基于电阻网格的燃料电池电流分布均匀性优化分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电阻网格的燃料电池电流分布均匀性优化分析方法。包括：搭建质子交换膜燃料电池多域物理模型，添加比例阀模型，将燃料电池模型进行分段扩展；加入电阻网格，用于体现单片燃料电池横向电流通过双极板产生的电压损耗，获得考虑电阻网格的燃料电池分段模型；根据考虑电阻网格的燃料电池分段模型的段间电流，对燃料电池电流分布均匀性进行优化分析。本发明专利技术通过引入段间电流来优化分析实际电堆在反应运行中内部电流分布的均匀性，减弱电流差值对电堆的影响，有益于电堆的健康运行。运行。运行。

【技术实现步骤摘要】
基于电阻网格的燃料电池电流分布均匀性优化分析方法


[0001]本专利技术属于燃料电池应用领域的一种燃料电池电堆中电流分布均匀性的优化分析方法，具体涉及了一种基于电阻网格的燃料电池电堆中电流分布均匀性优化分析方法。

技术介绍

[0002]质子交换膜燃料电池的内部反应是涉及了多种物理域、多种机理以及多耦合的复杂过程，这使得在对燃料电池电堆多个子系统建模带来了困难，同时燃料电池内部有许多物理量分布信息未知，这使得对燃料电池运行状态的精准分析成为一项巨大的挑战。在实际质子交换膜燃料电池系统的运行中，电堆内部如气流、温度、湿度以及电流沿着流道并非是均匀分布，而此类的不均匀分布会引起局部反应物传递反应不均匀，尤其是局部电流分布不均带来的温度过高，将造成对燃料电池电堆的性能损伤。目前对可表征质子交换膜燃料电池电流分布需要对电堆进行加装霍尔传感器等方式进行电堆的分段处理，霍尔传感器易受到磁场的干扰，尤其是在同时测量不同区域时，而且对电堆有不可逆的结构改造，给研究电堆内部状态变化带了巨大困难。因此，研究质子交换膜燃料电池电堆中电流分布信息以及分析其均匀性具有重要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电阻网格的燃料电池电流分布均匀性优化分析方法，其特征在于，包括以下步骤：1)搭建质子交换膜燃料电池多域物理模型，质子交换膜燃料电池多域物理模型主要由氢气供应、空气供应和冷却水冷却回路模型以及燃料电池电堆模型组成，燃料电池电堆模型均与氢气供应、空气供应和冷却水冷却回路模型相连；2)根据燃料电池的物理原理将燃料电池电堆模型进行分段扩展，获得多段子电堆模型以及氢气供应、空气供应和冷却水冷却回路进出口并通过比例阀模型进行连接，获得燃料电池分段模型；3)根据燃料电池的电压损耗对燃料电池分段模型进行电气回路补偿，获得考虑电阻网格的燃料电池分段模型，将考虑电阻网格的燃料电池分段模型接到电子负载上，根据考虑电阻网格的燃料电池分段模型的段间电流，调整进气气压和冷却水流量，从而优化燃料电池电堆中电流分布的均匀性。2.根据权利要求1所述的一种基于电阻网格的燃料电池电流分布均匀性优化分析方法，其特征在于，所述步骤2)具体为：根据燃料电池的物理原理将燃料电池电堆模型以及燃料电池电堆模型中的氢气供应、空气供应和冷却水冷却回路模型进行分段扩展，获得多段子电堆模型以及氢气供应、空气供应和冷却水冷却回路进出口；第一段子电堆模型、最后一段子电堆模型与氢气供应回路进出口之间通过比例阀模型进行连通，第一段子电堆模型、最后一段子电堆模型与空气供应回路进出口之间也通过比例阀模型进行连通，第一段子电堆模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈剑，刘雪，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：