質(zhì)子交換膜燃料電池接觸電阻數(shù)學(xué)建模與參數(shù)分析.pdf

1、燃料電池以電化學(xué)反應(yīng)方式將儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能不經(jīng)過(guò)燃燒而直接轉(zhuǎn)換為電能。其中，質(zhì)子交換膜（PEM）燃料電池以其啟動(dòng)快、排放低、工作溫度低等優(yōu)點(diǎn)而逐漸引起人們的重視。PEM燃料電池內(nèi)雙極板/氣體擴(kuò)散層間接觸電阻是造成其正常工作狀態(tài)下能量損失的重要來(lái)源。 本文研究了PEM燃料電池內(nèi)石墨雙極板與炭紙氣體擴(kuò)散層間接觸電阻的形成機(jī)理。通過(guò)建立接觸響應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，得到接觸面上接觸電阻與壓力的關(guān)系，并系統(tǒng)分析了相關(guān)影響因素。論文取得

2、了如下成果： （1）提出了一種有效的接觸電阻回歸分析方法。利用拉丁超立方抽樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，運(yùn)用有限元法計(jì)算細(xì)觀接觸響應(yīng)，然后采用多元線性回歸分析建立細(xì)觀接觸響應(yīng)模型并計(jì)算出雙極板/氣體擴(kuò)散層接觸面上壓力與接觸電阻關(guān)系。模型分析結(jié)果表明，氣體擴(kuò)散層中炭纖維各向異性的材料屬性及其在接觸過(guò)程中的橫向彎曲變形對(duì)接觸電阻估計(jì)值有較大的影響； （2）發(fā)展了接觸響應(yīng)解析模型。通過(guò)簡(jiǎn)支梁彎曲理論及Hertz接觸理論建立了細(xì)觀接觸模型，運(yùn)