[发明专利]一种自适应流场调控式燃料电池极板结构

权利要求书

1.一种自适应流场调控式燃料电池极板结构，包括基板，其特征在于：所述的基板上设有多个平行排列的微流道；所述的基板上设有流体入口和流体出口，所述的多个平行排列的微流道的前端设有一个流体入口通道，所述的多个平行排列的微流道的后端设有一个流体出口通道，且流体入口方向和流体出口方向分别与微流道的前端和后端的夹角为3-7°；所述的基板上设有一个长方形凹槽，所述的多个平行排列的微流道位于该长方形凹槽内，所述的流体入口和流体出口分别位于长方形凹槽上延对角线方向两个顶点位置；所述的流体入口和流体出口分别位于长方形凹槽的两个长边，所述的流体入口通道和流体出口通道分别位于凹槽的两侧；所述的流体入口通道顺着流体的流入方向逐渐变窄，所述的流体出口通道顺着流体的流出方向逐渐变宽；所述的多个微流道的进口与流体入口通道连通，所述的多个微流道的出口与流体出口通道连通；

所述的微流道内置有柔性金属片；所述的柔性金属片在受到经过微流道的流体作用时能够产生二维或三维结构形变；所述柔性金属片根据流场实际工况条件发生相应的功能形变，改变反应气体的流动角度，使流场形成二次流现象，增强了流场对反应气体的运输性能，同时强化了散热效果。

2.根据权利要求1所述的一种自适应流场调控式燃料电池极板结构，其特征在于：所述微流道的数量为15～25；所述的多个平行排列的微流道的长度、形状、截面尺寸均相同。

3.根据权利要求1所述的一种自适应流场调控式燃料电池极板结构，其特征在于：所述微流道的宽深比为1.0～1.2。

4.根据权利要求1所述的一种自适应流场调控式燃料电池极板结构，其特征在于：所述微流道平行布置的间距为0.5～1.0mm。

5.根据权利要求1所述的一种自适应流场调控式燃料电池极板结构，其特征在于：所述柔性金属片两端与相应的微流道的两端边缘的距离为0.05～0.2mm。

6.根据权利要求1所述的一种自适应流场调控式燃料电池极板结构，其特征在于：所述柔性金属片的厚度为0.01～0.1mm，宽度为0.6～0.9mm：所述柔性金属片初始形状为正弦波浪形，波长为2.0～4.0mm，波峰为0.3～0.6mm。

7.根据权利要求1所述的一种自适应流场调控式燃料电池极板结构，其特征在于：所述柔性金属片与基板的夹角随着流体速度的增大而减小。

8.根据权利要求1所述的一种自适应流场调控式燃料电池极板结构，其特征在于：柔性金属片二维形变时，反应气体的流动角度的改变量β＝2α₁，式中α₁为气体在柔性金属片上作用点的切线与基板的夹角。

9.根据权利要求1所述的一种自适应流场调控式燃料电池极板结构，其特征在于：柔性金属片三维形变时，反应气体的流动角度的改变量β＝2(θ₁+(θ₂-θ₁)·x·cosθ₃/L)，式中θ₁和θ₂分别是A、B两点切线与基板的夹角；θ₃是气流方向与入口垂线的夹角；x为气体作用点与A点的距离；L为柔性金属片的宽度。