【技术实现步骤摘要】
本申请涉及燃料电池测试，尤其涉及一种基于燃料电池气体扩散层性能评价的优化设计方法和装置。
技术介绍
1、为了提升改善燃料电池水热管理性能，需要不断对气体扩散层的结构进行设计，如孔隙率为0.7的气体扩散层结构可有多种形式的设计方案。
2、虽然总体孔隙率都为0.7，但是内部每层内的结构是不同的，从上至下每层的孔隙率可以线性由大变小，也可以线性由小变大，可以随机大小分布，也可以均匀分布，因此每层的孔隙率也存在较大差异。在多种设计方案情况下其内部的气-水-热-电传输特性会有显著的不同。
3、不均匀孔隙率分布的气体扩散层设计方案，有可能各项输出性能指标较为均衡，而梯级孔隙率或者有序化孔隙率结构设计方案的目的可能单一或者部分指标十分突出。总之，在满足总体孔隙率设计下，局部每层的孔隙率设计可以有多种多样的组合形式。但当生产端依据需求选定一种总体孔隙率时，如何设计每层内的局部孔隙率使得性能输出均衡最佳是当前燃料电池优化设计的重点问题，而现有技术中缺少对于依据孔隙率性能指标评价的燃料电池优化设计方案。
技术实现思路
1、本申请的主要目的在于提供一种基于燃料电池气体扩散层性能评价的优化设计方案，以解决现有技术中燃料电池局部孔隙率最佳设优化的问题。
2、为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
3、根据本专利技术第一方面，本专利技术请求保护一种基于燃料电池气体扩散层性能评价的优化设计方法，其特征在于，包括：
4、根据生产需求确定燃料电池气体扩散
5、获取燃料电池气体扩散层的性能评价指标，构建燃料电池气体扩散层的性能评价体系；
6、结合评价函数和指标权重，计算所述多个孔隙率结构在燃料电池气体扩散层的性能评价体系下的评价分数；
7、依据所述评价分数，确定所述多个孔隙率结构中的最优设计方案。
8、进一步的，所述多个孔隙率结构至少包括：
9、第一梯级孔隙率结构、第二梯级孔隙率结构、有序化孔隙率结构；
10、所述第一梯级孔隙率结构为气体扩散层从上至下每层的孔隙率线性由大变小；
11、所述第二梯级孔隙率结构为气体扩散层从上至下每层的孔隙率线性由小变大；
12、所述有序化孔隙率结构为气体扩散层从上至下每层的孔隙率均匀分布。
13、进一步的，所述燃料电池气体扩散层的性能评价指标至少包括：
14、特征性能指标、机械性能指标、电学性能指标、耐久性能指标；
15、所述特征性能指标包括所述燃料电池气体扩散层的透气率和排气能力；
16、所述机械性能指标包括所述燃料电池气体扩散层的拉伸强度和压缩特性；
17、所述电学性能指标包括所述燃料电池气体扩散层的垂直方向电导率和平面方向电导率；
18、所述耐久性能指标包括所述燃料电池气体扩散层的酸腐蚀耐受性。
19、进一步的，该方法还包括：
20、所述透气率是气体扩散层的核心性能指标，采用透气度仪利用等压差法比较相同压差下的多个孔隙率结构的性能差异。
21、进一步的，该方法还包括：
22、利用测试液态水突破压力表征所述燃料电池气体扩散层的排水能力；
23、测试前将红色染色水注射进入溶液池，注射液面为到达溶液池上方通道位置，关闭注水管路单向阀；
24、将注水管路连接气源压力管路，将所述多个孔隙率结构的燃料电池气体扩散层夹入测试夹具中，在上方空腔位置垫入白色吸水滤纸；
25、打开注水管路截止阀和气源管路减压阀调整至适合压力；
26、打开单向阀、截止阀，从低压至高压缓慢调节微压差计，记录白色吸收滤纸变红时微压差计压力示数作为液态水突破压力。
27、进一步的，该方法还包括：
28、所述拉伸强度反映所述燃料电池气体扩散层的生产制造工艺特点，其性能取决于碳纤维自身强度、浸渍粘结剂碳化后的强度，所述拉伸强度通过万能试验机进行试验；
29、所述压缩特性的测试方法采用计算所述多个孔隙率结构的燃料电池气体扩散层在无压力下的初始厚度和多次压缩后的厚度差异得到。
