一种极板平板材料导热系数和界面热阻的测量方法技术

本发明专利技术涉及一种极板平板材料导热系数和界面热阻的测量方法，包括：步骤

【技术实现步骤摘要】
一种极板平板材料导热系数和界面热阻的测量方法


[0001]本专利技术涉及燃料电池极板热阻测量领域，尤其是涉及一种极板平板材料导热系数和界面热阻的测量方法
。

技术介绍

[0002]极板作为质子交换膜燃料电池的重要部件，需要承担对膜电极的冷却作用，通过热传导的方式将膜电极产生的热量传递给极板内的冷却液中，从而保证膜电极的工作温度保持在正常工作温度范围内
。
当前对于极板导热能力的测量，一种方法是采用不同厚度的极板来测量其导热系数，例如中国专利
CN110057862A
等，这种方法比较直接，但是并不是所有的材料都具备制成不同厚度的条件，并且制备成不同的厚度的成本也是比较高的，需要不同的模具
。
[0003]因此有一些现有技术为了解决这一问题，采用了将多片极板堆叠后测量导热系数，但是这种通过堆叠的方式，在极板和极板之间会产生接触热阻，极板之间的接触热阻
、
极板与加热板之间的接触热阻严重影响着极板自身导热率测量的准确性
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了提供一种极板平板材料导热系数和界面热阻的测量方法，一方面通过设置导热材料，可以解决板间界面热阻的问题，从而得到更加准确的极板材料的体导热系数，另一方面，通过两个一次函数的斜率的差值作为接触热阻，同样可以获得更加准确的接触热阻
。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种极板平板材料导热系数和界面热阻的测量方法，包括：
[0007]步骤
S1
：获取最大极板堆叠片数；
[0008]步骤
S2
：基于最大极板堆叠片数，逐片进行堆叠，并测量堆叠过程中的热阻，得到初始的不同片数的极板下的热阻值；
[0009]步骤
S3
：基于最大极板堆叠片数，逐片进行堆叠并在相邻两片极板之前设置导热材料，逐次测量堆叠过程中的热阻，得到经导热处理后的不同片数的极板下的热阻值；
[0010]步骤
S4
：基于初始的不同片数的极板下的热阻值进行拟合得到初始热阻值关于片数的一次函数作为第一函数，基于经导热处理后不同片数的极板下的热阻值进行拟合得到经导热处理后热阻值关于片数的一次函数作为第二函数；
[0011]步骤
S5
：基于第一函数和第二函数得到导热系数和接触热阻
。
[0012]所述步骤
S5
具体包括：
[0013]步骤
S51
：根据第一函数和第二函数的斜率的倒数之差作为接触热阻；
[0014]步骤
S52
：根据第二函数的斜率，结合单片极板的厚度和表面积得到导热系数
。
所述导热系数的数学表达式为：
[0015]λ
＝
d/(PS*S)
[0016]其中：
λ
为导热系数，
d
为单片极板的厚度，
PS
为第二函数的斜率，
S
为单片极板的表面积
。
[0017]所述极板呈平板状
。
[0018]所述极板的横截面为矩形
。
[0019]所述极板的横截面为正方形
[0020]所述极板的横截面为圆形
。
[0021]所述导热材料为具有流动性的高导热材料
。
[0022]所述导热材料为导热硅脂
。
[0023]所述最大极板堆叠片数不小于
3。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0025]1、
一方面通过设置导热材料，可以解决板间界面热阻的问题，从而得到更加准确的极板材料的体导热系数，另一方面，通过两个一次函数的斜率的差值作为接触热阻，同样可以获得更加准确的接触热阻
。
[0026]2、
采用逐片堆叠不同测量的方式进行热阻值的测量，可以提高测量效率，减少堆叠次数
。
[0027]3、
极板呈平板状，具有更好的导热一致性，提高测量的精度
。
[0028]4、
导热材料为具有流动性的高导热材料可以提高均一性，从而提高测量的精度
。
附图说明
[0029]图1为本专利技术方法的主要步骤流程示意图；
[0030]图2为本专利技术实施例中的拟合结果示意图
。
具体实施方式
[0031]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明
。
本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例
。
[0032]一种极板平板材料导热系数和界面热阻的测量方法，包括：
[0033]步骤
S1
：获取最大极板堆叠片数；
[0034]步骤
S2
：基于最大极板堆叠片数，逐片进行堆叠，并测量堆叠过程中的热阻，得到初始的不同片数的极板下的热阻值，单位为
K/W
或者
℃/W
；
[0035]步骤
S3
：基于最大极板堆叠片数，逐片进行堆叠并在相邻两片极板之前设置导热材料，逐次测量堆叠过程中的热阻，得到经导热处理后的不同片数的极板下的热阻值；
[0036]步骤
S4
：基于初始的不同片数的极板下的热阻值进行拟合得到初始热阻值关于片数的一次函数作为第一函数，基于经导热处理后不同片数的极板下的热阻值进行拟合得到经导热处理后热阻值关于片数的一次函数作为第二函数；
[0037]步骤
S5
：基于第一函数和第二函数得到导热系数和接触热阻
。
[0038]一方面通过设置导热材料，可以解决板间界面热阻的问题，从而得到更加准确的极板材料的体导热系数，另一方面，通过两个一次函数的斜率的差值作为接触热阻，同样可以获得更加准确的接触热阻
。
[0039]具体的，步骤
S5
包括：
[0040]步骤
S51
：根据第一函数和第二函数的斜率之差作为接触热阻，接触热阻的数学表达式为：
Rint
＝
1/RS
‑
1/PS
，其中，
Rint
为接触热阻，
RS
为第一函数的斜率，
PS
为第二函数的斜率；
[0041]步骤
S52
：根据第二函数的斜率，结合单片极板的厚度和表面积得到导热系数，导热系数的数学表达式为：
[0042]λ
＝
d/(PS*S)
[0043]其中：
λ
为导热系数，
d
为单片极板的厚度，
PS
为第二函数的斜率，
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种极板平板材料导热系数和界面热阻的测量方法，其特征在于，包括：步骤
S1
：获取最大极板堆叠片数；步骤
S2
：基于最大极板堆叠片数，逐片进行堆叠，并测量堆叠过程中的热阻，得到初始的不同片数的极板下的热阻值；步骤
S3
：基于最大极板堆叠片数，逐片进行堆叠并在相邻两片极板之前设置导热材料，逐次测量堆叠过程中的热阻，得到经导热处理后的不同片数的极板下的热阻值；步骤
S4
：基于初始的不同片数的极板下的热阻值进行拟合得到初始热阻值关于片数的一次函数作为第一函数，基于经导热处理后不同片数的极板下的热阻值进行拟合得到经导热处理后热阻值关于片数的一次函数作为第二函数；步骤
S5
：基于第一函数和第二函数得到导热系数和接触热阻
。2.
根据权利要求1所述的一种极板平板材料导热系数和界面热阻的测量方法，其特征在于，所述步骤
S5
具体包括：步骤
S51
：根据第一函数和第二函数的斜率的倒数之差作为接触热阻；步骤
S52
：根据第二函数的斜率，结合单片极板的厚度和表面积得到导热系数
。3.
根据权利要求2所述的一种极板平板材料导热系数和界面热阻的测量方法，其特征在于，所述导热系数的数学表达式为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐富民，余卓平，潘相敏，周向阳，张若婧，朱皓民，欧阳云瀚，
申请(专利权)人：上海机动车检测认证技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：