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[发明专利]一种阴极双场错排双极板流场结构及一体式可逆燃料电池-CN202111159170.0有效
发明人：姚思越;郭孟迪;李平安;邱殿凯;彭林法 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2021-09-30 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： H01M8/0258 文献下载
摘要：本发明涉及一种燃料电池，具体涉及一种阴极双场错排双极板流场结构及一体式可逆燃料电池，包括氧极板、中间板和氢极板组成的三板结构；氧极板为双场错排的阴极板，正面设有氧化剂分配流道、氧化剂反应流道和水反应流道，反面设有水分配流道，以及贯通氧极板正反两面的开口、氧化剂公共流道和反应水公共流道。与现有技术相比，本发明实现了水和气的分离传输，通过控制水、气流道出口的开闭实现在模式切换时的高效吹扫，提高了一体式可逆燃料电池的水气管理与传质性能，明显提高了一体式可逆燃料电池的性能。
一种阴极双场错排双极板结构体式可逆燃料电池

[发明专利]燃料电池用气体扩散层渗透率与扩散系数测量方法及设备-CN202010763237.0有效
发明人： 邱殿凯;黄福享;彭林法;易培云;来新民 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2020-07-31 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： G01N15/08 文献下载
摘要：本发明涉及一种燃料电池用气体扩散层渗透率与扩散系数测量方法及设备，该设备包括气源(12)、气体流量控制器(10)、增湿系统(9)、温控系统(11)、装夹装置、状态监测模块与信号接收模块(6)，其中，装夹装置包括上压块、下压块(13)、上多孔金属块(7)、下多孔金属块(15)、O型圈(4)与密封圈(16)，被测气体扩散层(14)夹在上压块和下压块(13)之间，上金属多孔压块(7)装夹在上压块中，下多孔金属块(15)装夹在下压块(13)中。与现有技术相比，本发明可实现可控温湿环境中，气体扩散层压缩状态下厚度与面内方向的气体渗透率与扩散系数测量，操作方便，可根据该设备测量结果评估不同气体扩散层的传质特性。
燃料电池气体扩散渗透扩散系数测量方法设备

[发明专利]空冷型燃料电池氢空流场平行的双极板-CN202111347950.8有效
发明人： 邱殿凯;叶凌锋;周相阳;彭林法;来新民 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2021-11-15 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： H01M8/0258 文献下载
摘要：本发明涉及空冷型燃料电池氢空流场平行的双极板，该双极板(10)一面为阳极板(11)，另一面为阴极板(21)，其中阳极板(11)面设有若干阳极流道(12)，所述阴极板(21)面设有与阳极对应的阴极流道(22)，所述的阳极流道(12)和阴极流道(22)的反应区域相互平行，燃料气体和氧化剂气体分别在阳极板和阴极板的反应区域中平行逆向流动。与现有技术相比，本发明突破了传统空冷型燃料电池阴极流场和阳极流场垂直的结构，提高了电池温湿度分布均匀性，通过分区和渐变分配区的设计提升了气体分配均匀性，保证了空冷型燃料电池的高性能输出。
空冷型燃料电池氢空流场平行极板

[发明专利]一体式可逆燃料电池能源系统-CN202111150869.0有效
发明人：郁中昊;张忠豪;邱殿凯;彭林法 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2021-09-29 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： H01M8/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种可逆燃料电池，具体涉及一体式可逆燃料电池能源系统，包括一体式可逆燃料电池子系统，锂电池辅助启动子系统、太阳能电解供能子系统、储氢子系统；一体式可逆燃料电池子系统由一体式可逆燃料电池电堆，氢气循环分系统，空气循环分系统，冷却水循环分系统，电解水循环分系统组成；系统包括发电模式和电解模式。与现有技术相比，本发明实现了对氢气的循环利用，一体式可逆燃料电池子系统，锂电池辅助启动子系统和太阳能电解供能子系统的配合使得氢气能够被高效地利用，生产和储存，从而提升了系统的续航时间，提高了系统的能量利用效率。
体式可逆燃料电池能源系统

