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PEMFC金属双极板密封设计的有限元仿真

发布时间:2018-01-04 18:09

  本文关键词:PEMFC金属双极板密封设计的有限元仿真 出处:《中国科技论文》2017年16期  论文类型:期刊论文


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【摘要】:针对目前质子交换膜燃料电池密封胶气体密封不严导致的电化学性能低和泄露问题,以固态光固化密封胶为研究对象,基于单边接触理论和有限元方法进行密封胶与金属双极板的结构力学分析。建立金属双极板和密封胶截面接触力学模型,在燃料电池典型工作温度和密封胶不同压缩率下,对燃料电池常用的半圆形和矩形,以及自主设计双峰形和三峰形截面密封胶的气密性进行分析。最后根据燃料电池气密性要求和密封胶线受力对三峰形密封胶截面进行形状与尺寸的设计优化,提出密封胶初始高度的设计方法。本研究可为燃料电池密封胶设计提供一定的理论支撑。
[Abstract]:Aiming at the problem of low electrochemical performance and leakage due to the gas seal of proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) sealant, solid-state light-cured sealant was used as the research object. Based on the one-sided contact theory and finite element method, the structural mechanics analysis of sealant and metal bipolar plate was carried out, and the contact mechanics model of metal bipolar plate and sealant cross-section was established. The semicircle and rectangle are commonly used for fuel cell under typical operating temperature and different compression ratio of sealant. The airtightness of the self-designed double-peak and three-peak section sealant was analyzed. Finally, the shape and size of the three-peak sealant cross-section were optimized according to the gas tightness requirement of fuel cell and the stress of sealant line. The design method of the initial height of sealant is put forward, which can provide some theoretical support for the design of fuel cell sealant.
【作者单位】: 同济大学汽车学院;同济大学新能源汽车工程中心;同济大学物理科学与工程学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51405344) 高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20130072120041) 教育部47批留学回国人员科研启动基金 国家重点研发计划专项(2016YFB0101320)
【分类号】:TM911.4
【正文快照】: 质子交换膜燃料电池是通过氢气和氧气发生电化学反应生成电的一种能量转换装置,燃料电池使用的密封胶要满足一定的气体密封性要求,防止具有一定压力的反应气体泄漏。密封胶(通常为密封垫片或密封圈)通常放置在双极板之间,主要作用是密封反应气体和定量控制双极板在封装过程中

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本文编号:1379504


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