质子交换膜燃料电池流场设计最佳化的反问题求解方法

• 作者: 冯黛丽 张欣欣 林林 王晓东
• 来源期刊: 北京科技大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 质子交换膜燃料电池 流场 反问题 共轭梯度法 最佳化
• 年，卷（期）: 2010,（1）
• 所属期刊栏目: 能源与环境
• 页码范围: 105-111
• 页数: 7页
• 分类号: TM911.4
• 语种: 中文

摘要

为寻求最佳的流道高度参数,利用由简化共轭梯度法(反向求解器)和完整的三维、两相、非等温燃料电池数学模型(正向求解器)构成的质子交换膜燃料电池多参数最佳化反问题求解方法,将流道各弯头处高度作为搜寻变量(最佳化对象),以电池输出功率密度的倒数作为目标函数,通过搜寻目标函数最小值,得到了流道各弯头处最佳高度(最优化设计参数值). 结果表明,最佳的蛇型流场除出口流道为高度渐扩型外,其余流道均为高度渐缩型,其性能比传统蛇型流场提高了约11.9%. 渐缩型的流道强化了肋下对流,可有效移除肋条下方多孔扩散层中的液态水,提高反应气向多孔电极的传递速率,因而改善了电池性能. 渐扩型的出口流道可防止过强的肋下对流导致燃料"短路",直接跨过多孔扩散层从电池出口流出造成燃料浪费.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张欣欣	北京科技大学机械工程学院	253	1494	17.0	25.0
2	王晓东	北京科技大学机械工程学院	25	162	7.0	11.0
3	林林	北京科技大学机械工程学院	25	259	9.0	15.0
4	冯黛丽	北京科技大学机械工程学院	11	30	4.0	5.0