[发明专利]流场自适应的电池极板结构及燃料电池-CN202010364414.8有效
发明人：彭林法;李平安;邱殿凯;易培云;来新民;龚正伟;靳少辉;姜天豪 -专利权人：上海交通大学;未势能源科技有限公司;上海治臻新能源装备有限公司
申请日： 2020-04-30 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： H01M8/0258 文献下载
摘要：本发明涉及一种流场自适应的电池极板结构及燃料电池，用于一体式再生燃料电池，该极板上的流场为双功能流场(1)，包括：依次连通的流场入口(101)、蜿蜒流道(102)、和流场出口(106)，其中相邻蜿蜒流道(102)之间为流场脊(103)，流场脊(103)上设有导水隔气结构(105)，流场边缘设有水分配区(104)。与现有技术相比，本发明创造性提出双功能流场可实现一体式再生燃料电池发电和电解不同模式下流场形态的自转变，在发电模式下，双功能流场形态趋于长流道的蛇形流场，有利于增大流场压降，利于排水，从而提高发电性能；在电解模式下，双功能流场的形态趋于短流道的平行流场，有利于水的均匀分配，防止电解水产生的气体堵塞流道，提高电解性能。
自适应电池极板结构燃料电池

[发明专利]一种微纳米结构涂层的柔性辊压成形装置-CN202210220594.1有效
发明人：易培云;万月;邱殿凯;彭林法;来新民 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2022-03-08 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： B05C9/12 文献下载
摘要：本发明涉及一种微纳米结构涂层的柔性辊压成形装置，包括机架以及安装在机架上的预热模块、成形/保形模块、张紧力调节模块，所述的张紧力调节模块连接成形/保形模块；其特征在于，还包括运动调节模块，辊压过程中，待加工试件固定不动，整个装置通过运动调节模块在试件被加工表面向前辊压，涂层物质储存于预热模块，随装置运动进入成形/保形模块，经成形/保形模块后黏附在试件表面，形成规则的微纳米结构涂层。与现有技术相比，本发明利用柔性气囊装置和运动调节装置，适合在不规则形状的试件表面连续加工微纳结构涂层，提高了加工效率，拓展了单一辊压装置的适用范围，是一种工艺先进的压印成型方法。
一种纳米结构涂层柔性成形装置

[发明专利]一种带有表面微结构的燃料电池金属极板及其制造方法-CN202010334974.9有效
发明人：彭林法;李志鹏;徐竹田;邱殿凯;易培云;来新民;石伟玉;侯中军;姜天豪 -专利权人：上海交通大学;上海汽车集团股份有限公司;上海治臻新能源装备有限公司
申请日： 2020-04-24 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： H01M8/0206 文献下载
摘要：本发明涉及一种带有表面微结构的燃料电池金属极板及其制造方法，将金属极板表面分区设置凸出或凹陷的微阵列结构。与现有技术相比，本发明二级微结构，从而能够增大与气体扩散层的有效接触面积，进而降低极板与气体扩散层间的接触电阻，提高燃料电池的输出电压，二级结构调节极板表面的亲疏水性，改善电池内水管理，有利于保证质子膜工作时所需的一定湿度，也能够及时排出流道内生成的液态水。整个极板表面被分成不同的区块，防止电堆内过分干燥或过多水分聚集，分块设计能够更好地提高燃料电池的性能和效率，具有制备过程简单环保、耐腐蚀性好等优点。
一种带有表面微结构燃料电池金属极板及其制造方法

[发明专利]一体式可逆燃料电池模式切换控制系统及方法-CN202310163641.8在审
发明人： 邱殿凯;郭孟迪;解凌云;彭林法 -专利权人：上海交通大学;潍柴动力股份有限公司
申请日： 2023-02-24 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： H01M8/04298 文献下载
摘要：本发明涉及一种一体式可逆燃料电池模式切换控制系统及方法，用于控制一体式可逆燃料电池由电解模式转换为发电模式，包括电解停止阶段，吹扫阶段和发电开始阶段，其中：电解停止阶段：关闭燃料电池电解水通路，打开空气压缩机或其他氧气源以及空气入口，空气出口水流量小于阈值时切换空气出口联通通路；吹扫阶段：对燃料电池氧气侧进行吹扫，吹扫过程中实时监测膜的水含量，在水含量到达不同阶段时，实时将吹扫气体流量调整为该水含量下的最佳流量；发电开始阶段：将空气压缩机或其他氧气源调整为发电模式，并打开氢气入口，进行发电。与现有技术相比，本发明简化了管路设计和控制流程，提高了模式切换效率。
体式可逆燃料电池模式切换控制系统方法

