本发明涉及燃料电池，尤其涉及一种增湿器的性能预测方法、装置及电子设备。
背景技术：
1、氢燃料电池电堆空气入口对湿度要求高，通常会在电堆空气入口设置增湿器来对进入电堆的气体进行润湿。而增湿器性能对电堆的输出功率、耐久性有较大影响。经过增湿器进入电堆的空气湿度过高，会导致电堆水淹，降低电堆性能及可靠性，而空气湿度过低，会导致电堆性能下降，同时影响质子交换膜的耐久性能。
2、现有的增湿器出口空气湿度计算预测方法，依赖外界其他部件如电堆入口(增湿器干侧出口)的湿度计的信息。对于研究对象增湿器本身，增湿器被当做“黑盒子”。这些方法的缺陷有两点，一是脱离研究对象，与增湿器自身特性(材料，结构等)相关的敏感性无法准确获取；二是预测准确度高度依赖其他部件的表现，当其他部件如湿度传感器在电堆入口这样高温、高湿环境下衰减、失效，会对结果产生很大影响，无法准确预测增湿器性能。
技术实现思路
1、本发明提供一种增湿器的性能预测方法、装置及电子设备，用以解决现有技术中需要依赖电堆入口湿度计来预测增湿器性能参数的缺陷，实现依靠增湿器自身特性来准确预测增湿器性能参数的效果。
2、本发明提供一种增湿器的性能预测方法，包括：
3、获取增湿器干侧入口以及增湿器湿侧入口的气体参数值；所述气体参数包括流量、压力、温度以及湿度；
4、基于所述气体参数值，确定所述增湿器的气体流动方向上各个单位区间内的区间气体参数值；所述单位区间在沿所述增湿器的气体流动方向上的宽度相等；
5、基于所述增湿器的气体流动方向上各个单位区间内的区间气体参数值，迭代计算各个单位区间的热量变化以及传质量，得到各单位区间更新后的湿度分布、温度分布以及通过增湿器隔膜的水的目标传质总量；所述目标传质总量是基于对各单位区间进行传质扩散分析计算确定的；
6、基于对各单位区间进行迭代计算得到的湿度分布以及温度分布，确定增湿器干侧出口的气体参数值。
7、根据本发明提供的一种增湿器的性能预测方法，所述基于所述增湿器的气体流动方向上各个单位区间内的区间气体参数值，迭代计算各个单位区间的热量变化以及传质量，得到各单位区间更新后的湿度分布、温度分布以及通过增湿器隔膜的水的目标传质总量，包括：
8、在增湿器干侧以及湿侧入口气体参数为稳定状态的情况下，基于所述增湿器的气体流动方向上各个单位区间内的气体参数值以及初始传质量，计算各单位区间的热量变化以及传质量，得到各单位区间更新后的温度值与湿度值，并再次更新各单位区间的传质量，得到通过增湿器隔膜的水的目标传质总量；重复该步骤，直至各单位区间更新后的湿度分布、温度分布以及通过增湿器隔膜的水的目标传质总量收敛；所述初始传质量为预设值。
9、根据本发明提供的一种增湿器的性能预测方法，所述基于所述增湿器的气体流动方向上各个单位区间内的区间气体参数值，迭代计算各个单位区间的热量变化以及传质量，得到各单位区间更新后的湿度分布、温度分布以及通过增湿器隔膜的水的目标传质总量，包括：
10、在增湿器干侧以及湿侧入口气体参数为瞬时变化状态的情况下，基于所述增湿器的气体流动方向上各个单位区间内的区间气体参数值，确定上一时刻下各单位区间内的区间气体的温度值、湿度值以及传质量；
11、基于上一时刻下各单位区间内的区间气体的温度值、湿度值以及传质量，计算下一时刻各单位区间的热量变化以及传质量，得到各单位区间更新后的温度值与湿度值，并再次更新各单位区间的传质量，得到通过增湿器隔膜的水的目标传质总量
12、根据本发明提供的一种增湿器的性能预测方法，所述基于所述增湿器的气体流动方向上各个单位区间内的区间气体参数值，确定上一时刻下各单位区间内的区间气体的温度值、湿度值以及传质量，包括：
13、基于所述增湿器的气体流动方向上各个单位区间内的区间气体参数值，确定在增湿器干侧以及湿侧入口气体参数为稳定状态下收敛后的各单位区间更新后的湿度分布、温度分布以及通过增湿器隔膜的水的传质量；
14、将增湿器干侧以及湿侧入口气体参数为稳定状态下收敛后的各单位区间更新后的湿度分布、温度分布以及通过增湿器隔膜的水的传质量，确定为上一时刻下各单位区间内的区间气体的温度值、湿度值以及传质量。
15、根据本发明提供的一种增湿器的性能预测方法，通过增湿器隔膜的水的目标传质总量通过以下方式确定：
16、基于所述增湿器隔膜的湿侧水合系数以及湿侧气体水蒸气分压确定湿侧隔膜界面的水合度；基于所述增湿器隔膜的干侧水合系数以及干侧气体水蒸气分压确定干侧隔膜界面的水合度；所述湿侧气体水蒸气分压是基于所述增湿器隔膜的湿侧的湿度值确定的，所述干侧气体水蒸气分压是基于所述增湿器隔膜的干侧的湿度值确定的；
17、基于增湿器隔膜的实际扩散系数、增湿器隔膜的厚度、所述湿侧隔膜界面的水合度以及所述干侧隔膜界面的水合度，确定各单位区间增湿器隔膜单位面积的扩散传质量；所述增湿器隔膜的实际扩散系数是基于所述增湿器隔膜在标准条件下的扩散系数、所述增湿器隔膜的平均水合度以及所述增湿器隔膜的平均温度确定的；所述增湿器隔膜的平均水合度为所述湿侧隔膜界面的水合度以及所述干侧隔膜界面的水合度的平均值；
