、若试验无结冰或结冰位置与仿真重合度≥预设值，则执行s208，否则执行s207；
13.s207、有结冰且结冰位置与仿真重合度＜预设值，则重新执行s202-s205；
14.s208、运行冷启动工况；
15.s209、启动成功流程结束；
16.s210、启动失败进行s211；
17.s211、分析失败原因，进行设计检查和后续优化，优化后重新执行s201-s208。
18.优选地，优选地，所述循环泵的工作风险包括流道风险和结冰风险。
19.优选地，所述测试台架包括氢气循环泵、温箱、水箱和控制阀；
20.氢气循环泵包括泵头；所述泵头上开设有观察孔、进气口和出气口；
21.所述氢气循环泵置于温箱内，所述水箱与进气口连通；所述控制阀设置在出气口上。
22.优选地，所述氢气循环泵还包括与泵头相连的电机。
23.优选地，所述测试台架还包括控制器，所述温箱内设置有温度传感器；
24.所述控制器与氢气循环泵、温箱、水箱、温度传感器和控制阀电性连接。
25.优选地，所述测试台架还包括有空滤器与第一流量计，所述空滤器、第一流量计、水箱以及进气口依次连接；
26.所述控制阀的出口处还依次连接有第二流量计、压力表以及排气口。
27.优选地，所述氢气循环泵进行结冰观测包括
28.s102、启动氢气循环泵，运行至氢气循环泵工况稳定，检查结冰观测系统各个连接处是否存在漏气或者其它故障；
29.s103、按照3～6ml/min，持续1～5分钟向氢气循环泵的泵头内喷水；或者向泵头内通入饱和湿蒸汽，持续7～15min；
30.s104、停止喷水或注入湿蒸气，氢气循环泵按最高转速进行吹扫，持续2～5min；
31.s105、开始对氢气循环泵制冷待温度达到-45～-30℃后，保持恒温持续6～10h；
32.s106、通过氢气循环泵上的泵头的内部结冰部位及结冰厚度进行观测。
33.优选地，所述预设值为80％。
34.为了解决上述技术问题，本发明采用的第二种技术方案为：
35.一种存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的氢气循环泵的优化方法。
36.为了解决上述技术问题，本发明采用的第三种技术方案为：
37.一种计算机，至少包括存储器、处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器在执行所述存储器上的计算机程序时实现上述的氢气循环泵的优化方法。
38.本发明的有益效果在于：通过对比真实试验结果和仿真结果进行对比，分析失败原因，且启动失败说明内部流道设计不合理导致试验与仿真虽然高度吻合，但是由于结冰量过多导致无法破冰启动，或者电机低温失效导致无法启动，结合原因进行设计检查和后续优化，使得优化防结冰结构时有方向性，大减少了开发时间，提高了开发效率，有利于设计人员进行开发。
附图说明
39.图1为本发明具体实施例一的一种测试台架的系统框图；
40.图2为本发明具体实施例二的一种测试台架的控制方法的流程示意图；
41.图3为本发明具体实施例三的一种氢气循环泵的优化方法的流程示意图；
42.标号说明：1、控制器；2、温箱；3、温度传感器；4、氢气循环泵；5、电机；6、泵头；7、观察孔；8、进气口；9、出气口；10、空滤器；11、第一流量计；12、水箱；13、喷头；14、控制阀；15、第二流量计；16、压力表；17、排气口。
具体实施方式
43.为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
44.实施例一
45.一种测试台架，包括氢气循环泵、温箱、水箱和控制阀；
46.氢气循环泵4包括电机5以及与电机5相连的泵头6；所述泵头6上开设有观察孔7、
进气口8和出气口9；
47.所述氢气循环泵4置于温箱2内，所述水箱12与进气口8连通；所述控制阀14设置在出气口9上。
48.所述结冰观测系统还包括有内窥镜，所述内窥镜通过观察孔7进入到泵头6内部。
49.所述结冰观测系统还包括控制器1，所述控制器1与氢气循环泵4、温箱2、水箱12和控制阀14电性连接。
50.所述温箱2内设置有温度传感器3，所述温度传感器3与控制器1电性连接。
51.所述结冰观测系统还包括有空滤器10与第一流量计11，所述空滤器10、第一流量计11、水箱12以及进气口8依次连接。
52.所述控制阀14的出口处还依次连接有第二流量计15、压力表16以及排气口17。
53.实施例二
54.一种实施例一的测试台架的控制方法，
55.s102：启动氢气循环泵4，运行一段时间使循环泵工况稳定，检查氢气循环泵4的结冰观测系统各个连接处是否存在漏气或者其它故障；
56.s103：启动喷头13(所述水箱12具有喷头13)，开始喷水，按照5ml/min，持续2分钟；或者通入饱和湿蒸汽(所述水箱12可以产生饱和湿蒸气，为常规技术手段可以实现)，持续10min；
57.s104：停止喷水，循环泵按最高转速进行吹扫，持续3min；
58.s105：启动温箱2，开始制冷待温箱2内温度达到-35℃后，保持恒温持续8h；
59.s106：试验结束后通过氢气循环泵上的观测口对内部结冰部位及结冰厚度进行观测。
60.工作时，控制器1启动氢气循环泵4，空气通过空滤器10净化后经过第一流量计11，通过水箱12，由进气口8进入氢气循环泵4的泵头6内，从出气口9排出，出气口9外部装有控制阀14用来调节氢气循环泵4的循环压力，使得压力符合正常工作状态下的压力。控制阀14后接有第二流量计15，可与第一流量计11对比，判断是否存在漏气，后面是压力表16，用来检查氢气循环泵4排出气体的压力，循环后的气体最终通过排气口17排出。
61.采用实施例一过程中，按照上述s102-s106步骤进行，氢气循环泵4在运行过程中泵头6上的若干个观测孔使用堵头堵死，若干观测孔分布在泵头6的不同部位，方便对泵头6内的结冰位置进行观测，通过观测孔可使用内窥镜进行观测操作。
62.实施例三
63.一种氢气循环泵的优化方法，包括
64.s201、设计方案建模，建立氢气循环泵的三维模型；
65.s202、对循环泵的工作风险进行仿真分析；
66.s203、氢气循环泵按设计方案进行真实搭建测试台架(按照实施例一搭建)；
67.s204、按s102-s106进行结冰观测，同时进行冷启动测试；
68.s205、对s204的试验结果和仿真结果进行对比；
69.s206、若试验无结冰或结冰位置与仿真重合度≥80％，则执行s208，否则执行s207；
70.s207、有结冰且结冰位置与仿真重合度＜80％，则重新执行s202-s205；
71.s208、运行冷启动工况；
72.s209、启动成功流程结束；
73.s210、启动失败进行s211；
74.s211、启动失败说明内部流道设计不合理导致试验与仿真虽然高度吻合，但是，由于结冰量过多导致无法破冰启动，或者电机低温失效导致无法启动，需要进行设计检查和后续优化，优化后重新进行s201-s208。
75.实施例四
76.一种存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例三所述的氢气循环泵的优化方法。
77.实施例五
78.一种计算机，至少包括存储器、处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器在执行所述存储器上的计算机程序时实现实施例三所述的氢气循环泵的优化方法。
79.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。