[发明专利]一种具有复合功能的自适应燃料电池装配结构-CN202010316866.9有效
发明人：彭林法;刘文青;邱殿凯;易培云;来新民;张天羽;郭亮;姜天豪 -专利权人：上海交通大学;未势能源科技有限公司;上海治臻新能源装备有限公司
申请日： 2020-04-21 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： H01M8/2404 文献下载
摘要：本发明涉及一种具有复合功能的自适应燃料电池装配结构，包括由壳体(1)，盖板(2)，可调端板(3)和缓冲端板(4)组成的箱体式装配壳体，待装配双极板和膜电极组(6)置于所述箱体式装配壳体内，其中，所述的壳体(1)内设有限位条(5)，通过限位条(5)与壳体(1)和盖板(2)的配合对双极板和膜电极组(6)进行定位，通过可调端板(3)对电池总体厚度进行微调，通过缓冲端板(4)提供装配压力。与现有技术相比，本发明实现了装配过程中电堆装配力的均匀，可以实时进行泄露检测，该装置操作简单，装配效率高，集成化程度高，可满足燃料电池的快速装配。
一种具有复合功能自适应燃料电池装配结构

[发明专利]一种获取质子交换膜燃料电池极化损失分布的测试系统及测试方法-CN202211641396.9在审
发明人： 邱殿凯;宋仕宽;周子涵;彭林法;来新民 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2022-12-20 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： H01M8/04664 文献下载
摘要：本发明属于燃料电池领域，具体涉及一种获取质子交换膜燃料电池极化损失分布的测试系统及测试方法，包括如下步骤：通过多功能测试板模块获取燃料电池反应区不同位置处的电压、温度、电流密度和高频阻抗以及阴阳极侧的湿度和压力；根据获取的温度、湿度、压力和电流密度计算燃料电池不同位置处的可逆电动势和活化极化损失；根据获取的电流密度和高频阻抗得到燃料电池不同位置处的欧姆极化损失；根据获取的电压、可逆电动势、活化极化损失以及欧姆极化损失，计算燃料电池不同位置处的传质极化损失。与现有技术相比，本发明解决现有技术中无法获得活化极化损失、欧姆极化损失、传质极化损失的分布情况的问题。
一种获取质子交换燃料电池极化损失分布测试系统方法

[发明专利]一种纵横式可逆燃料电池阴极流场结构-CN202110372111.5有效
发明人：郭孟迪;邱殿凯;彭林法;易培云;来新民 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2021-04-07 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： H01M8/0258 文献下载
摘要：本发明涉及一种纵横式可逆燃料电池阴极流场结构，用于一体式可逆燃料电池，包括纵横立体流道和进出口，所述的纵横立体流道由阴极气体主流道、阴极气体反应流道和电解水主流道组成；一体式可逆燃料电池发电时，阴极气体主流道中的气体分配至阴极气体反应流道发生反应，生成的水在压差作用下经过气体扩散层进入电解水主流道；一体式可逆燃料电池电解时，反应水由电解水主流道进入气体扩散层反应生成气体，阴极气体反应流道汇集生成的阴极气体并经由阴极气体主流道排出。与现有技术相比，本发明实现了在发电和电解两种工作模式下，水和气的分离，也有效优化了模式切换的速度和效果，明显提高了电池系统的性能。
一种纵横可逆燃料电池阴极结构

[发明专利]一种拼插式燃料电池装配结构-CN202211341021.0在审
发明人： 邱殿凯;杨天宇;彭林法;易培云;来新民 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2022-10-30 - 公布日： 2022-12-30 - 主分类号： H01M8/2465 文献下载
摘要：本发明涉及一种拼插式燃料电池装配结构，该装配结构包括电堆堆芯、端板(8)以及限位结构，其中端板(8)放置在电堆堆芯的上下端，可对电堆堆芯进行压缩和固定，电堆堆芯是由双极板、膜电极形成的电池组堆叠而成；双极板在保持反应区域特征不变的情况下，在双极板两侧加工出三种类型的侧翼特征。将一定数量具有相同侧翼特征的双极板堆叠，形成电池组，再将三种类型的电池组与限位结构相互配合，并通过配合后形成的孔结构与凸起结构完成堆叠拼插，形成电堆的最小装配单元。与现有技术相比，本发明可提升电堆堆芯的装配精度和装配效率，且可以为电堆提供额外约束，减小电堆装配后腰部塌陷的情况。
一种拼插式燃料电池装配结构

