質子交換膜燃料電池接觸電阻數(shù)學建模與參數(shù)分析.pdf

1、燃料電池以電化學反應方式將儲存在燃料和氧化劑中的化學能不經過燃燒而直接轉換為電能。其中，質子交換膜（PEM）燃料電池以其啟動快、排放低、工作溫度低等優(yōu)點而逐漸引起人們的重視。PEM燃料電池內雙極板/氣體擴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源。 本文研究了PEM燃料電池內石墨雙極板與炭紙氣體擴散層間接觸電阻的形成機理。通過建立接觸響應的數(shù)學模型，得到接觸面上接觸電阻與壓力的關系，并系統(tǒng)分析了相關影響因素。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行實驗設計，運用有限元法計算細觀接觸響應，然后采用多元線性回歸分析建立細觀接觸響應模型并計算出雙極板/氣體擴散層接觸面上壓力與接觸電阻關系。模型分析結果表明，氣體擴散層中炭纖維各向異性的材料屬性及其在接觸過程中的橫向彎曲變形對接觸電阻估計值有較大的影響； （2）發(fā)展了接觸響應解析模型。通過簡支梁彎曲理論及Hertz接觸理論建立了細觀接觸模型，運