湖南大學付建勤獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉湖南大學申請的專利一種燃料電池陽極壓降的快速預測方法及系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119650768B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-29發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202411684222.X,技術領域涉及:H01M8/0438;該發明授權一種燃料電池陽極壓降的快速預測方法及系統是由付建勤;李超;秦博權;曠金博設計研發完成,并于2024-11-22向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種燃料電池陽極壓降的快速預測方法及系統在說明書摘要公布了:本申請屬于汽車結構設計技術領域,具體涉及一種燃料電池陽極壓降的快速預測方法及系統,方法包括獲取燃料電池堆的流場結構參數;根據結構參數計算衡量陽極壓降損失的指標因子數;判斷流場板流道結構類別,針對非平行流場,進一步獲取彎角結構參數并計算相關壓降損失的指標因子數;獲取運行工況和工質物性參數,基于這些參數計算輔助中間變量;利用指標因子和中間變量計算陽極流道壓降值,并評估不同電堆結構的壓降性能。本申請解決了現有技術中陽極壓降預測依賴復雜仿真軟件或龐大數據集的問題,實現了無需外部支持即可快速、精確預測陽極壓降的技術問題。
本發明授權一種燃料電池陽極壓降的快速預測方法及系統在權利要求書中公布了:1.一種燃料電池陽極壓降的快速預測方法,其特征在于,方法包括: 步驟S1:獲取燃料電池堆的流場結構參數; 步驟S2:基于獲取的燃料電池堆的流場結構參數,計算用于衡量燃料電池堆陽極壓降損失的指標因子數; 步驟S3:判斷流場板的流道結構類別,若為平行流場結構,直接進入步驟S10;若為非平行流場結構,則進入步驟S4; 步驟S4:在非平行流場的情況下,獲取流道彎角的結構參數; 步驟S5:根據彎角的結構參數,計算由于彎角造成的陽極流道內壓降損失的指標因子數; 步驟S6:獲取與燃料電池堆運行工況相關的參數; 步驟S7:獲取燃料電池堆陽極側的工質物性參數; 步驟S8:基于步驟6中獲取的工況參數和步驟7中得到的工質物性參數,計算指標因子數的輔助中間變量和指標因子數的輔助中間變量; 步驟S9:基于步驟S8的輔助中間變量和對應的指標因子,計算燃料電池陽極流道的非平行流場的壓降值; 步驟S10:若流道為平行流場結構,判斷是否需要進行壓降預測計算,若需要進入步驟S11,否則進入步驟S12; 步驟S11:獲取與燃料電池堆運行工況相關的參數和燃料電池堆陽極側的工質物性參數,并計算壓降損失的指標因子的輔助中間變量,基于壓降損失的指標因子和輔助中間變量,計算平行流場的壓降值; 步驟S12:對燃料電池堆陽極流道的壓降值進行比較,以評估不同燃料電池堆結構在多種運行工況下的壓降性能表現; 步驟S2中,衡量燃料電池堆陽極壓降損失的指標因子數通過下式確定: ; 式中:表示流道總長度;表示流道截面積;表示水力直徑;表示單電池數量;表示陽極側流道數量; 步驟S5中,衡量燃料電池堆陽極流道內因彎角引起的壓降損失的指標因子數通過下式確定: ; 式中:i表示單電池內陽極流道中的顯著彎角數量;表示燃料電池堆內單電池總數;表示是流道的寬度;表示流道的深度;表示單電池陽極側流道數量; 步驟S8中,指標因子數的輔助中間變量和指標因子數的輔助中間變量通過下式確定: ; 式中:16表示流體力學中的流體摩擦系數調整的常數;I表示電堆電流;表示混合物的粘度;分別表示蒸汽和氫氣的摩爾質量;和分別表示蒸汽和氫氣的分壓力;表示混合物的密度;F表示法拉第常數;表示離散阻力系數;表示流體密度;表示陽極化學計量比; 步驟S9中,燃料電池陽極流道的壓降值通過下式確定: ; 式中:表示衡量直流道引起的壓降損失的指標因子;表示數的輔助中間變量;表示衡量流道中彎角引起的附加壓降損失的指標因子;表示數的輔助中間變量; 步驟S11中,平行流道的壓降數值通過下式確定: ; 式中:表示衡量平行流道引起的壓降損失的指標因子;表示數的輔助中間變量。
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