18、基于各单位区间所述增湿器隔膜单位面积扩散传质量以及所述增湿器隔膜的面积，确定通过增湿器隔膜的水的目标传质总量。
19、根据本发明提供的一种增湿器的性能预测方法，各单位区间的热量变化是基于各单位区间内增湿器湿侧气体与增湿器隔膜之间的换热量以及各单位区间内增湿器隔膜与增湿器干侧气体之间的换热量确定的。
20、根据本发明提供的一种增湿器的性能预测方法，各单位区间的热量变化是基于各单位区间内增湿器湿侧气体与增湿器隔膜之间的换热量、各单位区间内增湿器隔膜与增湿器干侧气体之间的换热量、各单位区间内增湿器湿侧水蒸气冷凝放热量以及各单位区间内增湿器干侧液态水蒸发吸热量确定的。
21、本发明还提供一种增湿器的性能预测装置，包括：
22、获取模块，用于获取增湿器干侧入口以及增湿器湿侧入口的气体参数值；所述气体参数包括流量、压力、温度以及湿度；
23、第一处理模块，用于基于所述气体参数值，确定所述增湿器的气体流动方向上各个单位区间内的区间气体参数值；所述单位区间在沿所述增湿器的气体流动方向上的宽度相等；
24、第二处理模块，用于基于所述增湿器的气体流动方向上各个单位区间内的区间气体参数值，迭代计算各个单位区间的热量变化以及传质量，得到各单位区间更新后的湿度分布、温度分布以及通过增湿器隔膜的水的目标传质总量；所述目标传质总量是基于对各单位区间进行传质扩散分析计算确定的；
25、第三处理模块，用于基于对各单位区间进行迭代计算得到的湿度分布以及温度分布，确定增湿器干侧出口的气体参数值。
26、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述增湿器的性能预测方法。
27、本发明还提供一种燃料电池，包括电堆、增湿器以及如上述的电子设备。
28、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述增湿器的性能预测方法。
29、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述增湿器的性能预测方法。
30、本发明提供的增湿器的性能预测方法、装置及电子设备，通过以增湿器干侧入口以及湿侧入口的气体参数值为输入，将增湿器流动方向做一维离散化处理，并模拟增湿器传质过程迭代计算出增湿器隔膜的目标传质总量，进而可以确定各个单位区间的准确传质量以及湿度值，可以基于增湿器自身传热传质机理过程，计算考虑材料参数、结构设计参数等因素，并识别增湿器自身衰减，无需再增湿器干侧出口设置湿度传感器以及温度传感器，进而适用范围更广，得到的性能参数预测结果鲁棒性更强。
1.一种增湿器的性能预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的增湿器的性能预测方法，其特征在于，所述基于所述增湿器的气体流动方向上各个单位区间内的区间气体参数值，迭代计算各个单位区间的热量变化以及传质量，得到各单位区间更新后的湿度分布、温度分布以及通过增湿器隔膜的水的目标传质总量，包括：
3.根据权利要求1所述的增湿器的性能预测方法，其特征在于，所述基于所述增湿器的气体流动方向上各个单位区间内的区间气体参数值，迭代计算各个单位区间的热量变化以及传质量，得到各单位区间更新后的湿度分布、温度分布以及通过增湿器隔膜的水的目标传质总量，包括：
4.根据权利要求3所述的增湿器的性能预测方法，其特征在于，所述基于所述增湿器的气体流动方向上各个单位区间内的区间气体参数值，确定上一时刻下各单位区间内的区间气体的温度值、湿度值以及传质量，包括：
5.根据权利要求1所述的增湿器的性能预测方法，其特征在于，通过增湿器隔膜的水的目标传质总量通过以下方式确定：
6.根据权利要求3所述的增湿器的性能预测方法，其特征在于，各单位区间的热量变化是基于各单位区间内增湿器湿侧气体与增湿器隔膜之间的换热量以及各单位区间内增湿器隔膜与增湿器干侧气体之间的换热量确定的。
7.根据权利要求6所述的增湿器的性能预测方法，其特征在于，各单位区间的热量变化是基于各单位区间内增湿器湿侧气体与增湿器隔膜之间的换热量、各单位区间内增湿器隔膜与增湿器干侧气体之间的换热量、各单位区间内增湿器湿侧水蒸气冷凝放热量以及各单位区间内增湿器干侧液态水蒸发吸热量确定的。
8.一种增湿器的性能预测装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述增湿器的性能预测方法。
10.一种燃料电池，其特征在于，包括电堆、增湿器以及如权利要求9所述的电子设备。