[发明专利]利用表面微结构形成梯度过渡的复合金属薄板制备方法和装置-CN202111119986.0有效
发明人：徐竹田;张浩明;李夏楠;邱殿凯;彭林法 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2021-09-24 - 公布日： 2022-12-23 - 主分类号： B32B38/16 文献下载
摘要：本发明涉及一种利用表面微结构形成梯度过渡的复合金属薄板制备方法和装置，包括以下步骤：1)将多层待复合金属板材表面清洁；2)使用带有表面微结构的轧辊在金属板材的表面进行初次轧制，形成相互啮合的微结构；3)将初步压制的多层金属板材交汇至一起，使相邻金属板材的表面微结构相互啮合；4)对表面结构相互啮合的多层金属板材再次进行轧制，多道轧制和退火处理之后得到所需厚度的复合金属板；5)对得到的复合金属板进行压平、切割处理得到产品。与现有技术相比，对于需要进行后续塑性加工的燃料电池极板，本发明方法可以有效缓解复合板结合面材料的力学性能突变问题，从而提高复合板的复合质量。
利用表面微结构形成梯度过渡复合金属薄板制备方法装置

[发明专利]一种燃料电池双极板质量的测评方法、装置及测评设备-CN202110540889.2在审
发明人：廖书信;俞建军;邱殿凯;许寒旭;来新民;任骋 -专利权人：中移（上海）信息通信科技有限公司;上海交通大学;中国移动通信集团有限公司
申请日： 2021-05-18 - 公布日： 2022-11-22 - 主分类号： G06F30/27 文献下载
摘要：本发明提供一种燃料电池双极板质量的测评方法、装置及测评设备，属于电池制备技术领域，其中，所述燃料电池双极板质量的测评方法包括：根据双极板的关联数据，构建双极板数字孪生模型；采集双极板的实际成形缺陷，利用所述双极板数字孪生模型对所述实际成形缺陷进行仿真，得到仿真结果；生成双极板成形质量评价指标，利用所述双极板质量评价指标对所述仿真结果进行评价，生成双极板质量评价结果。本发明中，能够充分采集双极板成形过程中产生的多种缺陷，通过建立数字孪生模型，结合不同质量评价指标来评估双极板的成形缺陷对双极板的成形质量的影响，可以有效减少误判几率，实时获取燃料电池实际安装工况下的双极板成形质量。
一种燃料电池极板质量测评方法装置设备

[发明专利]燃料电池的装配方法、装配装置及装配设备-CN202110540890.5在审
发明人： 邱殿凯;俞建军;廖书信;许寒旭;来新民;任骋 -专利权人：中移（上海）信息通信科技有限公司;上海交通大学;中国移动通信集团有限公司
申请日： 2021-05-18 - 公布日： 2022-11-22 - 主分类号： B23P19/00 文献下载
摘要：本发明提供一种燃料电池的装配方法、装配装置及装配设备，属于燃料电池制备技术领域，所述装配方法包括：根据燃料电池以及燃料电池的零部件的关联装配参数，构建燃料电池装配体数字孪生模型；利用燃料电池装配体数字孪生模型进行仿真实验，获取不同零部件尺寸误差下的最优装配参数，建立燃料电池的零部件尺寸误差与最优装配参数的映射关系；获取目标燃料电池的零部件尺寸误差，利用映射关系确定目标燃料电池的最优装配参数；根据目标燃料电池的最优装配参数，控制装配平台对目标燃料电池进行装配。本发明通过建立燃料电池装配体数字孪生模型，可在装配前确定最优装配参数，在装配过程中还可实时动态模拟实际装配过程并对装配平台进行优化调整。
燃料电池装配方法装置设备

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