【技术实现步骤摘要】
本申请涉及液流电池，特别涉及一种液流电池端板设计方法。
技术介绍
1、液流电池是一种新型储能系统，相比于其他储能系统而言，液流储能电池具有很多的在技术上的优势，它不仅可以代表高的能源利用效率，更可以使能源资本流动成本和能源生命周期利用成本之间得到完美有机的结合。
2、相关技术中，液流电池电堆中的单元电池主要由紧固件、端板、集流板、电极框、双极板、电极和离子传导膜组成，两侧的端板起到压合固定的作用，通过螺杆紧固件将所有组件紧固为一体，起到紧固电堆的作用，维持液流电池的密封。但是，端板和螺杆紧固件连接的封装方式经常存在极板应力分布不均、端板结构局部安全冗余过剩、体积及质量过大、研发设计周期长及成本过高等问题。
3、因此，在设计液流电池端板的过程中应确保封装载荷的均匀性。目前，提高封装载荷均匀性的一般措施是增加端板的刚度，但是，增加端板的刚度会导致端板或壳体厚度增加，局部安全冗余过剩，最终导致电堆的体积和质量增加，使得电堆的比功率降低，而且研发设计周期长及成本过高，不利于规模化生产。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种液流电池端板设计方法，解决相关技术的液流电池端板封装载荷分布不均、性能均一性较差、研发周期过长以及制造成本较高的问题。
2、本申请实施例提供了一种液流电池端板设计方法，包括以下步骤：
3、s1、根据液流电池端板的数模建立初始模型；
4、s2、确定优化区域和约束条件，输入多个优化目标，根据多个优化目标得到多个优化
5、s3、对多个优化模型分别进行仿真分析，得到端板密封区域接触应力的标准差和平均值，根据标准差和平均值计算端板变异系数，选择端板变异系数最小的优化模型；
6、s4、对选择的优化模型进行参数化分析，选择不同的尺寸变量，建立尺寸变量与端板重量的数据云图以及尺寸变量与端板密封区域最大接触应力的数据云图；
7、s5、根据尺寸变量与端板重量的数据云图以及征尺寸变量与端板密封区域最大接触应力的数据云图，建立尺寸变量与端板变异性的数据云图；
8、s6、选择端板变异性最小时对应的尺寸，得到理想的优化模型。
9、一些实施例中，所述步骤s2中的优化区域为端板上除螺栓安装孔周边区域外的其余区域。
10、一些实施例中，所述步骤s2中的优化目标为端板预设重量。
11、一些实施例中，所述步骤s2中的约束条件包括端板六个方向的变形量、端板材料屈服强度以及工艺加工条件。
12、一些实施例中，所述步骤s2还包括对多个优化模型分别进行二次优化得到易于加工的优化模型。
13、一些实施例中，所述端板变异系数的计算公式为：
14、
15、其中，cv为端板变异系数，σ为端板密封区域接触应力的标准差，μ为端板密封区域接触应力的平均值。
16、一些实施例中，所述端板变异性的计算公式为：
17、v＝pmax×m
18、其中，v为端板变异性，pmax为端板密封区域的最大接触应力，m为端板重量。
19、一些实施例中，所述步骤s4中的优化模型包括位于优化区域两端的第一减重槽，以及位于优化区域中部并呈阵列分布的第二减重槽；
20、所述步骤s4中的尺寸变量包括第一减重槽处端板的厚度变量d，以及第二减重槽的长度变量l。
21、一些实施例中，所述厚度变量d的范围为4至11mm，所述长度变量l的范围为110至170mm。
22、一些实施例中，所述步骤s6中端板变异性最小时对应的厚度变量d为4mm，长度变量l为170mm。
23、本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
24、本申请实施例提供了一种液流电池端板设计方法，首先根据液流电池端板的数模建立初始模型；再确定优化区域和约束条件，输入多个优化目标，根据多个优化目标得到多个优化模型，然后对多个优化模型分别进行仿真分析，得到端板密封区域接触应力的标准差和平均值，再根据标准差和平均值计算端板变异系数，选择端板变异系数最小的优化模型，再对选择的优化模型进行参数化分析，选择不同的尺寸变量，建立尺寸变量与端板重量的数据云图以及尺寸变量与端板密封区域最大接触应力的数据云图，然后根据尺寸变量与端板重量的数据云图以及征尺寸变量与端板密封区域最大接触应力的数据云图，建立尺寸变量与端板变异性的数据云图，最后选择端板变异性最小时对应的尺寸，得到理想的优化模型。
25、整体上，将端板的性能要求等参数作为约束条件，并可以设定优化目标进行主动优化，避免了被动优化，进而缩小了产品的设计周期，提高了设计效益，此外，整体布局清晰，前后衔接性较强，每一个步骤可操作性较强，易于实现。因此，本申请缩短设计周期、提高设计效益，而且易于操作、生产效率较高。即通过本申请的方法，解决相关技术中液流电池端板封装载荷分布不均、性能均一性较差、研发周期过长以及制造成本较高的问题，而且获得的液流电池端板结构体积和质量较小，适用于规模化生产。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种液流电池端板设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的液流电池端板设计方法，其特征在于：
3.如权利要求1所述的液流电池端板设计方法，其特征在于：
4.如权利要求1所述的液流电池端板设计方法，其特征在于：
5.如权利要求1所述的液流电池端板设计方法，其特征在于：
6.如权利要求1所述的液流电池端板设计方法，其特征在于：
7.如权利要求1所述的液流电池端板设计方法，其特征在于：
8.如权利要求1所述的液流电池端板设计方法，其特征在于：
9.如权利要求8所述的液流电池端板设计方法，其特征在于：
10.如权利要求9所述的液流电池端板设计方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种液流电池端板设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的液流电池端板设计方法，其特征在于：
3.如权利要求1所述的液流电池端板设计方法，其特征在于：
4.如权利要求1所述的液流电池端板设计方法，其特征在于：
5.如权利要求1所述的液流电池端板设计方法，其特征在于：
...【专利技术属性】
技术研发人员：廖高强，孙海华，朱先发，易谦，徐浩，姜磊，
申请(专利权)人：巨安储能武汉科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。