燃料电池电堆的歧管及其结构优化方法和装置与流程

专利2025-11-14  23


本发明涉及歧管结构优化的,尤其涉及一种燃料电池电堆的歧管及其结构优化方法和装置。


背景技术:

1、在拼堆式燃料电池电堆开发过程中,歧管流体性能会影响各单堆的流量,故拼堆式燃料电池电堆的歧管开发及其重要,在该类歧管的结构优化时,若盲目采用试错的歧管结构优化策略,则会耗费大量的优化时间和优化精力。

2、因此,如何兼顾燃料电池电堆歧管结构优化的效率和准确性,是目前亟待解决的技术问题。


技术实现思路

1、本发明提供的一种燃料电池电堆的歧管及其结构优化方法和装置,兼顾了燃料电池电堆歧管结构优化的效率和准确性。

2、本发明实施例提供了以下方案:

3、第一方面,本发明实施例提供了一种燃料电池电堆的歧管结构优化方法,方法包括:

4、获取目标歧管的支管平均压降,其中,目标歧管为装配于燃料电池电堆上待进行结构优化的进堆歧管或出堆歧管;

5、在支管平均压降不满足燃料电池电堆的性能要求时,对目标歧管进行初次结构调整,并判断初次结构调整后的支管平均压降是否处于性能要求的第一目标范围;

6、在初次结构调整后的支管平均压降处于第一目标范围时,获取初次结构调整后的目标歧管的每个支管的流量不均匀度;

7、根据流量不均匀度对目标歧管进行再次结构调整,并判断再次结构调整的流量不均匀度是否均处于性能要求的第二目标范围;

8、在再次结构调整的流量不均匀度均处于第二目标范围时,确定再次结构调整的歧管结构为装配于燃料电池电堆的目标结构。

9、在一种可选的实施例中,对目标歧管进行初次结构调整,并判断初次结构调整后的支管平均压降是否处于性能要求的第一目标范围,包括:

10、获取目标歧管所处安装空间的空间数据;

11、根据空间数据对目标歧管上目标区域的管路直径进行调整,其中,目标区域为目标歧管的支管与集流管的非连接区域;

12、根据管路直径的调整结果,判断支管平均压降是否处于第一目标范围。

13、在一种可选的实施例中,根据管路直径的调整结果,判断支管平均压降未处于第一目标范围之后,方法还包括:

14、对目标歧管的管路横截面形状进行调整,以获得支管平均压降的压降优化结果;

15、在压降优化结果所表征的支管平均压降处于第一目标范围时,确定支管平均压降满足性能要求;

16、在压降优化结果所表征的支管平均压降未处于第一目标范围时,根据压降优化结果调整第一目标范围。

17、在一种可选的实施例中,根据流量不均匀度对目标歧管进行再次结构调整,包括:

18、在流量不均匀度大于预设的均匀度阈值时,对目标歧管的歧管结构依次进行粗调和精调,以使流量不均匀度处于第二目标范围;

19、在流量不均匀度等于或小于均匀度阈值时,对目标歧管的歧管结构进行精调,直至流量不均匀度处于第二目标范围。

20、在一种可选的实施例中,对目标歧管的歧管结构进行粗调,包括:

21、在目标歧管的当前支管与集流管的连接角度小于预设值时,对当前支管与集流管的连接区域进行倒角处理;

22、在目标歧管的当前支管与集流管的连接角度大于或等于预设值时,增大当前支管的支管长度。

23、在一种可选的实施例中,对目标歧管的歧管结构进行精调,包括:

24、在目标歧管的当前支管的流量不均匀度大于第二目标范围时,增大当前支管的支管长度;

25、在目标歧管的当前支管的流量不均匀度小于第二目标范围时,减小当前支管的支管长度,直至每个支管的流量不均匀度均处于第二目标范围。

26、第二方面,本发明实施例还提供了一种燃料电池电堆的歧管,歧管经第一方面中任一的方法实施结构优化获得。

27、第三方面,本发明实施例还提供了一种燃料电池电堆的歧管结构优化装置,装置包括:

28、第一获取模块,用于获取目标歧管的支管平均压降,其中,目标歧管为装配于燃料电池电堆上待进行结构优化的进堆歧管或出堆歧管;

