[发明专利]燃料电池流道的设计方法及终端

权利要求书

1.一种燃料电池流道的设计方法，其特征在于，包括：确定气体在流道中的每个流通路径；分别计算得到所述气体在各个流通路径中的压强损失值；根据各所述压强损失值，计算得到排水最小流量，所述排水最小流量为所述气体排出所述流道中液滴所需的流量的最小值；

确定气体在流道中的流通路径，包括：确定所述流道中液滴的形态，所述液滴的形态包括半水滴形态和全水滴形态，半水滴形态的所述液滴未堵塞整个所述流道，全水滴形态的所述液滴堵塞整个所述流道；根据所述液滴的形态，确定所述气体在所述流道中的流通路径；

根据所述液滴的形态，确定所述气体在所述流道中的流通路径，包括：当所述液滴的形态为半水滴形态时，所述流通路径为第一路径，所述第一路径中的所述气体在所述液滴和气体扩散层之间的所述流道中流通；当所述液滴的形态为全水滴形态时，所述流通路径为第二路径，所述第二路径中的所述气体由所述流道经所述气体扩散层旁通至相邻的另一流道中。

2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，分别计算得到所述气体在不同流通路径中的压强损失值，包括：当所述气体的流通路径为所述第一路径时，所述气体的压强损失值为第一损失值，所述第一损失值为所述气体在所述液滴和气体扩散层之间的所述流道中流通时产生的压强损失，根据以下公式计算得到所述第一损失值：

其中，ΔP₁为所述第一损失值，μ为所述气体的粘度系数，Q为所述气体的流量，L0为所述液滴的水珠临界长度，n为所述流道的宽度，t_channel为所述流道处的气体扩散层厚度，k_channel为所述流道处的气体扩散层的渗透率。

3.根据权利要求2所述的设计方法，其特征在于，分别计算得到所述气体在不同流通路径中的压强损失值，还包括：当所述气体的流通路径为所述第二路径时，所述气体的压强损失值包括第二损失值，所述第二损失值为所述气体推动所述液滴时产生的压强损失，根据以下公式计算得到所述第二损失值：

其中，ΔP₂为所述第二损失值，γ为所述液滴的表面张力，θ_R-GDL为所述液滴在气体扩散层上的后退接触角，θ_A-GDL为所述液滴在气体扩散层上的前进接触角，θ_R-channel为所述液滴在所述流道上的后退接触角，θ_A-channel为所述液滴在所述流道上的前进接触角，r为液滴的半径。

4.根据权利要求3所述的设计方法，其特征在于，分别计算得到所述气体在不同流通路径中的压强损失值，还包括：当所述气体的流通路径为所述第二路径时，所述气体的压强损失值还包括第三损失值，所述第三损失值为所述气体由所述流道经所述气体扩散层旁通至相邻的其他流道中时产生的压强损失，根据以下公式计算得到所述第三损失值：

其中，ΔP₃为所述第三损失值，m为所述流道的脊背的厚度，k_rib为所述流道的脊背处的气体扩散层的渗透率，t_rib为所述流道的脊背处的气体扩散层的厚度，D_bypass为所述气体的旁通距离，μ为气体的沾度系数，Q为气体的流量。

5.根据权利要求4所述的设计方法，其特征在于，根据各所述压强损失值，计算得到排水最小流量，包括：当所述第一损失值等于第二损失值时，根据所述第一损失值和所述第二损失值，计算得到所述气体的流量，将此时所述气体的流量作为所述排水最小流量。

6.根据权利要求5所述的设计方法，其特征在于，所述设计方法还包括：

当所述第二损失值等于第三损失值时，根据所述第二损失值、所述第三损失值和所述排水最小流量，计算得到所述排水最小流量和所述气体旁通距离的比值；根据所述排水最小流量和所述气体旁通距离的比值，确定所述流道的最大设计长度。