本发明专利技术提供了一种单极板设计方法、装置、计算机设备和存储介质，属于燃料电池领域，方法包括获取待设计单极板的活性区域以及该活性区域内的初始流场分布图、待设计单极板的负载工况范围；基于初始流场分布图确定流场最小等效长度；根据负载工况范围、流场最小等效长度确定调节结构的调节数量，调节结构可在外力作用下发生变形，以调节流场等效长度；根据调节数量设置调节结构的位置，得到设计后的调整流场分布图。通过本申请的处理方案，根据燃料电池反应需求设计可适配多种工况的可变形单极板。极板。极板。
【技术实现步骤摘要】
单极板设计方法、装置、计算机设备和存储介质
[0001]本专利技术涉及燃料电池领域，具体涉及一种单极板设计方法、装置、计算机设备和存储介质。
技术介绍
[0002]目前，燃料电池单极板的流道结构皆为固定形式，无法根据燃料电池的工作状态进行改变，故而燃料电池单极板流道为了保证反应气分布均匀性及良好的排水性能时，需要增加流道压降，这样会在高功率高气流量工况下造成较多的泵气损失；如果采用流道压降小的构型，其在低功率低气流量工况下排水性或反应气体分布均匀性不佳，进而造成燃料电池的性能不佳。这说明现有单一的流场分布无法适应不同工况。
技术实现思路
[0003]因此，为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术提供一种可以根据燃料电池反应需求设计可适配多种工况的可变形单极板的单极板设计方法、装置、计算机设备和存储介质。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供一种单极板设计方法，包括：获取待设计单极板的活性区域以及该活性区域内的初始流场分布图、所述待设计单极板的负载工况范围，所述待设计单极板采用至少单层金属薄板制成，两侧面分别设有气体流道与冷却液流道，金属薄板两侧的气体流道与冷却液流道交错设置，相邻所述气体流道之间和相邻所述冷却液流道之间的凸起结构实现支撑与电流传导的作用；基于所述初始流场分布图确定流场最小等效长度；根据所述负载工况范围、所述流场最小等效长度确定调节结构的调节数量，所述调节结构在单极板中的高度低于被替代的凸起结构的高度，所述调节结构在气体与冷却液压力差作用下向所述气体流道或者所述冷却液流道发生形变，以调节反应气体在所述活性区域内的流场等效长度，所述金属薄板在所述长度调节结构位置处的弹性变形量大于所述金属薄板的平均弹性变形量；根据所述调节数量设置所述调节结构的位置，得到设计后的调整流场分布图。
[0005]在一些实施例中，所述根据所述负载工况范围、所述流场最小等效长度确定调节结构的调节数量，包括：根据所述负载工况范围确定流场等效长度范围；根据所述流场等效长度范围和所述流场最小等效长度确定调节结构的调节数量。
[0006]在一些实施例中，所述根据所述调节数量设置所述调节结构的位置，包括：根据所述调节数量将所述初始流场分布图进行划分成对应份数的待选区域；根据所述负载工况范围的下限值和所述流场最小等效长度在所述待选区域中确定所述调节结构的位置。
[0007]在一些实施例中，所述根据所述负载工况范围的下限值和所述流场最小等效长度在所述待选区域中确定所述调节结构的位置，包括：基于所述负载工况范围中的预计气体流量和所述流场最小等效长度在所述待选区域中选择至少一个所述调节结构的位置；根据所述初始流场分布图中的流道宽度确定所述调节结构的尺寸；基于所述调节结构的尺寸和所述初始流场分布图中的流道排布确定所述调节结构的位置。
[0008]在一些实施例中，方法还包括：基于所述调节结构的尺寸和所述调节结构的位置确定调节结构的变形条件。
[0009]在一些实施例中，所述初始流场分布图为阳极初始流场分布图或阴极初始流场分布图。
[0010]在一些实施例中，所述调节结构包含第一子调节结构和第二子调节结构，所述第一子调节结构的驱动压差小于第二子调节结构的驱动压差。
[0011]一种单极板设计装置，所述装置包括：信息获取模块，用于获取待设计单极板的活性区域以及该活性区域内的初始流场分布图、所述待设计单极板的负载工况范围，所述待设计单极板采用至少单层金属薄板制成，两侧面分别设有气体流道与冷却液流道，金属薄板两侧的气体流道与冷却液流道交错设置，相邻所述气体流道之间和相邻所述冷却液流道之间的凸起结构实现支撑与电流传导的作用；等效长度提取模块，用于基于所述初始流场分布图确定流场最小等效长度；数量计算模块，用于根据所述负载工况范围、所述流场最小等效长度确定调节结构的调节数量，所述调节结构在单极板中的高度低于被替代的凸起结构的高度，所述调节结构在气体与冷却液压力差作用下向所述气体流道或者所述冷却液流道发生形变，以调节反应气体在所述活性区域内的流场等效长度，所述金属薄板在所述长度调节结构位置处的弹性变形量大于所述金属薄板的平均弹性变形量；位置设计模块，用于根据所述调节数量设置所述调节结构的位置，得到设计后的调整流场分布图。