29、第一调整模块,用于在支管平均压降不满足燃料电池电堆的性能要求时,对目标歧管进行初次结构调整,并判断初次结构调整后的支管平均压降是否处于性能要求的第一目标范围;

30、第二获取模块,用于在初次结构调整后的支管平均压降处于第一目标范围时,获取初次结构调整后的目标歧管的每个支管的流量不均匀度;

31、第二调整模块,用于根据流量不均匀度对目标歧管进行再次结构调整,并判断再次结构调整的流量不均匀度是否均处于性能要求的第二目标范围;

32、确定模块,用于在再次结构调整的流量不均匀度均处于第二目标范围时,确定再次结构调整的歧管结构为装配于燃料电池电堆的目标结构。

33、第四方面,本发明实施例还提供了一种电子设备,包括处理器和存储器,存储器耦接到处理器,存储器存储指令,当指令由处理器执行时使电子设备执行第一方面中任一项方法的步骤。

34、第五方面,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现第一方面中任一项方法的步骤。

35、本发明的一种燃料电池电堆的歧管及其结构优化方法和装置与现有技术相比,具有以下优点:

36、本发明的技术方案通过获取目标歧管的支管平均压降,在支管平均压降不满足燃料电池电堆的性能要求时,对目标歧管进行初次结构调整,使支管平均压降处于第一目标范围,并继续获取初次结构调整后的目标歧管的每个支管的流量不均匀度,根据流量不均匀度对目标歧管进行再次结构调整,在再次结构调整的流量不均匀度均处于第二目标范围时,确定再次结构调整的歧管结构为装配于燃料电池电堆的目标结构。该方案先优化目标歧管的支管平均压降,再优化流量不均匀度,减少了目标歧管在结构优化过程中支管平均压降和流量不均匀度之间的耦合关联,针对燃料电池电堆上进堆歧管或出堆歧管的结构优化,能够使歧管内流体的流动性能更好,进而兼顾了燃料电池电堆歧管结构优化的效率和准确性。



技术特征:

1.一种燃料电池电堆的歧管结构优化方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的燃料电池电堆的歧管结构优化方法,其特征在于,所述对所述目标歧管进行初次结构调整,并判断初次结构调整后的支管平均压降是否处于所述性能要求的第一目标范围,包括:

3.根据权利要求2所述的燃料电池电堆的歧管结构优化方法,其特征在于,根据所述管路直径的调整结果,判断所述支管平均压降未处于所述第一目标范围之后,所述方法还包括:

4.根据权利要求1所述的燃料电池电堆的歧管结构优化方法,其特征在于,所述根据所述流量不均匀度对所述目标歧管进行再次结构调整,包括:

5.根据权利要求4所述的燃料电池电堆的歧管结构优化方法,其特征在于,对所述目标歧管的歧管结构进行粗调,包括:

6.根据权利要求4所述的燃料电池电堆的歧管结构优化方法,其特征在于,对所述目标歧管的歧管结构进行精调,包括:

7.一种燃料电池电堆的歧管,其特征在于,所述歧管经权利要求1-6任一所述的方法实施结构优化获得。

8.一种燃料电池电堆的歧管结构优化装置,其特征在于,所述装置包括:

9.一种电子设备,其特征在于,包括处理器和存储器,所述存储器耦接到所述处理器,所述存储器存储指令,当所述指令由所述处理器执行时使所述电子设备执行权利要求1-6中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述方法的步骤。


技术总结
本发明公开了一种燃料电池电堆的歧管及其结构优化方法和装置,涉及歧管结构优化的技术领域。本发明通过获取目标歧管的支管平均压降,在支管平均压降不满足燃料电池电堆的性能要求时,对目标歧管进行初次结构调整,使支管平均压降处于第一目标范围,并继续获取初次结构调整后的目标歧管的每个支管的流量不均匀度,根据流量不均匀度对目标歧管进行再次结构调整,在流量不均匀度均处于第二目标范围时,确定再次结构调整的歧管结构为装配于燃料电池电堆的目标结构。该方案减少了目标歧管在结构优化过程中支管平均压降和流量不均匀度之间的耦合关联,针对燃料电池电堆上进堆歧管或出堆歧管的结构优化,兼顾了歧管结构优化的效率和准确性。

技术研发人员:田延庆,赵春来,张明凯,马义
受保护的技术使用者:东风汽车集团股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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