质子交换膜燃料电池不同流场接触压力有限元分析Finite element analysis of assembly torque contact pressure for PEMFC
周崇波,方醒,阮炯明,杨庆华
摘要(Abstract)：
质子交换膜燃料电池(PEMFC)螺栓扭矩在双极板与气体扩散层间产生接触压力,该力直接影响反应气体扩散层传质进而影响PEMFC效率。本文建立了三维有限元模型,研究不同材质和流道形式下接触压力随螺栓扭矩的变化规律。研究结果表明:石墨双极板接触压力较316L不锈钢小,分布更均匀;平行流场接触压力最大,三通道蛇形流场最小;平行流场分布均匀性最佳,新型仿生树形流场最差;平行流场螺栓扭矩在1.5～2.0N·m间、三通道蛇形与新型仿生树形流场在2.0～2.5N·m间存在分布均匀性极值。从优化接触压力与分布均匀性提升PEMFC性能的角度出发,应采用弹性模量小的材质以及双极板与气体扩散层直接接触面积少、流道数目多且一致化的流道形式,并使用最佳螺栓扭矩进行封装。
关键词(KeyWords)： 质子交换膜燃料电池;螺栓扭矩;流道形式;双极板材质;接触压力;有限元分析
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作者(Author): 周崇波,方醒,阮炯明,杨庆华
DOI: 10.19666/j.rlfd.201807131