[發明專利]燃料電池流道的設計方法及終端

有效

• 申請號: 201911376640.1
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111177920B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 黃易元;郝義國;劉超
• 申請（專利權）人: 格羅夫氫能源科技集團有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H01M8/026
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 龔春來

本公開提供了一種燃料電池流道的設計方法及終端，屬于燃料電池領域。該設計方法，包括：確定氣體在流道中的每個流通路徑；分別計算得到氣體在各個流通路徑中的壓強損失值；根據各壓強損失值，計算得到排水最小流量，排水最小流量為氣體排出流道中液滴所需的流量的最小值。本公開可以避免設計出的燃料電池流道存在水淹的問題。

技術領域

本公開屬于燃料電池領域，特別涉及一種燃料電池流道的設計方法及終端。

背景技術

在燃料電池的工作過程中，流道內會生產液滴，如果流道中的氣體無法及時將這些液滴排出，則會出現水淹的問題，導致電堆的性能下降、壽命衰減。因此，在燃料電池的設計過程中，希望知曉需要多大流量的氣體可以將流道中的液滴排出，以避免水淹的問題。

發明內容

本公開實施例提供了一種燃料電池流道的設計方法及終端，可以避免設計出的燃料電池流道存在水淹的問題。所述技術方案如下：

一方面，本公開實施例提供了一種燃料電池流道的設計方法，包括：確定氣體在流道中的每個流通路徑；

分別計算得到所述氣體在各個流通路徑中的壓強損失值；

根據各所述壓強損失值，計算得到排水最小流量，所述排水最小流量為所述氣體排出所述流道中液滴所需的流量的最小值。

可選地，確定氣體在流道中的流通路徑，包括：確定所述流道中液滴的形態，所述液滴的形態包括半水滴形態和全水滴形態，半水滴形態的所述液滴未堵塞整個所述流道，全水滴形態的所述液滴堵塞整個所述流道；

根據所述液滴的形態，確定所述氣體在所述流道中的流通路徑。

可選地，根據所述液滴的形態，確定所述氣體在所述流道中的流通路徑，包括：當所述液滴的形態為半水滴形態時，所述流通路徑為第一路徑，所述第一路徑中的所述氣體在所述液滴和氣體擴散層之間的所述流道中流通；

當所述液滴的形態為全水滴形態時，所述流通路徑為第二路徑，所述第二路徑中的所述氣體由所述流道經所述氣體擴散層旁通至相鄰的另一流道中。

可選地，分別計算得到所述氣體在不同流通路徑中的壓強損失值，包括：

當所述氣體的流通路徑為所述第一路徑時，所述氣體的壓強損失值為第一損失值，所述第一損失值為所述氣體在所述液滴和氣體擴散層之間的所述流道中流通時產生的壓強損失，根據以下公式計算得到所述第一損失值：

其中，ΔP₁為所述第一損失值，μ為所述氣體的粘度系數，Q為所述氣體的流量，L0為所述液滴的水珠臨界長度，n為所述流道的寬度，t_channel為所述流道處的氣體擴散層厚度，k_channel為所述流道處的氣體擴散層的滲透率。

可選地，分別計算得到所述氣體在不同流通路徑中的壓強損失值，還包括：

當所述氣體的流通路徑為所述第二路徑時，所述氣體的壓強損失值包括第二損失值，所述第二損失值為所述氣體推動所述液滴時產生的壓強損失，根據以下公式計算得到所述第二損失值：

其中，ΔP₂為所述第二損失值，γ為所述液滴的表面張力，θ_R-GDL為所述液滴在氣體擴散層上的后退接觸角，θ_A-GDL為所述液滴在氣體擴散層上的前進接觸角，θ_R-channel為所述液滴在所述流道上的后退接觸角，θ_A-channel為所述液滴在所述流道上的前進接觸角，r為液滴的半徑。

可選地，分別計算得到所述氣體在不同流通路徑中的壓強損失值，還包括：