本发明专利技术提供了一种双极板结构优化方法、装置和电子设备，其中优化方法包括：确定双极板的目标参数和变量参数；对变量参数进行组合；对组合后的各组变量参数，构建各组变量参数下的有限元仿真，得到在各组变量参数下所对应的目标参数值；拟合根据有限元仿真得到的仿真结果，求得目标参数与变量参数之间的函数关系，确定优化模型；判断优化模型是否能够实际应用，以确定优化模型是否符合双极板的结构优化要求；在优化模型能够实际应用的情况下，基于双极板的设计指标对目标参数进行优化，得到优化后的目标参数。本发明专利技术能够快速高效地得到双极板最佳设计参数，大幅缩短双极板设计周期，节约成本。节约成本。节约成本。
【技术实现步骤摘要】
双极板结构优化方法、装置和电子设备
[0001]本专利技术主要涉及液流电池
，尤其涉及一种双极板结构优化方法、装置和电子设备。
技术介绍
[0002]液流电池是一种新型的蓄电池，其是利用正负极电解液分开，各自循环的一种高性能蓄电池，具有容量高、使用领域广、循环使用寿命长等特点，是目前的一种新能源产品，如全钒液流电池。
[0003]全钒液流电池是一种新型大容量储能电池，具有能量转换效率高、运行安全可靠、功率和容量可独立设计、使用寿命长以及对环境友好无污染等优点，是大规模储能技术的首选之一。全钒液流电池可以很好地解决可再生能源发电不稳定的问题，实现平滑输出及有效调节发电与用电的时差矛盾，保证连续稳定供电。
[0004]全钒液流电池的功率和容量具有可独立扩展性、安全性高、寿命长以及快速的响应时间等优势，使其在一系列储能领域取得了商业化应用。随着商业化应用范围的扩大，对全钒液流电池系统的成本降低提出了更严苛的要求。在降低电池成本方面，一个重要的方向是降低电堆的极化损失，提高电堆功率密度。为了提高电堆功率密度，需对电堆结构(尤其是其中的双极板)进行优化设计，在不增加泵耗的情况下，提升电解液在电极内的流动速度，降低浓差极化。
[0005]关于双极板的优化设计，传统的设计方法大多依据经验，设计不同的双极板流道尺寸及电极尺寸，再进行大量的仿真和实验，从中选取最优方案。此种设计方法需要进行大量的仿真和实验，工作量大，设计周期长。此外，由于此种设计方法大多是依据个人经验，主观性强，可操作性较差，不一定能得到最优结构。
技术实现思路
[0006]本专利技术要解决的技术问题是提供一种双极板结构优化方法、装置和电子设备，能够快速高效地得到双极板最佳设计参数，大幅缩短双极板设计周期，节约成本。
[0007]为解决上述技术问题，第一方面，本专利技术提供了一种双极板结构优化方法，包括：确定所述双极板的目标参数和变量参数，其中所述目标参数为需优化的双极板参数，所述变量参数为影响所述目标参数的双极板参数；对所述变量参数进行组合；对组合后的各组变量参数，构建各组变量参数下的有限元仿真，得到在各组变量参数下所对应的目标参数值；拟合根据有限元仿真得到的仿真结果，求得所述目标参数与所述变量参数之间的函数关系，确定优化模型；判断所述优化模型是否能够实际应用，以确定所述优化模型是否符合所述双极板的结构优化要求；在所述优化模型能够实际应用的情况下，基于所述双极板的设计指标对所述目标参数进行优化，得到优化后的目标参数。
[0008]可选地，确定所述双极板的目标参数和变量参数还包括：确定所述变量参数的取值范围。
[0009]可选地，所述目标参数包括：进出口压降和/或电极液在电极区域平均速度，所述变量参数包括：所述双极板的流道宽度、开孔率和/或电极压缩比。
[0010]可选地，对组合后的各组变量参数，构建各组变量参数下的有限元仿真还包括：确定仿真参数，包括确定所述双极板流道中流体流动状态是否为层流和/或所述流体的流动性能。
[0011]可选地，判断所述优化模型是否能够实际应用包括：压降模型和电极区域平均速度模型决定系数R2值大于0.9，矫正决定系数Adj R2值和预测决定系数Pred R2值均大于0.9且两者之差小于0.2。
[0012]可选地，基于所述双极板的设计指标对所述目标参数进行优化包括：基于所述双极板的设计指标，采用多目标优化方法对所述目标参数进行优化。
[0013]可选地，还包括：验证优化后的目标参数，以判断优化后的目标参数是否合理。
[0014]第二方面，本专利技术提供了一种双极板结构优化装置，包括：确定模块，用于确定所述双极板的目标参数和变量参数，其中所述目标参数为需优化的双极板参数，所述变量参数为影响所述目标参数的双极板参数；组合模块，用于对所述变量参数进行组合；构建模块，用于对组合后的各组变量参数，构建各组变量参数下的有限元仿真，得到在各组变量参数下所对应的目标参数值；拟合模块，用于拟合根据有限元仿真得到的仿真结果，求得所述目标参数与所述变量参数之间的函数关系，确定优化模型；判断模块，用于判断所述优化模型是否能够实际应用，以确定所述优化模型是否符合所述双极板的结构优化要求；优化模块，用于在所述优化模型能够实际应用的情况下，基于所述双极板的设计指标对所述目标参数进行优化，得到优化后的目标参数。
