[发明专利]燃料电池流道的设计方法及终端

说明书

本公开提供了一种燃料电池流道的设计方法及终端，属于燃料电池领域。该设计方法，包括：确定气体在流道中的每个流通路径；分别计算得到气体在各个流通路径中的压强损失值；根据各压强损失值，计算得到排水最小流量，排水最小流量为气体排出流道中液滴所需的流量的最小值。本公开可以避免设计出的燃料电池流道存在水淹的问题。

技术领域

本公开属于燃料电池领域，特别涉及一种燃料电池流道的设计方法及终端。

背景技术

在燃料电池的工作过程中，流道内会生产液滴，如果流道中的气体无法及时将这些液滴排出，则会出现水淹的问题，导致电堆的性能下降、寿命衰减。因此，在燃料电池的设计过程中，希望知晓需要多大流量的气体可以将流道中的液滴排出，以避免水淹的问题。

发明内容

本公开实施例提供了一种燃料电池流道的设计方法及终端，可以避免设计出的燃料电池流道存在水淹的问题。所述技术方案如下：

一方面，本公开实施例提供了一种燃料电池流道的设计方法，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，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。

可选地，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：