30、进一步的，该方法还包括：
31、所述酸腐蚀耐受性包括酸腐蚀前后所述燃料电池气体扩散层的厚度均匀性、平面方向电阻率、拉伸强度、透气率的变化幅度。
32、进一步的，所述结合评价函数和指标权重，计算所述多个孔隙率结构在燃料电池气体扩散层的性能评价体系下的评价分数，还包括：
33、获取所述燃料电池气体扩散层下的各个性能评价指标的评价函数，计算得到各个性能评价指标的评价值；
34、依据各个指标性能对于燃料电池性能的重要性程度为每个性能评价指标值分配指标权重；
35、计算所述多个孔隙率结构在燃料电池气体扩散层的性能评价体系下的评价分数。
36、根据本专利技术第二方面，本专利技术请求保护一种基于燃料电池气体扩散层性能评价的优化设计装置，其特征在于，包括：
37、一个或多个处理器；
38、存储器，其上存储有一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现所述的一种基于燃料电池气体扩散层性能评价的优化设计方法。
39、本申请涉及燃料电池测试
，尤其涉及一种基于燃料电池气体扩散层性能评价的优化设计方法和装置，根据生产需求确定燃料电池气体扩散层的总体孔隙率，获取总体孔隙率下的多个孔隙率结构；获取燃料电池气体扩散层的性能评价指标，构建燃料电池气体扩散层的性能评价体系；结合评价函数和指标权重，计算多个孔隙率结构在燃料电池气体扩散层的性能评价体系下的评价分数；依据评价分数，确定多个孔隙率结构中的最优设计方案。本专利技术不仅可以筛选出最佳燃料电池产品设计，同时还可以看出不同燃料电池产品设计之间性能指标的差异性，通过补足短板指导燃料电池产品优化设计方向。
【技术保护点】
1.一种基于燃料电池气体扩散层性能评价的优化设计方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于燃料电池气体扩散层性能评价的优化设计方法，其特征在于，所述多个孔隙率结构至少包括：
3.如权利要求1所述的一种基于燃料电池气体扩散层性能评价的优化设计方法，其特征在于，所述燃料电池气体扩散层的性能评价指标至少包括：
4.如权利要求3所述的一种基于燃料电池气体扩散层性能评价的优化设计方法，其特征在于，还包括：
5.如权利要求3所述的一种基于燃料电池气体扩散层性能评价的优化设计方法，其特征在于，还包括：
6.如权利要求3所述的一种基于燃料电池气体扩散层性能评价的优化设计方法，其特征在于，还包括：
7.如权利要求3所述的一种基于燃料电池气体扩散层性能评价的优化设计方法，其特征在于，还包括：
8.如权利要求3所述的一种基于燃料电池气体扩散层性能评价的优化设计方法，其特征在于，所述结合评价函数和指标权重，计算所述多个孔隙率结构在燃料电池气体扩散层的性能评价体系下的评价分数，还包括：
9.一种基
...【技术特征摘要】
1.一种基于燃料电池气体扩散层性能评价的优化设计方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于燃料电池气体扩散层性能评价的优化设计方法，其特征在于，所述多个孔隙率结构至少包括：
3.如权利要求1所述的一种基于燃料电池气体扩散层性能评价的优化设计方法，其特征在于，所述燃料电池气体扩散层的性能评价指标至少包括：
4.如权利要求3所述的一种基于燃料电池气体扩散层性能评价的优化设计方法，其特征在于，还包括：
5.如权利要求3所述的一种基于燃料电池气体扩散层性能评价的优化设计...
【专利技术属性】
技术研发人员：焦道宽，郝冬，张妍懿，吴志新，侯永平，浦及，杨子荣，赵鑫，王睿迪，董文妍，
申请(专利权)人：中汽研新能源汽车检验中心天津有限公司，
类型：发明
国别省市：
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