[0015]可选地，还包括验证模块，所述验证模块用于验证优化后的目标参数，以判断优化后的目标参数是否合理。
[0016]第三方面，本专利技术提供了一种电子设备，包括：处理器和存储器，所述存储器存储可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的双极板结构优化方法的步骤。
[0017]第四方面，本专利技术提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的双极板结构优化方法的步骤。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：首先确定双极板的目标参数和变量参数；其次对变量参数进行组合；再对组合后的各组变量参数，构建各组变量参数下的有限元仿真，得到在各组变量参数下所对应的目标参数值；又拟合根据有限元仿真得到的仿真结果，求得目标参数与变量参数之间的函数关系，确定优化模型；又判断优化模型是否能够实际应用，以确定优化模型是否符合双极板的结构优化要求；最后在优化模型能够实际应用的情况下，基于双极板的设计指标对目标参数进行优化，得到优化后的目标参数，进而能够快速高效地得到双极板最佳设计参数，大幅缩短双极板设计周期，节约成本。
附图说明
[0019]包括附图是为提供对本申请进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本申请的实施例，并与本说明书一起起到解释本申请原理的作用。附图中：
[0020]图1是本专利技术一实施例双极板结构优化方法的一种流程示意图；
[0021]图2是本专利技术一实施例双极板结构优化方法的另一种流程示意图；
[0022]图3是本专利技术一实施例中电极的三视图；
[0023]图4是本专利技术一实施例中双极板活性区域的三视图；
[0024]图5是本专利技术一实施例中压降的仿真值和预测值分布示意图；
[0025]图6是本专利技术一实施例中流道开孔率和流道宽度交互作用对压降影响的响应面图和等高线图；
[0026]图7是本专利技术一实施例中电极压缩比和流道宽度交互作用对压降影响的响应面图和等高线图；
[0027]图8是本专利技术一实施例中电极压缩比和流道开孔率交互作用对压降影响的响应面图和等高线图；
[0028]图9是本专利技术一实施例中电极区域平均速度的仿真值和预测值分布示意图；
[0029]图10是本专利技术一实施例中流道开孔率和流道宽度交互作用对电极区域平均速度影响的响应面图和等高线图；
[0030]图11是本专利技术一实施例中电极压缩比和流道宽度交互作用对电极区域平均速度影响的响应面图和等高线图；
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种双极板结构优化方法，其特征在于，包括：确定所述双极板的目标参数和变量参数，其中所述目标参数为需优化的双极板参数，所述变量参数为影响所述目标参数的双极板参数；对所述变量参数进行组合；对组合后的各组变量参数，构建各组变量参数下的有限元仿真，得到在各组变量参数下所对应的目标参数值；拟合根据有限元仿真得到的仿真结果，求得所述目标参数与所述变量参数之间的函数关系，确定优化模型；判断所述优化模型是否能够实际应用，以确定所述优化模型是否符合所述双极板的结构优化要求；在所述优化模型能够实际应用的情况下，基于所述双极板的设计指标对所述目标参数进行优化，得到优化后的目标参数。2.如权利要求1所述的双极板结构优化方法，其特征在于，确定所述双极板的目标参数和变量参数还包括：确定所述变量参数的取值范围。3.如权利要求1所述的双极板结构优化方法，其特征在于，所述目标参数包括：进出口压降和/或电解液在电极区域平均速度，所述变量参数包括：所述双极板的流道宽度、开孔率和/或电极压缩比。4.如权利要求1所述的双极板结构优化方法，其特征在于，对组合后的各组变量参数，构建各组变量参数下的有限元仿真还包括：确定仿真参数，包括确定所述双极板流道中流体流动状态是否为层流和/或所述流体的流动性能。5.如权利要求1所述的双极板结构优化方法，其特征在于，判断所述优化模型是否能够实际应用包括：压降模型和电极区域平均速度模型决定系数R2值大于0.9，矫正决定系数Adj R2值和预测决定系数Pred R2值均大于0.9且两者之差小于0.2。6.如权利要求1所述的双极板结构优化方法，其特征在于，基于所述双极板的设计指标对所述目标参数进行优化...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚鹤，姜宏东，程子强，徐陆澎，
申请(专利权)人：寰泰储能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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