[0012]一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
[0013]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：根据待设计单极板的负载工况确定调节结构的调节数量，并根据调节数量设置调节结构的位置，得到设计后的调整流场分布图，将调节结构插入活性区域内，根据需要改变冷却液流场或反应气体流场的局部流阻，以调节反应气体在活性区域内的流场等效长度，从而改变流场配置，满足不同工况下的流场特性需求。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0016]图1是本专利技术的实施例中单极板设计方法的流程图；图2是本专利技术的实施例中燃料电池单极板的示意图；图3是本专利技术的实施例中设计前燃料电池单极板的等效流场示意图；图4是本专利技术的实施例中调节结构工作时燃料电池单极板的等效流场示意图；图5是本专利技术的实施例中燃料电池单极板中流场结构的示意图；图6是图5中燃料电池单极板中流场结构的细节示意图；图7是本专利技术的另一实施例中燃料电池单极板的示意图；图8是本专利技术的另一实施例中调节结构工作前燃料电池单极板的等效流场示意
图；图9是本专利技术的另一实施例中第一调节结构工作时燃料电池单极板的等效流场示意图；图10是本专利技术的另一实施例中第二调节结构工作时燃料电池单极板的等效流场示意图；图11是本专利技术的另一实施例中燃料电池单极板的示意图；图12是本专利技术的另一实施例中调节结构工作前燃料电池单极板的等效流场示意图；图13是本专利技术的另一实施例中第一调节结构工作时燃料电池单极板的等效流场示意图；图14是本专利技术的另一实施例中第二调节结构工作时燃料电池单极板的等效流场示意图；图15是本专利技术的一实施例中调节结构的截面示意图；图16是本专利技术的一实施例中调节结构的发生形变的截面示意图；图17为一个实施例中单极板设计装置的结构框图；图18为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
[0018]以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种单极板设计方法，其特征在于，包括：获取待设计单极板的活性区域以及该活性区域内的初始流场分布图、所述待设计单极板的负载工况范围，所述待设计单极板采用至少单层金属薄板制成，两侧面分别设有气体流道和冷却液流道，金属薄板两侧的气体流道与冷却液流道交错设置，相邻所述气体流道之间和相邻所述冷却液流道之间的凸起结构实现支撑与电流传导的作用；基于所述初始流场分布图确定流场最小等效长度；根据所述负载工况范围、所述流场最小等效长度确定调节结构的调节数量；所述调节结构在单极板中的高度低于被替代的凸起结构的高度，所述调节结构在气体与冷却液压力差作用下向所述气体流道或者所述冷却液流道发生形变，以调节反应气体在所述活性区域内的流场等效长度，所述金属薄板在所述长度调节结构位置处的弹性变形量大于所述金属薄板的平均弹性变形量；根据所述调节数量设置所述调节结构的位置，得到设计后的调整流场分布图。2.根据权利要求1所述的单极板设计方法，其特征在于，所述根据所述负载工况范围、所述流场最小等效长度确定调节结构的调节数量，包括：根据所述负载工况范围确定流场等效长度范围；根据所述流场等效长度范围和所述流场最小等效长度确定调节结构的调节数量。3.根据权利要求1所述的单极板设计方法，其特征在于，所述根据所述调节数量设置所述调节结构的位置，包括：根据所述调节数量将所述初始流场分布图进行划分成对应份数的待选区域；根据所述负载工况范围的下限值和所述流场最小等效长度在所述待选区域中确定所述调节结构的位置。4.根据权利要求3所述的单极板设计方法，其特征在于，所述根据所述负载工况范围的下限值和所述流场最小等效长度在所述待选区域中确定所述调节结构的位置，包括：基于所述负载工况范围中的预计气体流量和所述流场最小等效长度在所述待选区域中选择至少一个所述调节结构的位置；根据所述初始流场分布图中的流道宽度确定所述调节结构的尺寸；基于所述调节结构的尺寸和所述初...
【专利技术属性】
技术研发人员：麦建明，白云飞，
申请(专利权)人：上海氢晨新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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