一种基于有限元技术的燃料电池双极板抗压性能分析方法技术

本发明专利技术涉及一种基于有限元技术的燃料电池双极板抗压性能分析方法，该方法包括如下步骤：S1、构建双极板和密封圈的3D模型；S2、将双极板和密封圈的3D模型导入有限元分析软件；S3、对双极板和密封圈的模型进行相应设置；S4、对双极板受压过程进行有限元分析获取双极板应力分布情况。与现有技术相比，本发明专利技术采用计算机有限元分析技术对组装压力下双极板的力学性能进行分析，不仅减少了大量的实验时间和材料浪费，省去制造实际双极板模型的繁琐工艺，计算出双极板的应力分布情况，还能依据几何结构特征与性能的关系来设计双极板3D模型，为开发性能优异的燃料电池双极板提供科学依据。据。据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于有限元技术的燃料电池双极板抗压性能分析方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池
，尤其是涉及一种基于有限元技术的燃料电池双极板抗压性能分析方法。

技术介绍

[0002]质子交换膜电池(PEMFC)是一种以氢气为燃料，通过化学反应将其化学能转化为电能的装置，具有85～90％的高能量转化率、对环境无污染和无噪音等优点，在交通、国防、能源领域具有广泛的应用。
[0003]双极板是PEMFC的重要组成元件，其体积与质量约占质子交换膜电池的80％，成本的30％。双极板有着隔绝燃料与氧化剂、提供气体反应的场所、支撑电池电极和电流传导等作用。其中电池常在pH2～3,80～100℃的高温高酸环境下工作，双极板需具备强的耐腐蚀和导热能力；另外双极板主要承担电池内部载荷，需要较高的机械强度。目前常见的双极板材料有三种：石墨、金属和复合石墨复合双极板，虽然石墨有良好的导电、导热和耐腐蚀性能，但其为脆性材料，机械强度较低，难以应用于实际的电池工作环境；金属双极板材料具有良好的导电、导热和机械强度，但是在酸性条件下会在表面形成钝化层，降低其导热导电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于有限元技术的燃料电池双极板抗压性能分析方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：S1、构建双极板和密封圈的3D模型；S2、将双极板和密封圈的3D模型导入有限元分析软件；S3、对双极板和密封圈的模型进行相应设置；S4、对双极板受压过程进行有限元分析获取双极板应力分布情况。2.根据权利要求1所述的一种基于有限元技术的燃料电池双极板抗压性能分析方法，其特征在于，步骤S3具体为：S301、对双极板模型和密封圈的3D模型赋予相应参数属性；S302、将双极板3D模型和密封圈3D模型进行装配；S303、模拟双极板受压过程，设置相应分析步参数，控制双极板受力加载时间；S304、对双极板与密封圈的接触面进行配置，并施加相应载荷和设置边界条件进行约束；S305、对装配好的模型进行网格划分。3.根据权利要求2所述的一种基于有限元技术的燃料电池双极板抗压性能分析方法，其特征在于，S301中参数属性包括密度、杨氏模量、泊松比、双极板塑性和密封圈超弹性属性。4.根据权利要求2所述的一种基于有限元技术的燃料电池双极板抗压性能分析方法，其特征在于，S302中装配时将双极板3D模型和密封圈3D模型从中间剪切为两部分，仅装配其中一部分。5.根据权利要求2所述的一种基于有限元技术的燃料电池双极板抗压性能分析方法，其特征在于，S303中设置分析步过程中采用静态，通用的分析步，总时间为10，最大增量步为1，最小增量步为1E
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10，并开启大变形设置。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯聪，罗聪，杨代军，明平文，张存满，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：