2023.3Vol.47No.3研究与设计收稿日期：2022-08-29作者简介：杨昆鹏(1998—)，男，湖北省人，硕士研究生，主要研究方向为燃料电池仿真分析。通信作者：宋少云风冷燃料电池结构优化及装配压力设计杨昆鹏，杨海沦，裴后昌，宋少云(武汉轻工大学机械工程学院，湖北武汉430048)摘要：风冷质子交换膜燃料电池简化了传统燃料电池的结构，极大地增强了其便携性而备受关注。风冷燃料电池的装配压力以及密封件的设计对于电池的性能具有重要影响。通过建立三维模型，运用有限元方法对风冷石墨流场板及密封件进行结构力学仿真分析。结果表明当直流道石墨流场板中密封圈的厚度为0.50mm，双极板长度为225mm，装配压力为2.5MPa时，风冷燃料电池双极板应力分布均匀性最好，电池性能最优。关键词：燃料电池；仿真分析；装配压力；密封圈；双极板中图分类号：TM911文献标识码：A文章编号：1002-087X(2023)03-0362-04DOI:10.3969/j.issn.1002-087X.2023.03.020Structuraloptimizationandassemblypressuredesignofair-cooledfuelcellYANGKunpeng,YANGHailun,PEIHouchang,SONGShaoyun(SchoolofMechanicalEngineering,WuhanPolytechnicUniversity,WuhanHubei430048,China)Abstract:Air-cooledprotonexchangemembranefuelcellshaveattractedmuchattentionforsimplifyingthestructureofconventionalfuelcellsandgreatlyenhancingtheirportability.Theassemblypressureofair-cooledfuelcellsandthedesignofsealshaveanimportantimpactontheperformanceofthecell.Athree-dimensionalmodelwasestablishedandafiniteelementmethodwasappliedtosimulatethestructuralmechanicsoftheair-cooledgraphiteflowfieldplateandtheseal.Theresultsshowthatwhenthesealringthicknessis0.50mm,thelengthofthebipolarplateis225mmandtheassemblypressureis2.5MPainthegraphiteflowfieldplateoftheDCchannel,thestressdistributionuniformityofthebipolarplateoftheair-cooledfuelcellisthebestandthebatteryperformanceisthebest.Keywords:fuelcell;simulationanalysis;assemblypressure;sealring;bipolarplate燃料电池具有较高的能量转换效率，同时电池的唯一产物是水，清洁环保，具有良好的可靠性和操作性。质子交换膜燃料电池堆由多个单电池堆叠而成，每个单电池又是由流场板、膜电极及密封件组成，各组件因外部施加装配压力而紧密组合在一起。装配压力和各组件的选择对燃料电池内部双极...
