【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及質(zhì)子交換膜燃料電池，特別是涉及一種燃料電池雙極板流道設(shè)計(jì)方法及燃料電池雙極板。
技術(shù)介紹
1、燃料電池作為一種高效清潔、零排放的動(dòng)力源裝置，已經(jīng)成為汽車減排的技術(shù)路線之一。燃料電池電堆的研究核心大部分集中在雙極板的流道的設(shè)計(jì)，雙極板成為電堆的結(jié)構(gòu)核心部件之一。
2、燃料電池性能與雙極板流道的設(shè)計(jì)有較強(qiáng)的相關(guān)性，需要考慮整板的物質(zhì)分布（氫氣、空氣和冷卻液）、電流分布一致，合理的流體壓降損失，電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的歐姆極化損失。而這些特性都需要依靠雙極板的流道設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。燃料電池流道的結(jié)構(gòu)包括流道和脊，分別起到支撐和傳遞水氣、導(dǎo)出電子的作用。
3、傳統(tǒng)技術(shù)中，大多數(shù)流道的設(shè)計(jì)考慮是流阻、流量的分配均勻度、加工的能力，缺少提升燃料電池整板的電流密度分布一致性的方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、基于此，有必要針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種能夠提升燃料電池整板的電流密度分布一致性的燃料電池雙極板流道設(shè)計(jì)方法和燃料電池雙極板。
2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N燃料電池雙極板流道的設(shè)計(jì)方法，該方法包括：獲取燃料電池設(shè)計(jì)參數(shù)；基于設(shè)計(jì)參數(shù)確定燃料電池雙極板流場(chǎng)活性區(qū)域參數(shù)；?基于流場(chǎng)活性區(qū)域參數(shù)生成預(yù)設(shè)流道參數(shù)；基于預(yù)設(shè)流道參數(shù)確定流道流體壓降流阻和流道物質(zhì)濃度；基于流道流體壓降流阻和流道物質(zhì)濃度，調(diào)整預(yù)設(shè)流道參數(shù)，得到流道參數(shù)；于流場(chǎng)活性區(qū)域設(shè)置具有流道參數(shù)的流道。
3、在其中一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)設(shè)流道參數(shù)包括預(yù)設(shè)流道數(shù)量、預(yù)設(shè)流道截面參數(shù)和預(yù)設(shè)流道長(zhǎng)度，基于預(yù)
4、在其中一個(gè)實(shí)施例中，沿流道的長(zhǎng)度方向確定流道流體壓降流阻。
5、在其中一個(gè)實(shí)施例中，基于預(yù)設(shè)流道參數(shù)確定流道物質(zhì)濃度，包括：基于流道初始物質(zhì)濃度、計(jì)量系數(shù)、流道長(zhǎng)度增量和預(yù)設(shè)流道長(zhǎng)度確定流道物質(zhì)濃度。
6、在其中一個(gè)實(shí)施例中，?沿著流道中物質(zhì)流動(dòng)方向確定流道物質(zhì)濃度。
7、第二方面，本申請(qǐng)還提供了一種燃料電池雙極板，包括：陰極板和陽(yáng)極板，陰極板和陽(yáng)極板每個(gè)均包括：進(jìn)出口區(qū)域，用于反應(yīng)物質(zhì)和冷卻液進(jìn)出；分配區(qū)域，包括進(jìn)入分配區(qū)域和流出分配區(qū)域；流場(chǎng)活性區(qū)域，包括流道，流道包括反應(yīng)物質(zhì)流道和冷卻流道；其中流道采用如第一方面任一實(shí)施例的方法設(shè)計(jì)。
8、在其中一個(gè)實(shí)施例中，流道為蜿蜒流道，蜿蜒流道的夾角大于120度小于150度。
9、在其中一個(gè)實(shí)施例中，流道在流場(chǎng)活性區(qū)域沿第二方向重復(fù)布置；第二方向?yàn)樵诹鲌?chǎng)活性區(qū)域內(nèi)垂直于流體流動(dòng)的方向。
10、在其中一個(gè)實(shí)施例中，流道包括流道部和脊部，流道部用于反應(yīng)物質(zhì)流動(dòng)，脊部用于分隔反應(yīng)物質(zhì)；陰極板和陽(yáng)極板的流道寬度相同，陰極板的流道部寬度與陽(yáng)極板的脊部寬度相同，陰極板的脊部寬度與陽(yáng)極板的流道部寬度相同。
11、在其中一個(gè)實(shí)施例中，流道部和脊部之間包括流道底部圓角部、流道頂部圓角部和連接部，流道底部圓角部和流道頂部圓角部的半徑相同，連接部與陰極板或陽(yáng)極板平面法線之間的夾角大于15度小于25度。
12、上述燃料電池雙極板流道的設(shè)計(jì)方法和燃料電池雙極板，基于流道的截面形狀和電化學(xué)反應(yīng)時(shí)的物質(zhì)濃度分布，從流體和物質(zhì)兩個(gè)方面的均勻性來(lái)設(shè)計(jì)流道，從而通過(guò)設(shè)計(jì)合理的流道，滿足良好傳質(zhì)的需求，提升燃料電池整板的電流密度分布一致性。
本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種燃料電池雙極板流道的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)流道參數(shù)包括預(yù)設(shè)流道數(shù)量、預(yù)設(shè)流道截面參數(shù)和預(yù)設(shè)流道長(zhǎng)度，基于所述預(yù)設(shè)流道參數(shù)確定流道流體壓降流阻，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，沿所述流道的長(zhǎng)度方向確定流道流體壓降流阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述預(yù)設(shè)流道參數(shù)確定流道物質(zhì)濃度，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，沿著流道中物質(zhì)流動(dòng)方向確定流道物質(zhì)濃度。
6.一種燃料電池雙極板，其特征在于，包括：陰極板和陽(yáng)極板，所述陰極板和陽(yáng)極板每個(gè)均包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙極板，其特征在于，所述流道為蜿蜒流道，蜿蜒流道的夾角大于120度小于150度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙極板，其特征在于，所述流道在流場(chǎng)活性區(qū)域沿第二方向重復(fù)布置；所述第二方向?yàn)樵谒隽鲌?chǎng)活性區(qū)域內(nèi)垂直于流體流動(dòng)的方向。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙極板，其特征在于，所述流道包括流道部和脊部，所述流
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的雙極板，其特征在于，所述流道部和所述脊部之間包括流道底部圓角部、流道頂部圓角部和連接部，所述流道底部圓角部和所述流道頂部圓角部的半徑相同，所述連接部與陰極板或陽(yáng)極板平面法線之間的夾角大于15度小于25度。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種燃料電池雙極板流道的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)流道參數(shù)包括預(yù)設(shè)流道數(shù)量、預(yù)設(shè)流道截面參數(shù)和預(yù)設(shè)流道長(zhǎng)度，基于所述預(yù)設(shè)流道參數(shù)確定流道流體壓降流阻，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，沿所述流道的長(zhǎng)度方向確定流道流體壓降流阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述預(yù)設(shè)流道參數(shù)確定流道物質(zhì)濃度，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，沿著流道中物質(zhì)流動(dòng)方向確定流道物質(zhì)濃度。
6.一種燃料電池雙極板，其特征在于，包括：陰極板和陽(yáng)極板，所述陰極板和陽(yáng)極板每個(gè)均包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙極板，其特征在于，所述流道為蜿蜒流道，蜿...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：崔龍，曲寧，郭軒成，袁碧秀，孫宗華，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：一汽解放汽車有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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